FISICA

Es la ciencia que se encarga de estudiar la materia, la energía, el espacio y las relaciones que hay entre sí.Materia: Se considera que es lo que forma sensible de los objetos pertenecientes o detectables por medios físicos. Es decir todo aquello que ocupa un sitio en el espacio. Energía: se define como la capacidad de obrar, transformar o poner en movimiento.Espacio: El lugar donde existen los objetos y los fenómenos físicos y donde estos tienen una posición y dirección. Fenómeno: Cambio rápido o lento que sufre la materia. Clases de fenómeno:

a. Fenómeno físico: es el cambio que sufre la materia en donde no se altera su estructura íntima.

b. Fenómeno Químico: es el cambio que sufre la materia en donde si se altera la estructura interna o molecular.

Molécula: es la partícula más pequeña que presentan todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia, está formada por dos o más átomos. Átomo: es la unidad más pequeña de un elemento químico y parte más pequeña de la materia. Física: ciencia que se ocupa de los componentes fundamentales del universo.Química: estudia de la composición, estructura y propiedades de las sustancias materiales. Conocimiento Mágico: es aquel que relaciona un fenómeno natural con otro sobrenatural. Conocimiento Empírico: es aquel que obtenemos a partir de nuestros sentidos.Conocimiento Científico: es el conocimiento que además de explicar cómo ocurren las cosas, pretende explicar porque ocurren y los efectos que pueden producir, sometiendo sus resultados a varios experimentos.Método Científico: es el proceso seguido para hacer una investigación científica, consiste en actitudes y reglas por medio de las cuales el investigador reúne y evalúa datos para dar a conocer sus resultados. Pasos del método científico:

1. La observación2. Hipótesis3. Experimentación4. Organización5. Formulación de teoría y leyes

Observación: en la observación el investigador no interviene en el fenómeno que se estudia sino más bien es un observador.

Hipótesis: es suponer las causas que producen un fenómeno.Experimentación: el investigador es un agente activo que altera de forma intencionada y controlada el fenómeno en estudio.

Organización: en este paso el investigador debe analizar los resultados de las experimentaciones comparándolos entre sí; debe de ordenar todos los resultados.

Formulación de teoría y leyes: es la explicación más sencilla que contesta a la hipótesis formulada.

Lanzamiento de un objeto

Observación: la cartuchera se curveaba en el aire.

Hipótesis: el movimiento de la cartuchera varía dependiendo la fuerza que se le aplica y la inclinación.

Experimentación: mientras más inclinación se le da al objeto va a ser curvilíneo el movimiento.

Teoría o ley: se establece que cuando se lanza un objeto con un ángulo de inclinación grande la trayectoria del movimiento tendrá una curva cerrada donde alcanzara una altura grande pero tendrá un alcance horizontal menor.

Clasificación de la Física:

Física Mecánica: se encarga del estudio del movimiento, sus causas y las condiciones de equilibrio de los cuerpos y las partículas.

Física Termodinámica: se encarga de estudiar el calor y la temperatura.

Física Electromagnetismo: se ocupa de estudiar los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Física Acústica: se encarga de estudiar el sonido.

Física Óptica: se encarga de estudiar los fenómenos relacionados con la naturaleza de la luz.

Física Hidráulica: estudia el uso de la energía que pueden generar los fluidos.

Física Cuántica: Estudia los fenómenos que tienen que ver con el dominio del átomo.

Física Relativista: estudia los fenómenos de los cuerpos animados de grandes velocidades.

Atómica y Nuclear: se encarga de estudiar el átomo, su núcleo y los fenómenos de gran energía.

MEDICION

Medir es comparar una unidad con la cantidad.

Magnitud: es todo aquello que puede medirse.

Longitud, masa y tiempo.

Longitud- es la distancia que hay de un punto a otro.

Masa- es la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Tiempo- es la forma de medir la duración de un fenómeno.

Volumen- es la cantidad de espacio que posee un cuerpo.

Densidad- es la cantidad de materia que hay por unidad de volumen.

Velocidad- es la variación de la distancia con respecto al tiempo.

MAGNITUDES FUNDAMENTALES:

-Longitud (metros, m)

-Masa (kilogramos, kg)

-Tiempo (segundos, s)

-Temperatura (grados Celsius, ° C)

-Carga eléctrica (coulomb, c)

-Intensidad luminosa (candela, cd)

MAGNITUDES DERIVADAS

-Velocidad (metros por segundo, m/s)

-Aceleración (metros por segundo cuadrado, m

s2 )

-Volumen (m3)

-Área (m2)

-Densidad (kg

m3 )

-Fuerza (Newton, N)

PARTES DE UNA MAGNITUD

340 m/s

TEORAMA DE PITAGORAS

La suma de los ángulos deben dar 180°

° o∝ son 90°

El teorema solo puede ser aplicado en un triangulo rectángulo.

c2=a2+b2

a=√c2−b2

b=√c2−a2

AÉREAS, PERIMETROS Y VOLUMENES DE LAS

PRINCIPALES FIGURAS Y CUERPOS

GEOMETRICOS

Área: es la medida de superficie que tiene una figura plana o en dos dimensiones.

Perímetro: es la longitud total que rodea a una figura plana.

PERIMETRO

Numero Unidad de medida o dimensional.

AREA

Cuadrado:

Rectángulo:

Triangulo:

Circulo:

NOTACION CIENTIFICA O POTENCIAS DE BASE 10

a) 104=10000b) 10−5= 0.00001

c) 10−2=0.01

PASAR UNA NOTACION CIENTIFICA A UN NUMERO REAL:

a) 8032*107=¿ 83200000

SUMA DE NOTACION CIENTIFICA:

Sumar 17.43*108mas14.37∗1010

14.37∗1010

0.17∗1010 = 14.54∗1010

RESTA DE NOTACION CIENTIFICA

Restar 43.73*104 de 18.17∗106

18.77∗106

0.43∗106=17.74∗106

MULTIPLICACION

Multiplicar 3.44*103 por 5.56∗109

3.44∗103

5.56∗109=1.91∗1013

DIVISION

Dividir 1.13*106 entre 6.21∗109

1.13∗106

0.21∗109=5.38∗10−3

POTENCIACION

(4.81∗103 )4=4.81∗10(4.81 )4 (103 )4= 5.35∗1014

RADICACION

7√2.48∗10−37√2.48 7√10−3

1.14∗10−37

SISTEMA DE MEDIDAS

Son medidas estandarizadas que manejan los países industrializados.

Sistema Internacional (SI)Sistema CGSSistema Ingles (PLS)

CONVERSIONES DE MEDIDAS O ANALISIS DIMENSIONAL

Convertir 50 millas a metros

50 mill* 1609m1mill

=80450m

Convertir 470 pies a metros

470 pies∗1m3.28 pies

=143.29m

SISTEMA INTERNACIONAL

Longitud=metros, mMasa=kilogramos, kgTiempo= segundos, s

SISTEMA CGS

Longitud= centímetros, cmMasa= gramos, grTiempo=segundos

SISTEMA INGLES PLS

Longitud= pies, ftMasa= libras masa, LbmTiempo= segundos, s

VECTORES Y ESCALARES

ESCALARES: son aquellas que quedan bien definidas dando el número y la cantidad de medida. Ej.

Masa= 20kgTiempo=3hLongitud= 75m

VECTORES: son las cantidades que cuentan con magnitud, dirección y sentido. Ej.

Velocidad= −20ms,vertical

Desplazamiento= 74m, horizontal

La diferencia entre una magnitud escalar y una magnitud vectorial es que un vector cuenta con dirección y sentido y el escalar no.

REPRESENTACION GRAFICA DE UN VECTORUn vector siempre se va a representar por medio de una flecha.

SUMA DE VECTORES

La suma de vectores 2 o mas vectores recibe el nombre de resultante (R). Los vectores sumados se

llaman componentes, por lo tanto R⃗=V⃗ 1+V⃗ 2

SUMA DE VECTORES POR EL METODO GRAFICO “METODO DEL PARALELOGRAMO”

Encontrar la resultante y dirección de los siguientes vectores, 1 hacia la derecha de 20 newtons, otro a la derecha con 50 newtons.

Escala: 1cm=10n

R⃗=70N , E

SUMA DE VECTORES POR EL METODO GRAFICO

Este método es una generalización del método del triángulo, la diferencia es que se siguen aplicando los vectores en la misma forma hasta colocarlos todos, la resultante se genera del punto de origen del primer hasta el punto de origen del último vector.

SUMA DE VECTORES POR EL METODO ANALITICO

COMPONENTES DE UN VECTOR

Magnitud del vector R

R=√V x2+V y

2

Angulo resultante:

θ=tan−1(V x

V y)

CINEMATICA

Es la parte de la mecánica que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos sin considerar sus causas. La razón principal que produce un movimiento es la aplicación de una fuerza.

MOVIMIENTO: es un cambio de posición de un objeto en el espacio.

Movimiento Relativo: un cuerpo está en movimiento relativo con respecto a otro considerado como fijo, cuando su posición cambia en el transcurso del tiempo con respecto al segundo cuerpo (considerado como fijo).

Trayectoria: es la línea que resulta de unir todos los puntos por donde ha pasado un móvil.

TIPOS DE TRAYECTORIAS:

Trayectoria rectilínea:

Trayectoria circular:

Trayectoria curvilínea:

Trayectoria Mixta:

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

Es cuando se recorren espacios iguales en tiempos iguales, y la trayectoria del movimiento es en una línea recta.

VELOCIDAD> variación de la distancia con respecto al tiempo. V= xt

Calcular la velocidad de un móvil, que recorre 342m en 6s.

V=342m6 s

= 57ms

VELOCIDAD Y RAPIDES MEDIA

Datos:

X=342mT=6s

VELOCIDAD MEDIA (Vector)

V⃗=desplazamientotiempo

∆x

∆t

=x f−x0t f−t 0

RAPIDEZ MEDIA (Escalar)

V⃗=Distancia totalTiempo total

Un móvil parte del punto A l punto B distantes entre sí por 400km en tiempo de 1 hora y media (90m) luego regresan 200km en un tiempo de 1h (60m) determinar:

La velocidad media La rapidez media Desplazamiento Distancia total recorrida

Velocidad media

V=DesplazamientoTiempo

∆x

∆t

=8 kh

Rapidez media

V⃗=distancia totaltiempototal

=600 km2.5h

=240 kmh

Desplazamiento

∆x=200 km

Distancia

X=600km

MOVIMIENTO RECTILINE UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV)

ACELERACION: es la variación de la velocidad con respecto al tiempo.

PARAMETROS PARA EL MRUV

V 0=velocidad inicial(ms )V f=velocidad final (ms )x=distancia o desplazamiento (m )

t=tiempo (s )

a=acelecarion(ms2 )ECUACIONES CINEMATICAS

1) V f=V 0+at

2) V 2f=V 2

0+2ax

3) x=(V f+V 0 )2

t

4) x=V 0+12a t 2

Partiendo del reposo un automóvil logra una velocidad final de 5ms

en 8s encontrar

Aceleración

Distancia que recorre

Hallar a

a=V f−V 0

t = 5ms−0

8 s = 0.625

ms

Hallar x

x=(V f+V 0 ) t

2=

(5 ms +0)8 s2

=40m2

=20m

CAIDA LIBRE

Es aquella en que el cuerpo es soltado desde cierta altura, con una velocidad inicial igual a 0

GRAVEDAD: es la atracción que ejerce el centro de la tierra sobre todos los objetos que están en su superficie.

Gravedad=g=aceleración=9.8ms

Determine la altura de un edificio si desde su techo se deja caer una piedra y tarda 3 segundos en llegar al suelo. Calcule la velocidad con que la piedra llega al suelo.

T=3s

G=9.8m

s2

X=V 0 t+12at 2

X=44.1m

V f=V 0+¿= 0+9.8m

s2∗3=29.4 m

s

TIRO VERTICAL HACIA ARRIBA

Y HACIA ABAJO

V o=0

Se lanza un cuerpo verticalmente hacia abajo y le toma 5s en llegar al suelo. Si se dejo caer desde una altura de 4100 pies determine:

Con que velocidad fue lanzadoCon que velocidad llega al suelo

Hallar V 0

V0= x−1

2a t 2=1249.68m−1

29.8m

s2∗(5 s )2=225.44m

s

Hallar V f

V f=V0+at=225.5

ms+9.8

m

s2∗5 s

=274.5 ms

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME MCU

Es el movimiento que tiene una figura circular y se recorren ángulos iguales en tiempos iguales.

π=rad=180 °

1 rev=360

1 rev=2πrad

VELOCIDAD ANGULAR

Es la variación del desplazamiento angular con respecto al tiempo.

DATOS:

T=5s

G=9.8m

s2

H=1249.68m

Velocidad angular “w”

ω=θt

Desplazamiento angular:

Es el cambio de posición angular

PETIODO “T”: es el tiempo que le toma a un móvil dar una vuelta completa. T= tn

FRECUENCIA: ʄ=1T

es en número de revoluciones que da un móvil por unidad de tiempo.

VELOCIDAD LINEAL O TANGENCIAL: es la velocidad lineal que debido a la distancia recorrida con forme transcurre el tiempo.

Esta velocidad es tangencial al punto donde se ubica el móvil en el movimiento circular.

V t=wr

Aceleración Centrípeta: es una aceleración debido al cambio constante de la dirección de la velocidad tangencial y siempre se dirige hacia el centro del círculo.

ac=w2r

La rueda de una feria gira y da 4 vueltas en un minuto. Determine la velocidad angular de la rueda, el periodo, la frecuencia, la velocidad lineal de alguno de sus pasajeros, la distancia que recorre cualquiera de los pasajeros y la aceleracion centripeta, el tamaño de la rueda es de 20m

Hallar w

Datos:

N=4rev r=10mT=60s

ω=θt=25.13rad

60 s=0.42 rad

s

Hallar T

T= tn= 60 s4 rev

=15 srev

Halar ʄ

: ʄ=1T

= 115 s

=0.07 revs

Hallar V t

V t=wr=0.42 rads

∗10m=4.2ms

Hallar x

X=Vt=4.2ms∗60 s =252m

Hallar ac=w2r=0.42 rads

2

∗10m=1.76 ms2

Colegio Pedro de Bethancourt

Pablo Felipe García

3º Básico Sección “C”

Clave 6

RESUMEN DEL CUADERNO DE

FÍSICA CUNDAMENTAL

Curso: Física Fundamental

Prof.: Luis Gutiérrez

Totonicapán, 19 de agosto 2011