Fisica I 3er semesrte

7/23/2019 Fisica I 3er semesrte

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21-8-2015 Objeto de

aprendizaje 1Identifica y comprende los prefijos

usados en el sistema internacional



1. ¿Qué estudia la física?

La física estudia la materia (los cuerpos) y lo que ocurre sobre ellos cuando al actuar

sobre ellos estos no cambian, es decir siguen siendo los mismos.

Por ejemplo si desplazo una hoja de papel esta no habrá cambiado, seguirá siendo una

hoja, pero sufrió un desplazamiento debído a un fenómeno físico producido por una

fuerza. Sin embargo si quemo la hoja, la hoja dejará de ser la hoja (cambia) para

convertirse en otros productos derivados de la combustión, esto no será física, sino

quimica.

La Física es una ciencia, es decir un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la

observación y el razonamiento y de los cuales se deducen teorias y leyes.

La física no es sólo una ciencia teórica, es también una ciencia experimental. Como toda

ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que

la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros.

Física es un término que proviene del griego phisis y que significa “realidad” o

“naturaleza” y por eso tambien podemos definirla como la ciencia que estudia las

propiedades del espacio, el tiempo, la materia, la energía y sus interacciones.

La Fisica se divide en 3 Ramas: la Física clásica, la Física moderna y la Física

contemporánea.

- La Fisica Clasica se encarga del estudio de aquellos fenómenos que tienen una

velocidad relativamente pequeña comparada con la velocidad de la luz y cuyas escalas

espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas.



Objeto de aprendizaje 1- Identifica y comprende los prefijos usados en

el sistema internacional

1. ¿Que estudia la física?

La física busca las leyes fundamentales de la naturaleza.

La física se encarga de observar y analizar los componentes fundamentales del universo, las fuerzas que

estos ejercen entre si y sus efectos. Estudia fenómenos naturales y encontrar las leyes que las causan, utiliza

las matemáticas para explicar dichas leyes y toma influencia de estudios teóricos realizados anteriormente

para poder experimentarlas para obtener resultados correctos. Las ramas de la física estudian el movimiento

de los cuerpos, el comportamiento de la luz y de la radiación, el sonido, la electricidad y el magnetismo, la

estructura interna de los átomos y núcleos atómicos, el comportamiento de los fluidos (líquidos y gases), y las

propiedades de los materiales, entre otras cosas.

2. Que son los prefijos en el S.I.

Yotta septillón cuatrillón 1 000 000 000 000 000 000 000 000

Zetta sextillón Mil trillones 1 000 000 000 000 000 000 000

Exa quintillón trillón 1 000 000 000 000 000 000

Peta cuatrillón Mil billones 1 000 000 000 000 000

Tera trillón billón 1 000 000 000 000

Giga billón mil millones / millardo 1 000 000 000

M illó 1 000 000



3. Cuando aparecieron los sistemas de mediciónDespués de la Revolución Francesa los estudios para determinar un sistema de unidades único y

universal concluyeron con el establecimiento del Sistema Métrico Decimal. La adopción universal de

este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la Convención del Metro

4. Principales precursores de la medición (científicos) antecedenteshistóricos

-Francis Bacon (1561-1626) aseguraba que no es suficiente

la experiencia brindada, se deja repetir y registrar los datos para

obtener una conclusión

- Galileo Galilei (1564-1642) el mejor método con la

demostración de modelos matemáticos

- Rene Descartes (1596- 1650) Afirmaba que el métodoen la ciencia en un conjunto de reglas fáciles de seguir.

5. Sistemas unidades e instrumentos de medición

Magnitud física

fundamental

Unidad

básica o

fundamental

Símbolo Observaciones

Longitud metro m Se define en función de la

velocidad de la luz

GALILEO GALILEI

FRANCIS BACON

RENE DESCARTES



Objeto de aprendizaje 2: Identifica los tiposde errores en

las mediciones

1. ¿Qué es medir?Es establecer la longitud, volumen, fuerza,

capacidad u otra magnitud

2. Métodos directos de

medición

Los métodos directos son en los que se

emplea directamente un instrumento de

medición para obtener la magnitud (tamaño)

del fenómeno que se quiere conocer, por

ejemplo, al usar una regla para medir la

longitud de una tabla.

3. Métodos indirectos de

medición

Los indirectos son en los que además del

instrumento de medida se requiere realizar

cuando menos una operación matemática, por

ejemplo, para obtener la velocidad de un

automóvil, se tiene que emplear una división.

4. Exactidud y presicion en lamedición

Precisión: Grado hasta que un instrumento

5. Error absoluto

Es la diferencia entre el valor de la medida y el

valor tomado como exacto. Puede ser positivo

o negativo, según si la medida es superior al

valor real o inferior (la resta sale positiva o

negativa). Tiene unidades, las mismas que las

de la medida.

6. Error relativo

Es el cociente de la división entre el error

absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por

100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error.

Al igual que el error absoluto, éste puede ser

positivo o negativo (según lo sea el errorabsoluto) porque puede ser por exceso o por

defecto, no tiene unidades

7. Error sistemático

Los errores sistemáticos son aquellos errores

que se repiten de manera conocida en varias

realizaciones de una medida.

8. Error accidentales

L id t l d d d



Ob jeto de Ap rend izaje 3- Analiza la p recisión en los

instrumentos de medic ión .

Indicadores analógicosMuestran el valor de la información mediante una

aguja que se desplaza en una escala numérica

Indicador digitalProporciona los valores de la magnitud en

números decimales, según la escala

seleccionada.

o ¿Cuándo un instrumento es

exacto?

Cuando se realiza una medición y se obtiene con él, el valor real de la magnitud física. La precisión de un

instrumento cuando se puede realizar una medición y se presenta una variación mínima con respecto al valorreal. Una sensibilidad es cuando el instrumento es capaz de medir valores muy pequeños.

¿Cuándo se refiere a la precisión?

Cuando puedes realizar una medición y se presenta una variación mínima con respecto al valor realy que tiene una sensibilidad especifica cuando el instrumento es capaz de medir valores muy

pequeños.

¿En qué consiste el proceso de calibración?

Consiste en comparar los instrumentos de medicina contra patrones previamente certificados por unorganismo reconocido o nivel nacional para asegurar que cumplen con la precisión requerida.

Objeto de aprendizaje 4- Identifica magnitudes escalares y



Act. Investiga que es el peso y que es masa de un cuerpo, que es la fuerza eléctrica y que es una resistencia

eléctrica. En un cuadro comparen cada una de estas magnitudes e indiquen cuales son escalares y cuales

vectoriales, como se originan en que se asemejan, en que difieren y que tienen en común.

Que es el peso de un cuerpo?

Fuerza con que la tierra atrae a un cuerpoQue es la masa de un cuerpo?Una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo.

Que es la fuerza eléctrica?Entre dos o más cargos aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica, cuya medida depende

del calor de los cargos y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signode cada carga.

Que es una resistencia eléctrica?Oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctricaFuerza que se opone a la acción de otra fuerza

Magnitud escalares vectoriales Semejanzas Diferencias

Peso Originado por

la acción delcampo

gravitacional

Que la masa es la

cantidad de materiacorrespondiente a un

peso

La masa es cantidad

de materia y el otroes fuerza de

atracciónMasa Medida e la

masa inercialy la masa

gravitacional

Que es atraído por lafuerza de gravedad

FuerzaEléctrica

Entre doso más

cargos

Ambos utilizan fuerza Que la fuerzaeléctrica se produce

por 2 o más cargas y

la resistenciaelectrónica es poroposición

Resistencia Oposición



Objeto De Aprendizaje 5: Identifica Las Características De Un Vector

Elementos que distinguen a un vector

- Origen o puntos de aplicación

Es donde inicia la receta que representa a la cantidad vectorial

- Magnitud o intensidadIndica la longitud total del vector. Depende de la

distancia entre el origen y el extremo.

- Dirección Sentido

Se mide en sentido de movimiento opuesto al de lasagujas del reloj; se expresa mediante el ángulo 0

Representa algunas situaciones

cotidianas utilizando representaciones

vectoriales Amarrar cinta de zapatos, mover un carro, un avión

despegando, un balazo, y correr hacia un lugar.

Objeto De Aprendizaje 6: Calcula Suma De Vectores: Grafico

(Triangulo, Paralelogramo, Polígono) Y Analítico

El plano cartesiano



- No CoplanaresEstán en diferente plano, tridimensional es decir 3 ejes

- DeslizantesSon las magnitudes que pueden moverse en la misma dirección o línea de acción cuando

se ubican sobre un cuerpo. Una fuerza que actua sobre un cuerpo y lo desplaza en línea

recta es un ejemplo de vector deslizante

-

LibresSe especifica uno de sus dos componentes que sea el extrema o el origen, sin importar su

ubicación en el espacio



- ColinealesEste sistema esta formado por vectores que se encuentran ubicados sobre una misma

línea de acción pero no necesariamente comparten la misma dirección. Los vectores A, B

y C son colineales entre si, mientras que D y E, además de ser colineales entreellos, sonparalelos a los primeros.

- ConcurrentesEstos vectores se trazan a partir del origen, al ser trazados así, se forma un ángulo entre

ellos , es por eso que también los llaman vectores angulares.

Ley del paralelogramo

La ley del paralelogramo enuncia que la suma de los cuadrados de los cuatro lados (dos lados a y dos

b) de un paralelogramo es igual a la suma de los cuadrados de las dos diagonales (D1 y D2) de éste Se



Ley del triangulo:

La ley del triangulo indica que el vector composición para un par de vectores corresponde a la suma de

vectorial de de estos. Se obtiene colocando el origen del segundo en el extremo final del primero, la línea que

une el origen del primer vector con el extremo final del segundo vector composición corresponde a la línea deacción del vector



Metodo Analitico



BLOQUE 2- IDENTIFICA LAS DIFERENCIAS

ENTRE LOS DISTINTOS TIPOS DE

MOVIMIENTO

OBJETO DE APRENDIZAJE 1- RECONOCE LOS CONCEPTOS RELACIONADOS CON EL MOVIMIENTO

∞

¿Que estudia la dinámica?

La dinámica es la parte de la física que describe la evolución en el

tiempo de un sistema físico en relación a las causas que provocan los

cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica

es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico,

cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución

para dicho sistema.

El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos,

relativistas o cuánticos), pero también la termodinámica y electrodinámica. En este artículo

se desarrollaran los aspectos principales de la dinámica en sistemas mecánicos, dejándose para otros artículos el

estudio de la dinámica en sistemas no-mecánicos.

∞

¿Que estudia la cinemática?

La Cinemática es una rama de la física clásica, más exactamente de la

mecánica, que nos dicen cómo se mueven los cuerpos. Describe los

movimientos usando el espacio y/o posición, tiempo, velocidad y

aceleración. Da información sobre lo que hacen los móviles, pero sin

referirse a las causas de los movimientos de los que habla.

En cinemática tenéis movimiento rectilíneo uniforme, rectilíneo

uniformemente variado, movimiento circular uniforme, caída libre, tiro

vertical tiro oblicuo movimiento pendular



∞

Sistemas de referencia: Al hablar de un sistema de referencia simplemente se está apuntando que para

observar el movimiento de un objeto es necesario tener un punto de referencia que no proporcione datos reales

de distancia, desplazamiento, velocidad, aceleración, etc. Ejemplo; una persona parada observando una carrera

de automóviles. Existen dos tipos de sistemas de referencia, está el sistema de referencia absoluta y el sistema

de referencia relativa.

o

Absoluto: Se dice como sistema de referencia

absoluta cuando se tiene un el punto de referencia fijo,

por ejemplo, si tomamos al sol como un punto de r

eferencia, el cual comparáramos con el movimiento de

los planeta, en este ejemplo el sol se podría

considerar como un sistema de referencia absoluta.

Observe la siguiente imagen para mayor

comprensión.

o Relativo: En este tipo de sistema de referencia, el punto de

referencia esta en movimiento, por ejemplo, una persona que camina y

observa un conjunto de aves volar. En este ejemplo la persona se

considera un sistema de referencia relativa. Observe la siguiente

imagen para mayor comprensión.

Dan Misael Zepeda Ventura



Objeto de aprendizaje : Movimiento en una y dos dimensiones

Tema: Movimiento en dos dimensiones

Tiro parabólico A que se le denomina tiro parabólico:El movimiento parabólico es el movimiento que describe un objeto alser lanzado y estar afectado por la gravedad.Se llama parabólico ya que la trayectoria describe una parábola

Tiro oblicuoSe trata de una particularidad del "Tiro parabólico", por lo tanto es un “movimientorectilíneo uniforme” en su desarrollo horizontal y un “movimiento uniformementevariado” en su desarrollo vertical. Pero, en el eje vertical se comporta como elmovimiento de “Caída Libre”.

Como ejemplo, se impulsa una canica sobre la superficie de una mesa, desde elmomento en que la canica abandona la mesa para caer al suelo describirá latrayectoria de un “tiro oblicuo”.

En este movimiento la velocidad tiene componentes en los ejes "x" e "y", mientras que en el eje "y" lavelocidad inicial es nula.

Tiro horizontal

El lanzamiento horizontal consiste en lanzar un cuerpohorizontalmente desde cierta altura



Movimiento circular uniforme y uniformementeacelerado

En que consiste este movimientoEl movimimiento circular uniforme (m.c.u.)

es un movimiento de trayectoria circular en el que lavelocidad angular es constante. Esto implica quedescribe ángulos iguales en tiempos iguales. En él,el vector velocidad no cambia de módulo pero sí dedirección (es tangente en cada punto a latrayectoria). Esto quiere decir que no tiene

aceleración tangencial ni aceleración angular,aunque sí aceleración normal.

Expresion Matematica:r ⃗ =x⋅i⃗ +y⋅ j⃗ =R⋅cos(φ)⋅i⃗ +R⋅sin(φ)⋅ j⃗

Movimiento circular uniformemente aceleradoMovimiento circular en el que la aceleración angular y la aceleracióntangencial es siempre constante y distinta de 0. Como existeaceleración tangencial, el vector velocidad cambia con el tiempo.

Expresion Matematica:φ=φ0+ω0⋅t+α⋅t2

2



Bloque 3: comprende la

utilidad práctica de lasleyes del movimiento deIsaac Newton

Dan Misael Zepeda Ventura



Objeto de aprendizaje 1: Describe antecedenteshistóricos del estudio del movimiento mecánico.

Actividad:

1-Realizar una investigación en diversos medios en la que definan los hechos más significativos yque respondan a lo anterior para las épocas de la antigua Grecia, imperio romano, renacimientoy de la revolución industrial, y presentar en una línea del tiempo en la que se muestren lasaportaciones de Aristóteles, Arquímedes, Galileo, Newton, Copérnico, Kepler, Ptolomeo , Pascal,

Joule, Watt, donde marquen los sucesos históricos más sobresalientes.



ANTIGUA GRECIA 1200 a.C.-146 a.C.

Aristóteles Arquímedes



Aristóteles (384-322 a. de 1. C.) intentó elaboraruna teoría de la Mecánica, pero no hizo ningunadistinción entre las propiedades estáticas,cinemáticas y dinámicas. Aristóteles, maestro deAlejandro Magno, escribió sobre física, pero casitodo lo que dijo fue incorrecto. Sí aceptó que laTierra era esférica y dio como argumento el que alviajar al norte o al sur se observan nuevas estrellas

en el cielo lo que no sucedería si la Tierra fueraplana.



Arquímedes (287-212 AC), Fue el verdadero

creador de la Mecánica teórica. En mecánica, Arquímedesasombró al rey Herón de Siracusa con los sistemas de palancas

y de poleas que había ideado. Animado por la fuerza de sudescubrimiento, afirmó que si habitara en otro mundo sería

capaz de mover éste y, para demostrarlo, diseñó un conjuntomecánico mediante el cual fue capaz de hacer navegar sobrearena a un pesado barco mercante de la flota real con la sola

fuerza de su brazo. También estableció las leyes de la palanca.

Conocida es su famosa frase para hacer resaltar la aplicaciónde la palanca como máquina multiplicadora de fuerza:“Deduce un punto de apoyo y os levantaré el mundo".

Desarrolló las poleas múltiples con las que también se puedelevantar un cuerpo pesado con una fuerza pequeña.



IMPERIO ROMANO 27 a.C-476 d. C

Ptolomeo



Ptolomeo(85 d.C.-165)

Propuso el sistema geocéntrico como la base de la mecánicaceleste que persistió durante más de 1400 años. Sus teorías,investigaciones, cálculos y descripciones astronómicasprevalecieron en el pensamiento científico hasta el siglo XVI.Esta considerado como el último científico más importante dela antigüedad y su fama se debe a su exposición del sistemaptolemaico.Recopiló los conocimientos científicos de su época, añadiendosus observaciones y las de Hiparco de Nicea. Escribo una obraconocida con el nombre de “Almagesto” (Ptolomeo la habíadenominado Sintaxis Matemática) realizada en 13 volúmenes,llegando a Europa en una versión traducida al árabe.

Sistema Tolemaico

En la explicaciones del Almagesto del sistema ptolemaico, laTierra se encuentra situada en el centro del Universo y el Sol, laLuna y los planetas giran en torno a ella arrastrados por unagran esfera llamada “Primum Movile”, mientras que la Tierraes esférica y estacionaria. Las estrellas están situadas en

posiciones fijas sobre la superficie de dicha esfera.



476-1599

Copérnico Kepler



Nicolás CopérnicoFormuló una teoría en la que los cuerpos no giraban alrededorde la Tierra, sino alrededor del Sol. Además apuntó que lagravedad era el mecanismo responsable del movimiento de losplanetas.



Kepler aporto 3 leyes de importancia para la mecánica

celeste:• La primera ley de Kepler aseguraba que "cada planeta se

mueve alrededor del Sol en una órbita que es una elipse, en

la cual el Sol es uno de sus focos". Con esta ley Keplerconsiguió que los hechos científicos se antepusieran a susdeseos y prejuicios religiosos sobre la naturaleza delmundo. A partir de entonces Kepler se dedicó únicamente aobservar los datos y a sacar conclusiones sin ideaspreconcebidas.

• Tras comprobar la velocidad y el movimiento de losplanetas a través de las órbitas llegó a su segunda ley: "Unalínea recta que una al Sol y un planeta cubre áreas igualesen tiempos iguales".

• La tercera y última ley de Kepler hace una relacióncuantitativa entre los periodos orbitales de los planetas y eltamaño de sus orbitas elípticas: "Los cuadrados de losperiodos de los planetas están en proporción directa con los

cubos del semieje mayor de sus órbitas



RENACIMIENTO 1600-1800

Galileo Galilei Isaac NewtonBlaise Pascal



Galileo Galilei (1564-1642)Su primer descubrimiento, la ley del péndulo, lo realizó cuando sólotenía diez y siete años. Estaba en la catedral de Pisa cuando vio quepara encender una lámpara, la retiraban hacia un lado. Al dejar deretenerla, una vez encendida, la lámpara oscilaba como un péndulo,

con movimientos que eran cada vez menores, pero de igualduración. A falta de cronómetro, Galileo midió el compás regular delas oscilaciones de la lámpara valiéndose de los latidos de su propiopulso. También encontró que el tiempo de oscilación de un pénduloes proporcional a la raíz cuadrada de la longitud. Así, un péndulo quesea cuatro veces más largo que otro, tendrá un tiempo de oscilacióndoble que el de menor longitud. Galileo llegó a la conclusión de quela velocidad de un cuerpo al caer depende del tiempo que ha estado

cayendo, esto es, que al empezar va despacio y aumenta suvelocidad a cada unidad de tiempo, y que los espacios recorridos alcaer son proporcionales a los cuadrados de los periodos de tiempodurante los cuales el cuerpo ha estado cayendo. Como se ve en laformulación de estos principios, Galileo podía formular la Ley de laGravedad, aunque sin darle el carácter de Ley del Universo, que es loque hace sublime la Ley de Gravitación Universal de Newton.

Bl i P l



Blaise PascalEntre sus aportes más importantes están estudios de cálculo infinitesimal,descubrimientos en la teoría de los números y el Pascaline un pequeñocomputador del cual construyó 50 modelos. Su más directa contribución a lahidráulica fue su conclusión de la teoría de la hidrostática inducida por las noticiasdifundidas en Francia por Mersenne respecto a los experimentos italianos con elbarómetro.

En un panfleto distribuido por Pascal en toda Europa en el año 1647 describióexperimentos extensivos que él había coordinado con sifones, jeringas y variostubos de diferentes longitudes, tamaños y formas, llenándolos con diferenteslíquidos como mercurio, agua, vino, aceite y aire los cuales eran variacionesimportantes de los experimentos descritos por Torricelli. Pascal se dio cuenta quepodían ser explicados en términos de la presión atmosférica. Para encontrar unaevidencia más concluyente, realizó un experimento del vacío dentro de vacío.Otro experimento realizado por Pascal fue el sugerido por Descartes, tomardiferentes medidas del crecimiento de la columna de mercurio a diferentes alturas,

dando como resultado lo que él ya suponía: la presión atmosférica era mayor en labase de la montaña que en la cima lo que hacía que el mercurio subiera más en labase que en la cima. Con todos estos experimentos ya realizados se decidió alanzar un tratado que contenía todas las conclusiones de la teoría de la hidrostáticay que no fue publicada hasta un año después de su muerte.Conocido como el principio de Pascal fue ésta la más grande contribución dePascal a la hidráulica y a la vez su más grande logro. No sólo complementó eltrabajo de Arquímedes, Slevin y Torricelli combinando la estática de los fluidos ygases, sino que también relacionó la dinámica de los cuerpos rígidos y la de losfluidos.



Isaac Newton (1642-1727)Fundo la mecánica racional, elabora la teoría sobre la atracciónuniversal. Newton representa el impulsor de la mecánicaclásica, destacó por la inspiración combinada con la curiosidadde sus estudios y escribió una obra fundamental para elposterior desarrollo de la física: Philosophiae naturalis principiamathematica (1687; Principios matemáticos de filosofíanatural), en la que enunció los tres axiomas básicos de la

mecánica y resolvió el problema del equilibrio dinámico deluniverso mediante la deducción de la teoría de la gravitaciónuniversal.



REVOLUCION INDUSTRIAL 1845-

Joule Watt



Joule estudió el magnetismo, y descubrió su relación conel trabajo mecánico, lo cual le condujo a la teoría de la

energía. La unidad internacional de energía, calor y

trabajo, el Joule (o Julio), fue bautizada en su honor.

Trabajó con Lord Kelvin para desarrollar la escala

absoluta de la temperatura, hizo observaciones sobre la

teoría termodinámica y encontró una relación entre la

corriente eléctrica que atraviesa una resistencia y el calor

disipado, llamada actualmente como ley de Joule. Joulerecibió muchos honores de universidades y sociedades

científicas de todo el mundo. Sus escritos científicos (2

volúmenes) se publicaron en 1885 y 1887respectivamente.

Watt inventó el movimiento paralelo para convertir el



Watt inventó el movimiento paralelo para convertir el

movimiento circular a un movimiento casi rectilíneo, del cualestaba muy orgulloso, y el medidor de presión para medir lapresión del vapor en el cilindro a lo largo de todo el ciclo detrabajo de la máquina, mostrando así su eficiencia yayudándolo a perfeccionarla.

Ayudó de sobremanera al desarrollo de la máquina de vapor,convirtiéndola, de un proyecto tecnológico, a una forma viabley económica de producir energía. También, descubrió que lamáquina de Newcomen estaba gastando casi tres cuartos de laenergía del vapor en calentar el pistón y el cilindro; para ellodesarrolló una cámara de condensación separada queincrementó significativamente la eficiencia. Hasta el momento

eso fue uno de los mejores desarrollos de la historia.Él creó la unidad llamada caballo de potencia para comparar lasalida de las diferentes máquinas de vapor. Actualmente,todavía se utiliza y sobre todo en los vehículos.

Las mejoras que realizó en la Máquina de Newcomen dieronlugar a la conocida Máquina de Vapor, que resultaríafundamental en el desarrollo de la Revolución industrial, tanto

en el Reino Unido como en el resto del mundo.



Objeto de aprendizaje 2: Define las 3 leyes de Newton y las emplea en la solución

de problemas as y la explicación de situaciones cotidianas.Martes, 3 de noviembre de 2015

1. Que es fuerzaLa fuerza es una magnitud vectorial que mide la intensidad del

intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas

de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo

agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma

de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de

esfuerzo o de energía.

En el Sistema Internacional de Unidades (SIU), la unidad de

medida de fuerza es el newton que se representa con el

símbolo: N, nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton

por su aportación a la física, especialmente a la mecánica

clásica. El newton es una unidad derivada del SI que se define

como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa.

● Tipos de fuerzas (contacto, distancia)Según la forma en que interactúan los cuerpos, las fuerzas que ejercen se clasifican en:

Fuerza de interacción por contacto: Los cuerpos deben estar en contacto (tocándose) para ejercerlas y para recibir suefecto. Por ejemplo: cuando nos apoyamos en una pared, empujamos un banco, escribimos, pateamos una pelota,nos colgamos de una soga, etc.

Fuerza normal: es aquella que ejerce una superficie cuando reacciona ante un

cuerpo que se desliza sobre ella.



Fuerza de de interacción a distancia: Los cuerpos no necesariamente deben estar tocándose para ejercer y recibir suefecto. Por ejemplo: cuando cae un cuerpo, un imán atrae a un alfiler, etc.

Fuerza gravitatoria: es aquella fuerza de atracción que surge entre dos cuerpos.Esta fuerza está condicionada por la distancia y masa de ambos cuerpos ydisminuye al cuadrado a medida que se incrementa la distancia.

Dentro de este tipo de fuerza se encuentra el peso que es la fuerza gravitatoriaque se ejerce por la aceleración del planeta, ya sea la Tierra o cualquier otro. Estafuerza gravitatoria depende de la distancia y la gravedad en la que se encuentre elcuerpo. El par de reacción del peso se encuentra en el planeta.

Fuerza Eléctrica Los átomos de todos los cuerpos en estado neutro poseen lamisma cantidad de electrones que de protones. Los cuerpos pueden cargarseeléctricamente, con carga positiva si pierden electrones y con carga negativa si

gana electrones.La experiencia ha permitido establecer que cuando se acercan lo suficiente doscuerpos que poseen carga eléctrica, entre ellos se producen fenómenos derepulsión si las cargas son de igual signo o de atracción si son de diferente signo.Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyomódulo depende del valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientrasque su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo serepelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen. La fuerza magnética es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de

Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento.Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas,como electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y elmagnetismo.Las fuerzas magnéticas entre imanes y/o electroimanes es un efecto residual dela fuerza magnética entre cargas en movimiento. Esto sucede porque en el interiorde los imanes convencionales existen microcorrientes que macroscópicamentedan lugar a líneas de campo magnético cerradas que salen del material y vuelvena entrar en él. Los puntos de entrada forman un polo y los de salida el otro polo.

● Relación de la masa y el peso con la fuerzaL f d fi id d d i l l id d d i id



3. Ley de la fuerza y la aceleración

Segunda Ley de Newton, de la Masa

Indica que la aceleración de un cuerpo esdirectamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa.

F = ma

4. Ley de la acción y reacción.

Tercera Ley de Newton, Principio de Acción y Reacción

Establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre unsegundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el

primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a laprimera.



Objeto de aprendizaje 3: Reconoce la ley de lagravitación universal

11 de noviembre de 2015

Autor enunciado expresión matemática

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describela interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Esta fue

presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis

Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por

primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la

observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa

únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. Para grandes

distancias de separación entre cuerpos se observa que dicha fuerza actúa de manera muy aproximada como sitoda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro de gravedad, es decir, es

como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las

interacciones entre cuerpos complejos.

Así, con todo esto resulta que la ley de la gravitación universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos

de masas y separados una distancia r es proporcional al producto de sus masas e inversamente

proporcional al cuadrado de la distancia

Donde

F es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une



Copérnico:Las observaciones, experimentos y metodología escrupulosa de Copérnico lo llevó en el año de 1514 a arriesgarse a proponer una idea revolucionaria: que el centro delUniverso no era la Tierra, sino el Sol; cosa que naturalmente lo puso en grave peligrode enemistarse con la Iglesia Católica por ser una idea considerada "her ética".

Tycho Brahe:El sistema del Universo que presenta Tycho es una transición entre la teor íageocéntrica de Ptolomeo y la teor ía heliocéntrica de Copérnico. En la teor ía de Tycho,el Sol y la Luna giran alrededor de la Tierra inmóvil, mientras que Marte, Mercurio,Venus, Júpiter y Saturno girar ían alrededor del Sol.

Brahe estaba convencido que la Tierra permanecía estática en relación al Universo

porque, si así no fuera, deber ía poder apreciarse los movimientos aparentes de lasestrellas. Sin embargo, aunque tal efecto existe realmente y se denomina paralaje, larazón por la cual no lo comprobó es que no puede ser detectado con observacionesvisuales directas. Las estrellas están mucho más lejos de lo que se pensabarazonable en esa época.

KeplerLas leyes de Kepler fueron enunciadas por Johannes Kepler para describirmatemáticamente el movimiento de los planetas en sus órbitas alrededor del Sol.

Aunque él no las enunció en el mismo orden, en la actualidad las leyes se numerancomo sigue:Primera ley (1609): todos los planetas se desplazan alrededor del Sol siguiendoórbitas elípticas. El Sol está en uno de los focos de la elipse.Segunda ley (1609): el radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas igualesen tiempos iguales.Tercera ley (1618): para cualquier planeta, el cuadrado de su per íodo orbital esdirectamente proporcional al cubo de la longitud del semieje mayor al de su órbitaelíptica.

Newton: dio una explicación sobre el funcionamiento de la gravedad y la unió con losestudios astronómicos demostrando que la misma fuerza que atrae un objeto a latierra es la que mantiene a los planetas girando (no supo explicar que es la

d d) i f i



Objeto de aprendizaje 4: reconoce las leyes de Kepler16 de noviembre de 2015

Enuncia:Primera ley (1609):

Todos los planetas se desplazan alrededor del Soldescribiendo órbitas elípticas. El Sol se encuentra en uno delos focos de la elipse.

Segunda ley (1609):

el radio vector que une un planeta y el Sol barre áreas igualesen tiempos iguales.La ley de las áreas es equivalente a la constancia del momentoangular, es decir, cuando el planeta está más alejado del Sol(afelio) su velocidad es menor que cuando está más cercano alSol (perihelio). En el afelio y en el perihelio, el momento angularL es el producto de la masa del planeta, su velocidad y sudistancia al centro del Sol.

Tercera ley (1618): para cualquier planeta, el cuadrado de su período orbital es directamente proporcional al cubo de la

longitud del semieje mayor de su órbita elíptica.

Donde, T es el periodo orbital (tiempo que tarda en dar una

elta alrededor del Sol) R la distancia media del planeta con



Investiga sobre los vuelos espacialesSe denominan viajes espaciales a aquellos viajes que abandonan la atmósfera para alcanzar el espacioexterior. Cuando estos viajes son suficientemente largos como para abandonar la órbita de la Tierra y su

satélite, la Luna, se habla de viajes interplanetarios, mientras quelos viajes más allá del sistema solar entran en la categor ía de viajes

interestelares.

Los viajes espaciales se emplean para un número creciente deusos: científicos, militares, comunicación, e incluso turismo.

Actualmente los viajes espaciales precisan de cohetes decombustible químico para abandonar la atmósfera, mientras queuna vez alcanzado el espacio exterior, pueden emplear diversosmétodos de propulsión.

Actividad: como se calcula la velocidad con la que debe viajar un transbordador espacial paraliberar un sistema telescópico en una órbita circular a 590 kilómetros de la superficie terrestre

La velocidad de escape es la velocidad mínima con la que debe lanzarse un cuerpo para que escape de laatracción gravitatoria de la Tierra o de cualquier otro astro de forma que, al escapar de su influjo, la velocidaddel cuerpo sea 0. Esto significa que el cuerpo o proyectil no volver á a caer sobre la Tierra o astro de partida,quedando en reposo a una distancia suficientemente grande (en principio, infinita) de la Tierra o del astro.

Para calcular la velocidad de escape, se usan las siguientes fórmulas relacionadas con la energía cinética y potencial:

Imagen 1 Primer lanzamiento del Saturno V.



Dinámica de un cuerpo

Trabajo Energía

Agente que

Potencia

El trabajo realizado



Objeto de aprendizaje 2: define los conceptos de energía cinética y potencial e

identifica al joule y al ergio como la unidad en que se miden la EC y la EP.


Que es energía en física

La energía es una propiedad o atributo de todo cuerpo o sistema materialen virtud de la cual éstos pueden transformarse modificando su situación oestado, así como actuar sobre otros originando en ellos procesos de

transformación. Sin energía, ningún proceso físico, químico o biológicosería posible. Dicho, en otros términos, todos los cambios materiales están

asociados con una cierta cantidad de energía que se pone en juego, se cedeo se recibe.

Conceptualmente, energía es la capacidad para realizar un trabajo o para

transferir calor; la energía a su vez se presenta como energía calórica,

energía mecánica, energía química, energía eléctrica y energía radiante;estos tipos de energía pueden ser además potencial o cinética. La energía

potencial es la que posee una sustancia debido a su posición espacial o

composición química y la energía cinética es la que posee una sustancia debido a su movimiento.

Energía cinética

Cualquier cuerpo quepresenta un movimiento

posee energía cinética.

Es la energía de movimiento

La Fuerza al patear el balón lo

desvía de su trayectoria.



Energía potencial

Podemos tener como ejemplo:

Un objeto está suspendido a una altura de 10 m sobre el niveldel suelo, este objeto contiene una cantidad de energíapotencial, la cual se puede calcular mediante la fórmula:



Actividad. - Elaborar un esquema con las diferentes formas de energía



Actividad. - Aplicación en la vida diaria de energía cinética y energía potencial.

Cuando se sube una maseta a una repisa

a una altura de 3 m tiene energía

Tipos de energia

Mecanica

cinetica

movimiento

potencial

posicion

electrica

elastica

gravitatoria

Interna

termica

energia cinetica

de atomos y

moleculas

depende de la

masa,

composicion ytemperatura

enlace quimico:

Ionico

,covalente.

se debe a

fuerzas

electricas

nuclear

fusion

fision



Objeto de aprendizaje 3: Identifica el concepto de potencia y las unidades en que se mide


Que es potencia

Aportación de James Watt Elementos que integran a la potencia

Fórmula que se utiliza

Unidades en que se mide

Actividad. -Ejercicios libro amarillo



Watt, James (1736 - 1819).

Inventor e ingeniero mecánico escocés de gran renombre por sus

mejoras de la máquina de vapor.

Trabajó como constructor de instrumentos matemáticos desde los 19

años y pronto empezó a interesarse en el perfeccionamiento de las

máquinas de vapor, inventadas por los ingenieros ingleses ThomasSavery y Thomas Newcomen, que se utilizaban en aquel momento para

extraer agua de las minas.

Watt determinó las propiedades del vapor, en especial la relación de su

densidad con la temperatura y la presión, y diseñó una cámara decondensación independiente para la máquina de vapor que evitaba lasenormes pérdidas de vapor en el cilindro e intensificaba las condiciones

de vacío. La primera patente de Watt, en 1769, cubría este dispositivo y

otras mejoras de la máquina de Newcomen, como la camisa de vapor, el

engrase de aceite y el aislamiento del cilindro con el fin de mantener lasaltas temperaturas necesarias para una máxima eficacia.

En esa época, Watt era socio del inventor británico John Roebuck, que financió sus investigaciones. En 1775,sin embargo, Roebuck entró en contacto con el fabricante británico Matthew Boulton, propietario en

Birmingham del Soho Engineering Works, y Watt y él comenzaron a fabricar máquinas de vapor. Watt continuó

con sus investigaciones y patentó otros muchos e importantes inventos, como el motor rotativo para impulsarvarios tipos de maquinaria; el motor de doble efecto, en el que el vapor puede distribuirse a uno y otro lado del

cilindro, y el indicador de vapor que registra la presión de vapor del motor. Se retiró de la empresa en 1800 y

desde entonces se dedicó por completo al trabajo de investigación.

La idea extendida pero equivocada de considerar a Watt como el verdadero inventor de la máquina de vapor sedebe al gran número de aportaciones que hizo para su desarrollo. El regulador centrífugo o de bolas que inventó

en 1788, y que regulaba automáticamente la velocidad de una máquina, tiene especial interés en nuestros días.



Sabemos que

P =Wt

Nos falta conocer el trabajo desarrollado por la grúa. Para ello aplicamos la expresión del trabajo W = F ⃗ ⋅∆r ⃗ .

F ⃗ :La fuerza será,al menos, la necesaria para vencer al peso, es decir, de igual módulo y sentido

contrario. Esto hará que el cuerpo ascienda con velocidad constante.

∆r ⃗ : El vector desplazamiento tiene de módulo el espacio recorrido, es decir, la altura a la que se eleva

el objeto y de sentido el mismo que la fuerza (α=0).

Considerando el valor de g = 10 m/s2 nos queda:



Objeto De Apr endizaje 4: Identi f ica Agentes Que Imposibi l i tan L a

Con servac ión De La Energía Mecánica Y Recon oce Que El Calo r Es Una

Form a De Energía Que Resulta De La Acc ión De Fuerzas Dis ipadoras .

7 de diciembre de 2015 Ley De La Conservación De La Energía

Afirma que la cantidad total de energía en cualquier

sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro

sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque

dicha energía puede transformarse en otra forma de

energía. En resumen, la ley de la conservación de la

energía afirma que la energía no puede crearse ni

destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a

otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se

transforma en energía calorífica en un calefactor.

Que Es La Eficiencia Mecánica

Se define como la proporción del trabajomecánico realizado respecto de la energía global

invertida. Es decir, que fracción de energía

química utilizada se convierte en trabajo

mecánico.

=

La Fricción Como Agente Que Imposibilita La Transformación De LaEnergíaEs una fuerza de carácter disipador, esta en todo nuestro alrededor y se encuentra en

Fisica I 3er semesrte

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