Centro de Estudios Tecnológicos Industrial y de Servicios No.43

Profesor: Sergio Carachure Domínguez

Nombre: Leonardo Bernabé Bustos

Grado y Grupo: 4-H

Física I

Portafolio de Evidencias

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Programa de Física

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Física

> Se define como la ciencia que estudia la naturaleza.Otra definición consiste en que en que es una cienciaque se encarga del estudio de la materia, la energía ysus relaciones para el estudio de la física

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División de la Física

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Notación Científica

> Es una Herramienta matemática que nos permiterepresentar cantidades grandes o pequeñas, con laayuda del exponente de base 10.

> Ejemplos:

> 38.9X10-11=.000000000389

> 76.5X102=7650

> 677X10-3=.677

> 9.8X102=980

> 0.23X102=02.3

> 27X109=27000000000

> 87.3626X102=8736.27

> 283725.36X10-4=28.372536

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> NOTA: Él exponente nos indica en numerode veces que se va a recorrer el punto.

> * cundo es positivo el exponente se recorreel punto hacia la derecha

> *Cuando es negativo el exponente serecorre el punto hacia la izquierda

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Conversión de unidades Físicas

> Es un cambio de una cantidad a otra que sea equivalente,utilizando factores de conversión

Factores de Conversión

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Ejemplos

> Convertir un año a 70km/h a metros/seg

> 70km x 1000m x 1hr =19.4444 m

hr 1km 3600 seg seg

> Convertir 17 años a minutos.

> 17años x 365 días x 24 hr x 60min = 8935200 min

> 1 1 año 1 día 1 hr

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Practica

Practica

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Física Clásica

> Se refiere a estudios realizados hasta finales delsiglo XIX, acerca de la mecánica, la luz, el calor, elsonido, la electricidad y el magnetismo.

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Física Mecánica

> Es la rama principal de la llamada física clásica dedicadaal estudio del los movimientos y estados en que seencuentra los cuerpos. Describe y predice las condicionesde reposo y movimiento debido a las acciones de lasfuerzas.

> *Cinética: Estudia las diferentes clases de movimientos delos cuerpos sin entender al las causas que lo producen.

> *Dinámica: Estudia las causas que originan el movimientode los cuerpos.

> *estática Esta comprendida dentro del estudio de ladinámica y analiza las causas que permiten el equilibriode los cuerpos.

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Física óptica

> La óptica física es la rama de la físicaque toma la luz como una onda yexplica algunos fenómenos que no sepodrían explicar tomando la luz comoun rayo. Estos fenómenos son:

> Difracción y Polarización.

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Física acústica

> estudia el sonido, infrasonido yultrasonido, es decir ondas mecánicas quese propagan a través de la materia tantosólida como líquida o gaseosa no puedenpropagarse en el vacío. por medio demodelos físicos y matemáticos. A efectosprácticos, la acústica estudia laproducción, transmisión, almacenamiento,percepción o reproducción del sonido.

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Física Termológica

> es la parte de la física que estudia elcalor y sus efectos sobre la materia. Ellaes el resultado de una acumulación dedescubrimientos

> Es la parte de la física que se encargade los fenómenos caloríficos

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Electromagnetismo

> estudia y unifica los fenómenoseléctricos y magnéticos en una solateoría, cuyos fundamentos son cuatroecuaciones diferenciales vectorialesque relacionan el campo eléctrico, elcampo magnético y sus respectivasfuentes materiales (corrienteeléctrica, polarización eléctrica ypolarización magnética)

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Física Moderna

> Esta Derivación de física se considera que a partir dela teoría de la relatividad y de la teoría cuántica en ladescripción de sistemas microscópicos como losátomos, moléculas etc.

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Física cuántica

> Es justamente un set de reglas de como secomporta la naturaleza a escalas muypequeñas a escalas de átomos y partículasfundamentales.

Física Relativista

> Misma que estudia el movimiento de objetoa velocidades cercanas a la luz y el efecto deestas velocidades sobre la masa, la longitudel tiempo y la energía.

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> Movimiento Rectilíneo uniforme> Es un movimiento que se realiza en línea recta y su velocidad es

constante.

> Distancia> Es el espacio que existe entre dos puntos de la misma especie.

> Trayectoria> Es la ruta o camino que sigue un cuerpo

> Tiempo> Es el intervalo que hay entre dos eventos.

> Velocidad> Es la distancia recorrida en la unidad de tiempo su ecuación

matemática es la siguiente

> V=d

t

V=Velocidad

d=distancia

T=Tiempo

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Ejemplo

> Calcular la velocidad en Millas/h de un automóvil cuyo desplazamiento es de 8 km al este en un tiempo de 5 minutos

> V=millas/hr 8km x 1000m x 1mi =4.9720 mill

> d=8km/hr 1 1km 109m

> T=5 min 5 min x 1hr = 0.0833 hr

> D(v)(T) 1 60

> v= 4.9720mill

0.0833hr

V=59.68 mill

hr

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Aceleración

> Es el cambio en la velocidad de un objeto aceleración dice como cambia la velocidad y no es como es la velocidad.

> Aceleración Positiva: Cuando el objeto aumenta la velocidad

> Aceleración negativa: si el objeto disminuye la velocidad

> Aceleración se expresa en M/S2

> Ecuación a= vf-vi

> Formula t

> a=Aceleración

> Vf=Velocidad Final

> Vi=Velocidad inicial

> T=tiempo

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Ejemplo

> Una avión tiene una velocidad inicial de 10 m/seg durante 5seg aumenta la velocidad a 40 m/seg ¿Cuál es su aceleración de la avión?

> Vi=10 m/seg

> Vf=40 m/seg

> T= 5 Seg

> A=?

> A=vf-vi a=40m/seg-10m/seg=60m/seg 2

t 5 seg

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Examen

Examen

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Movimiento Rectilíneo uniformemente variado M.R.U.V

> Es un movimiento que se efectúa en forma recta en elcual la velocidad varia, por lo tanto existen variacionestanto de distancia como de tiempo.

> Ecuaciones utilizadas para M.R.U.V

> V = d a=vf-vi vf 2= vi 2 + 2ad

> t t

> V = vf+vi vf=at+vi d=(vf+vi ) (t)

2 2

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ejemplo

>

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Caída libre

> Se conoce como caída libre cundo desde cierta altura uncuerpo se deja caer para permitir que la fuerza degravedad actué sobre el, siendo su velocidad inicial 0.

> Es un movimiento uniformemente acelerada y laaceleración que actúa sobre los cuerpo es la gravedadrepresentada con las letra con la aceleración de lagravedad aumenta. La velocidad del cuerpo laaceleración se toma positiva.

> Leyes fundamentales de la caída libre.

A. Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoriavertical.

B. La caída de los cuerpos es un movimiento acelerado.

C. Todos los cuerpos caen con la misma aceleración

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> Valores de la gravedad

> G=9.81m/seg2

> G=981 mm/seg2

> G=32.18 ft/seg2

> Formulas

> Vf=VO+GT

> Vf2=VO2 +2GH2

> H=VOT+ 1/2G

> H=(V+VO)(t)

> 2

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Ejemplo

> Una persona suelta una piedra desde una azotea de 45 m de altura. Calcular:

a) Con que velocidad llegara la piedra al suelo

b) Cuanto tiempo tardara en llegar al suelo.

H=45m t=29.71m/seg =3.0285 seg

Vi=cero 9.81m/seg2

G=9.81m/seg2 vf2=vi2 +2GH vf=√2gh

vf=√2(9.81 m/seg2)(45m)

vf=√882.9 m/seg2

Vf=vi2+gt vf=29.71 m/seg2

Vf=gt

T=vf

g

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Tiro vertical

> Es un movimiento vertical hacia arriba tiene velocidadinicial.

> La gravedad cuando el cuerpo se mueve hacia arriba esnegativa cuando el cuerpo alcanza la altura máxima lavelocidad máxima es 0, el tiempo que tarda en subir elobjeto es igual al tiempo que tarda en bajar, por lo tantoel tiempo total es =al tiempo de subida + el tiempo debajada, la velocidad con la que llega al punto de partidaes la misma.

> NOTA: Las formas utilizadas para caída libre son lasmismas formulas que se utilizan para tiro verticaltomando en cuenta las características ante mencionadas

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Ejemplo

> Una pelota de beisbol es lanzada hacia arriba con una velocidad de 24.5 m/seg Calcular:

a) La altura máxima a la que llega la pelota

b) La velocidad de llegada al punto de partida.

c) El tiempo total requerido para volver al punto de lanzamiento

Vf=vi+2gh vi=24.5 m/seg h= (24.5m/seg) 2

Vf-vi=2gh a) H máxima 2(9.81m/seg)2

H=vf-vi2 b) v 24.5m2 h=600.25m2 /seg2

2g c) total 19.62 m/seg2

h=30.5937 m

vf=vi +gt t=24.5m/seg =ms2

vf-vi=gt 9.81m/seg2 ms

t=vf-vi t=2.5 seg

g

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Unidad de movimiento circular

> 1 rev=360°

> 1 rev=2лxrad

> 1 rev=6.2832 rad

> 1 rad=57.3°

> Aceleración= α

> Velocidad=ω

> Distancia=θ

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Movimiento Circular

> Un movimiento circular es aquel en que la unión de lassucesivas posiciones de un cuerpo a lo largo del tiempo(Trayectoria) genera una curva en la que todos suspuntos se encuentran en la misma distancia de unomismo llamado centro.

> Movimiento circular uniforme.

> Cuando un objeto gira manteniendo su distancia a unpunto fijo llamado centro de giro de manera que surapidez lineal es constante diremos que tiene unmovimiento circular uniforme el modulo de velocidad nocambia pero si la dirección la velocidad es un vectortangente a la trayectoria circular por lo que esperpendicular al radio.

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Velocidad Angular

> La velocidad angular es unamedida de la velocidad derotación se define como Angulogirando por una unidad de tiempoy su unidad en el sistemainternacional es el radian porsegundo rad/seg velocidadangular= desplazamiento angularla velocidad angular indica quetan rápido gira un cuerpo.

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Aceleración angular

> La aceleración angular como elcambio que experimenta lavelocidad angular por la unidadde tiempo al igual que lavelocidad angular la aceleraciónangular tiene carácter vectorial.

> Se expresa en rad/seg ya que elradian es a dimensión.

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Radian

>

35

Equivalencia

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Movimiento circular

> Las formulas para calcular el movimiento circular son similares al movimiento rectilíneo uniformemente variado lo único que cambia la situación es la V que es la velocidad por la W omega la A que es la aceleración por la α alfa y el

desplazamiento que anteriormente se representaba con la d con el signo θ

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Leyes de Newton

1. Indica que todo el cuerpo tendera a efectuar un movimiento siempre y cuando se le aplique una fuerza.

Inercia: es la oposición o resistencia a que un cuerpo se mueva ejemplo “cuando una persona realiza un viaje en un móvil y de repente aplica una fuerza

2. Aceleración: la fuerza aplicada a un objeto es directamente proporcional al producto de la masa por acción de la gravedad.

Se expresa de la siguiente manera:

=f=mg

=kg m/seg 2 =newton

3. Se le conoce a la ley de la acción y la de la reacción a toda acción corresponde a una reacción pero de sentido contrario

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Equilibrio

> Un cuerpo se encuentra en equilibrio y solo si laresultante de la sumatoria de las fuerza en Y=0.

> fuerza concurrentes son aquellas fuerzas que ocurrenen un solo punto.

> Primera condición de equilibrio para las fuerzasconcurrentes .

> Un cuerpo se encuentra en equilibrio si solo si la sumavectorial de las fuerzas que actúan sobre el es igual a 0.

> Σfx=0

> Σfy=0

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Ejemplo

> Una pelota de acero de 100 newton esta suspendida por el cordel y es tirada hacia un lado por otro cordel B y manteniendo de tal forma que el cordel A forman un ángulo de 30 grados con la pared vertical.

> Calcular las tenciones de los cordeles A y B. Utilizando el método de los componentes.

> Σf1 cos<1 +f2cos <2=9

> =-A cos 60°+ b(0)=0

> =-A(.5)+ B(1)=0

> B=A(.5)

> B=(1115.47N)(.5)=57.73N B=A(.5)

> Σfy=f1sen<1+f2sen<2+f3=0 57.73N=115.47N

> Asen 60°+Bsen 0°=100N 57.73N=57.73N

> A=.8660=100N

> A=100N=115.47N

> .8660

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Brazo de Palanca

> Es la fuerza perpendicular que actúa con respecto de uneje determinado.

> A mayor brazo de palanca menor fuerza

> Cuando el sentido o giro del momento de torsión es ensentido de las manecillas de reloj es negativa por locontario cuando el momento de torsión es de sentidocontrario a las manecillas del reloj el momento de torsiónes positivo. Momento de torsión o movimiento de lafuerza.

> L=fr=new

> L=momento de torsión

> F=Fuerza

> D=distancia

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Ejemplo

> Calcular el valor de Ra y Rb de la siguiente figura

> Σ=f1r1+f2r2+f3r3+f4r4=0

> Ra-90N-50N+Rb= Ra+65N=140N

> Ra-150N+Rb=0 Ra=140N-65N

> Ra+Rb=140N Ra=75N

50N(10M)+Rb(16M)=0

-540Nm-500+ Rb(16M)=0

-1040Nm -500+Rb(16M)=0

-1040Nm+Rb(16M)=0

Rb(16M)=1040Nm

Rb=1040Nm=65N

16M

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Fricción

> Es una fuerza de contacto que actúa para oponerse almovimiento deslizante entre superficies.

> Actúan paralela a la superficie y opuesta al sentido deldeslizamiento.

> La fuerza de fricción también se le conoce como la fuerza delanzamiento.

> Hay dos fuerzas de fricción:

> Fricción estática: Cuando los cuerpos se encuentran en reposorelativo.

> Fricción dinámica: Ocurre cuando el cuerpo se encuentra enmovimiento.

> Es una medición empírica la cual indica que fue advertida dela experimentación y no es posible calcularla.

> Fuerza es todo aquello que provoca que se mueva o cambiede posición

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Trabajo

> Es el producto de la fuerza aplicada a un objeto el cual recorre una distancia su ecuación es la siguiente: T=(f)(d)

> Las unidades en el sistema internacional de medida para el trabajo son en Joules.

> T=f D

> T=NM=J

> N=fg M/S 2

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Ejemplo

> Cuanto trabajo se requiere para levantar una masa de 25kg a una distancia de 64 m

> T=? T=f dist Nm=J

> M=25Kgr f=mg

> D=64m t=mgh

> T=(25kg)(9.81m/s2)(6.4)

> T=1569.9J

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Potencia

> Es la rapidez con que se efectúa un trabajo mecánico.

> su ecuación matemática es:

> P=T P=(f)(v)

> t

> Las unidades de la potencia en el sistema internacional de unidades es en Watt

> W=j/seg

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Ejemplo

> Calcular la potencia de una grúa que es capaz de levantar 30 bultos de cemento hasta una altura de 10 metros en 2 segundos, si cada bulto tiene una masa de 50 kg.

> h= 10 mt

> t= 2 seg

> mc=50 kg(30)= 1500kg

> P= ?

> P=1500kg (9.8m/s2)/2seg2

> P=73.575W

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Energía

> Es todo aquello capaz de realizar un trabajo mecánico.

> E=t=f(distancia)

> T=f h

> Energía potencial.

> Es aquella que se encuentra en estado de reposo.

> Su ecuación matemática es la siguiente sus unidades en el sistema internacional de medida son en Joules

> Energía Cinética

> Es aquella que se encuentra en movimiento su ecuación matemática es la siguiente

> EC=Mv2

g

> Sus unidades en el sistema internacional de medida es en Joules.

> Existen diferentes tipos de energía como energía eólica, energía cinética, energía hidráulica, energía potencial etc. etc. etc.

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Masa

> La masa, en física, es una medida de la cantidadde materia que posee un cuerpo.1 Es unapropiedad intrínseca de los cuerpos que determinala medida de la masa inercial y de la masagravitacional. La unidad utilizada para medir lamasa en el Sistema Internacional de Unidades esel kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

> No debe confundirse con el peso, que es unamagnitud vectorial que representa una fuerza.Tampoco debe confundirse con la cantidad desustancia, cuya unidad en el Sistema Internacionalde Unidades es el mol.

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Densidad

> símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a lacantidad de masa contenida en un determinadovolumen de una sustancia. La densidad media es larazón entre la masa de un cuerpo y el volumen queocupa.

> Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme dela masa en todos sus puntos la densidad alrededorde un punto puede diferir de la densidad media. Sise considera una sucesión pequeños volúmenesdecrecientes (convergiendo hacia un volumen muypequeño) y estén centrados alrededor de un punto,siendo la masa contenida en cada uno de losvolúmenes anteriores

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Solidos> La física del estado sólido, rama de la física de la materia

condensada, trata sobre el estudio de la materia rígida, osólidos. Estudia las propiedades físicas de los materialessólidos utilizando disciplinas tales como la mecánicacuántica, la cristalografía, el electromagnetismo y lametalurgia física. Forma la base teórica de la ciencia demateriales y su desarrollo ha sido fundamental en el campode las aplicaciones tecnológicas de microelectrónica alposibilitar el desarrollo de transistores y materialessemiconductores.

> La mayor parte de la investigación en la teoría de la físicade estado sólido se centra en los cristales, en gran parteporque la periodicidad de los átomos en un cristal, sucaracterística definitoria, facilita el modelado matemático, ytambién porque los materiales cristalinos tienen a menudocaracterísticas eléctricas, magnéticas, ópticas, o mecánicasque pueden ser explotadas para los propósitos de laingeniería.

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Fluidos

> Se denomina fluido a un tipo de medio continuo formado poralguna sustancia entre cuyas moléculas hay una fuerza deatracción débil. Los fluidos se caracterizan por cambiar de formasin que existan fuerzas restituidas tendentes a recuperar la forma"original" (lo cual constituye la principal diferencia con un sólidodeformable). Un fluido es un conjunto de partículas que semantienen unidas entre si por fuerzas cohesivas débiles y/o lasparedes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y losgases. En el cambio de forma de un fluido la posición que tomansus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, puesjustamente fluyen. Los líquidos toman la forma del recipiente quelos aloja, manteniendo su propio volumen, mientras que losgases carecen tanto de volumen como de forma propios. Lasmoléculas no cohesionadas se deslizan en los líquidos, y semueven con libertad en los gases. Los fluidos están conformadospor los líquidos y los gases, siendo los segundos mucho menosviscosos (casi fluidos ideales).

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Peso Especifico> Se le llama Peso específico a la relación entre el peso de una

sustancia y su volumen.

> Su expresión de cálculo es:

> siendo,

> r, el peso específico;

> P, el peso de la sustancia;

> V, el volumen de la sustancia;

> p, la densidad de la sustancia;

> m, la masa de la sustancia;

> g, la aceleración de la gravedad.

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Elasticidad

> En física e ingeniería, el término elasticidad designa la propiedad mecánicade ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando seencuentra sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la formaoriginal si estas fuerzas exteriores se eliminan. La elasticidad es estudiadapor la teoría de la elasticidad, que a su vez es parte de la mecánica desólidos deformables. La teoría de la elasticidad (TE) como la mecánica desólidos (MS) deformables) describe como un sólido (o fluido totalmenteconfinado) se mueve y deforma como respuesta a fuerzas exteriores. Ladiferencia entre la TE y la MS es que la primera sólo trata sólidos en que lasdeformaciones son termodinámicamente reversibles.

> La propiedad elástica de los materiales está relacionada, como se hamencionado, con la capacidad de un sólido de sufrir transformacionestermodinámicas reversibles. Cuando sobre un sólido deformable actúanfuerzas exteriores y éste se deforma se produce un trabajo de estas fuerzasque se almacena en el cuerpo en forma de energía potencial elástica y portanto se producirá un aumento de la energía interna. El sólido secomportará elásticamente si este incremento de energía puede realizarse deforma reversible, en este caso decimos que el sólido es elástico.

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Liquido

> líquido es un estado de agregación de la materiaen forma de fluido altamente incompresible (loque significa que su volumen es, muyaproximadamente, constante en un rango grandede presión).

> Los líquidos presentan tensión superficial ycapilaridad, generalmente se dilatan cuando seincrementa su temperatura y pierden volumencuando se enfrían, aunque sometidos acompresión su volumen es muy poco variable adiferencia de lo que sucede con otros fluidos comolos gases. Los objetos inmersos en algún líquidoestán sujetos a un fenómeno conocido comoflotabilidad.

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Presión

> La presión (símbolo p) es una magnitud física que midecomo la proyección de la fuerza en direcciónperpendicular por unidad de superficie (esa magnitudes escalar), y sirve para caracterizar cómo se aplicauna determinada fuerza resultante sobre una línea. Enel Sistema Internacional la presión se mide en unaunidad derivada que se denomina pascal (Pa) que esequivalente a una fuerza total de un newton actuandouniformemente en un metro cuadrado. En el SistemaInglés la presión se mide en libra por pulgada cuadrada(pound per square inch o psi) que es equivalente a unafuerza total de una libra actuando en una pulgadacuadrada.

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Volumen

> El volumen es una magnitud escalar definida comoel espacio ocupado por un objeto. Es una funciónderivada de longitud, ya que se halla multiplicandolas tres dimensiones.

> En física, el volumen es una magnitud físicaextensiva que es asociada a la propiedad de loscuerpos físicos de ser extensos o materiales.

> La unidad de medida de volumen en el SistemaInternacional de Unidades es el metro cúbico,aunque temporalmente también acepta el litro (queequivale a un decímetro cúbico), el que se utilizacomúnmente en la vida práctica.

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Empuje

> El empuje es una fuerza de reaccióndescrita cuantitativamente por la terceraley de Newton. Cuando un sistemaexpele o acelera masa en una dirección(acción), la masa acelerada causará unafuerza igual en dirección contraria(reacción). Matemáticamente estosignifica que la fuerza totalexperimentada por un sistema se aceleracon una masa m que es igual y opuestoa m veces la aceleracióna, experimentada por la masa.

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Gasto

> En física es la cantidad de volumen o de agua que pasa por un tubo o conducto a través de un tiempo determinado.

> El gasto se representa de la sig. manera;

> g=v/t o g=VA

> Las unidades de medida de esto son;

> m3 / seg