ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERIA ITCA FEPADE

ESCUELA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

CURSO VIRTUAL DE FÍSICA

SANTA TECLA, 04-FEBRERO-2015

TAREA No.1 CONCEPTOS GENERALES.

INTEGRANTES: Elida María Rivera Palma 000210

Marlon Adonay Ramírez Bautista 354209

Emerson Gustavo Cruz Barahona 006309

Introducción.

La física es una ciencia experimental y base de toda ingeniería además de una ciencia que estudia

la naturaleza en su sentido más amplio por lo que ha contribuido al desarrollo y bienestar del

hombre.

Su finalidad se centra en el estudio científico de las propiedades del espacio, el tiempo, la materia,

la energía y las interacciones donde no hay cambios en la composición de la materia. La física y sus

leyes se expresan en lenguaje matemático por lo cual requiere una formación apropiada en la

materia.

El desarrollo de esta actividad es para conocer parte de los conceptos básicos de la Física como

introducción a la formación de cualquier ingeniería que permita avanzar en temas de mayor

dificultad. También es necesario conocer claramente las diferencias de estos.

Conceptos básicos de Física.

Los conceptos presentados a continuación son propios de la rama de física conocida como

cinemática que establece las leyes de movimientos de los cuerpos.

1. Cinemática

Es el estudio de la geometría del movimiento de un objeto mientras se ignoran las causas que

puedan afectar dicho movimiento. Se utiliza para relacionar el desplazamiento, la velocidad, la

aceleración y el tiempo, sin hacer referencia a la causa del movimiento. Está se limita,

esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo

Ejemplo:

El movimiento de la Tierra alrededor del sol,

puede considerarse la Tierra como partícula y

obtener datos razonablemente precisos acerca de su

órbita.

Figura 1.0

2. Posición

Es la ubicación de la partícula respecto a un punto de origen fijo elegido que se considera el origen

de un sistema coordenado

Ejemplo:

Si se mira un automóvil detenido en un

semáforo en rojo podemos decir que éste

no se mueve respecto del semáforo.

Figura 2.0

Una vez que da luz verde, el conductor hará que el automóvil avance, y lo que se ve es que el

automóvil se aleja del semáforo: el automóvil se está moviendo. Decimos que un cuerpo está en

movimiento cuando éste modifica su posición respecto de un punto determinado.

3. Distancia

Es la longitud o también se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su trayectoria. Es

la cantidad movida. También se dice que es la suma de las distancias recorridas.

Ejemplo

Juan camina desde el punto A a B a C. ¿Qué significa la

distancia que los viajes? Para calcular la distancia que viaja Juan, nos

fijamos en el valor numérico del intervalo entre los puntos de

recorrido. Como se puede ver en la Figura que viaja de A a B a C.

Distancia de A a B es 4 m, y B a C es de 3 m. La suma nos dará la

distancia total: 4+3=7

Figura 3.0

4. Desplazamiento

Se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de una

partícula, de forma más clara es el cambio de posición de una partícula en algún intervalo de

tiempo.

Ejemplo

Una persona que recorre 8m en dirección Norte,

luego 12 m en dirección Este y por último 8 m en

dirección Sur. Para el desplazamiento solo importa el

punto de inicio y el punto final por lo que el vector

entrecortado muestra el desplazamiento. El resultado

es 12m en dirección Este. Para esto recorres una

distancia de 28m

Figura 4.0

5. Rapidez

El término rapidez se refiere a que tan lejos viaja un objeto en un intervalo de tiempo

dado, sin importar la dirección. La rapidez de un objeto se define como: La distancia final

recorrida dividida por el tiempo que tarda en recorrerla.

Por ejemplo:

Si un tren recorre 150 Kilómetros (Km) en 2 horas (h). Se dice que su rapidez seria

de: 75 Km/h.

6. Velocidad

El termino velocidad y rapidez se usan frecuentemente para describir el mismo fenómeno, salvo

que la velocidad por otra parte denota mayor información sobre el movimiento del cuerpo.

La velocidad con respecto a la rapidez indica magnitud y al ocuparse para calcular velocidad

promedio se define en términos de desplazamiento.

Por ejemplo:

Si un conductor viaja 125 Km hacia el Norte y luego 75 al Sur.

La distancia fue de 200km pero el desplazamiento fue de 50km. El tiempo

estimado fue de 3 Horas.

En caso de la rapidez: 66.7 Km/h.

En caso de la velocidad: 16.7 Km/h.

Esto fue porque la suma del desplazamiento fue de [125(+) + 75(-) = 50 Km]

7. Aceleración

El termino aceleración describe el cambio de velocidad de un cuerpo con respecto al tiempo. La

aceleración al igual que la velocidad es una magnitud vectorial, esto significa que la aceleración

puede tomar un valor positivo (Aumentar) o negativo (Disminuir).

La aceleración se calcula con la diferencia de velocidades (final – Inicial) dividida por la diferencia

de tiempos (final - inicial)

Por Ejemplo

Si un vehículo acelera desde el reposo hasta una velocidad de 150 k/h en 6 s.

Se convierte 150 Km/h -> m/s = 41.7 m/s

Su velocidad promedio seria: 41.7 Km/h – 0 Km/h = 41.7 Km/h

Su tiempo promedio seria: 6s – 0s = 6s

Aceleración = (42 Km/h) / 6s = 6.94 m/s2

8. Diferencia entre distancia y desplazamiento.

Las diferencias principales entre distancia y desplazamiento son:

Cuadro 1.0 Figura 5.0

Por ejemplo:

Vas de tu casa a la universidad que se encuentra a 500 m, pasas un tiempo ahí y regresas a tu

casa.

- ¿Qué distancia recorriste?

- ¿Qué desplazamiento realizaste?

Solución:

i. Como ya sabemos la distancia mide "todo" tu camino recorrido, entonces:

d = 500 m + 500 m = 1000 m.

ii. En cambio el desplazamiento solamente mide tu cambio de posición, y como sales de tu

casa (posición inicial) y regresas a tu casa (posición final), entonces:

Xi = 0 m

Xf = 0 m

Δx = Xf - Xi

Δx = 0 m - 0 m = 0 m

En resumen la distancia recorrida fue de 1000 m y el desplazamiento total fue de 0 m.

Distancia Desplazamiento

- La distancia es una medida de la longitud total recorrida a lo largo del camino.

- El desplazamiento solamente

tiene en cuenta la longitud

entre la posición inicial

(partida) y final (llegada).

- Es una cantidad escalar

- Es una magnitud vectorial

- Un escalar siempre es positivo

- Puede ser positivo, negativo o nulo

9. Diferencia entre rapidez y velocidad.

La rapidez y la velocidad se emplean continuamente como sinónimos pero NO lo son:

La rapidez es una magnitud escalar, tiene valor numérico y unidad que indica únicamente la

magnitud de la velocidad.

La velocidad es una magnitud vectorial que incluye valor numérico, dirección y sentido que deben

estar explicitas. Esta también puede ser definida como velocidad promedio o velocidad

instantánea.

Además:

La velocidad aporta más información que la rapidez, ya que aparte de decir la rapidez de un

objeto, también aporta datos como la dirección y el sentido, así que en total nos dice tres

magnitudes, rapidez, dirección y sentido.

En definitiva, el concepto velocidad es más útil que el de rapidez, ya que la información aportada

es más completa. Con solo la rapidez no podemos determinar donde se encuentra un objeto en

una unida de tiempo, aunque sepamos el punto de partida del objeto. En cambio, si decimos la

dirección y sentido que llevamos con el objeto, entonces podemos calcular el punto dónde se

encuentra el objeto en cada momento.

Bibliografía.

- Física, Giancoli, Sexta edición, Capitulo 2 DESCRIPCION DEL MOVIMIENTO CINEMATICA EN

UNA DIMENCION. Pág. 19

- Física conceptos y aplicaciones, Paul E. Tippens, Séptima edición, parte 1 Mecánica,

Capitulo 6 ACELERACION UNIFORME. Pág. 111

- FISICA UNIVERSITARIA, Sears Zemasnsky, Doceava edición, Volumen 1, CAPITULO 2

MOVIMIENTO EN LINEA RECTA. Pág. 36

- MECANICA VECTORIAL para INGENIEROS Dinámica, Octava edición, Capítulo 11

Cinemática de partículas. Pág. 601

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