Física

Posición. Vectores. Movimiento. Trayectoria. Desplazamiento. Velocidad circular y angular. Dinámica. Fuerza. Leyes de Newton. Mecánica

  • Enviado por: Leongar
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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FÍSICA Y QUÍMICA.

Pág. 108.

  • Posición: el lugar en que se encuentra situado un objeto, en un instante determinado. Magnitud vectorial.

  • Para determinar una posición de un objeto puntual sobre una línea recta, es preciso fijar primero sobre dicha recta un punto de referencia u origen. A estas líneas se les denominará y (en el eje vertical) frente x (en el horizontal).

  • Vector posición o radiovector: su origen coincide con el del sistema de referencia. La dirección es la de la recta. El módulo es la distancia entre el origen y el punto considerado. El sentido, positivo o negativo, se representa mediante una punta de flecha. Este lo representamos con una r con una flecha encima para poner en manifiesto su carácter vectorial.

  • Signos positivos: adelante, derecha, arriba.

  • Signos negativos: atrás, izquierda, abajo.

  • Pág. 109.

    • Para determinar las posiciones de varios objetos, no se sitúan sobre una recta, sino sobre un sistema de dos ejes coordenados.

    Pág. 110.

    • Un cuerpo está en reposo cuando, a lo largo del tiempo, ocupa siempre la misma posición.

    • Un cuerpo está en movimiento cuando, a medida que pasa el tiempo, ocupa posiciones diferentes.

    • El movimiento es un cambio de posición. Los cuerpos en movimiento reciben el nombre de móviles son considerados puntos materiales.

    • Movimiento es el cambio de posición de un cuerpo (punto material), respecto a un sistema de referencia elegido arbitrariamente.

    • En la actualidad, se considera imposible encontrar un sistema de referencia absolutamente fijo, por lo que no podemos hablar de movimiento absoluto, sino únicamente de movimiento relativo. Sin embargo, en los movimientos que tienen lugar en la superficie de la Tierra se considera a ésta en reposo.

    Pág. 111.

    • Trayectoria: Línea descrita en el espacio por un punto que se mueve (camino recorrido). Puede ser:

    • Rectilíneos: si la trayectoria es una línea recta. El coche en una carretera.

    • Circulares: si la trayectoria es una circunferencia. El tiovivo.

    • Parabólicos: si la trayectoria es oblicua. Un balón lanzado.

    • Elípticos: el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

  • Desplazamiento: La distancia de un cuerpo que se mueve entre un punto a otro. El cambio de posición. Ar=r2-r1. Cuando el movimiento sea rectilíneo y el sistema de referencia esté situado sobre la misma recta. Magnitud vectorial.

  • Pág. 113.

    • La longitud de la trayectoria coincide con el módulo del vector desplazamiento solamente cuando el movimiento es rectilíneo sin retroceso, o bien cuando se trata de desplazamientos sumamente pequeños. Algunas magnitudes nunca pueden coincidir aunque sí sus valores.

    Apuntes.

    • Fórmula: y=mx+b x= variable independiente.

    y= variable dependiente. m= pendiente.

    b= ordenada. - La pendiente de la recta se calcula: y/x.

    Pág. 115.

    • Velocidad media o celeridad: es la relación o cociente que existe entre la longitud total de la trayectoria recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla. Vm=s/t. Su ecuación de dimensiones es: LT-1. Su unidad en el Sistema Internacional, es el m/s.

    Pág. 116.

    • Velocidad instantánea: es la velocidad de un móvil en un instante determinado.

    • Para definir completamente la velocidad también es preciso conocer la dirección y el sentido.

    • Su módulo es la celeridad.

    • Su dirección es tangente a la trayectoria en cada punto.

    • Su sentido es el del movimiento.

      • Rapidez: Velocidad que marca.

      • Velocidad: Rapidez + sentido. m/s = ms-1

      • 2ª EVALUACIÓN.

        Pág. 122-128.

        Movimiento circular.

        • En un movimiento circular a la vez que el punto móvil recorre un arco, su vector posición describe un ángulo.

        • Se toma como unidad de medida de ángulos el radián (es el valor del ángulo central tal que comprende un arco que mide lo mismo que el radio con que ha sido trazado) rad.

        • Fórmula:

        • Velocidad angular: es el cociente que existe entre el valor de un ángulo cualquiera, descrito por el vector posición del móvil, y el tiempo empleado en describirlo.

          • Fórmula:

          • Unidad: radián por segundo (rad/s). Aunque también se utilizan rev/min y rpm.

        • Velocidad lineal: del móvil (expresada en m/s) es igual al producto de la velocidad angular (en rad/s) por el radio (en metros).

          • Fórmula:

        • Aceleración angular: es el cociente que existe entre una variación cualquiera de la velocidad angular y el tiempo invertido en efectuarla.

          • Fórmula:

          • Unidad: radián por segundo al cuadrado (rad/s2).

          • Para transformar aceleraciones angulares en lineales basta multiplicar la aceleración angular (en rad/s2) por el valor del radio (en metros). Así obtenemos la aceleración lineal expresada en m/s2.

          • Fórmula:

        Pág. 143-146.

        Movimiento circular uniforme.

        • Definición: es el realizado por un móvil que describe una trayectoria circular con velocidad angular constante en todos los puntos y por tanto describe arcos iguales en intervalos iguales de tiempo. Su velocidad es constante en módulo, pero no en dirección y sentido. Solo tiene aceleración radial.

        • Período (T): tiempo que tarda en dar 1 vuelta completa.

        • Unidad: es el s.

        • Fórmula:

        • Frecuencia (f): nº de vueltas en un s. Se expresa en ciclos por segundo (s-1).

        • Fórmula:

        • Fórmulas:

        • En un movimiento circular uniforme teniendo en cuenta que la circunferencia tiene 2 II radianes y que t es el tiempo que tarda en dar una vuelta el punto material que la recorre tenemos lo siguiente:

        Pág. 150-160.

        Dinámica y fuerza.

        • La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial. Fuerza es toda causa capaz de deformar un cuerpo (efecto estático: deformaciones), o de modificar su estado de reposo o movimiento (efecto dinámico: aceleraciones). Cuando un movimiento es uniforme es debido a que una fuerza está actuando constantemente sobre el móvil (sin aumentar ni disminuir), cuando la fuerza deja de actuar el cuerpo se para. Las fuerzas se pueden ejercer entre 2 cuerpos distintos (fuerzas exteriores) o entre 2 partes de un mismo cuerpo (fuerzas interiores). Pueden actuar por contacto entre dos cuerpos (fuerzas de contacto) o al contrario (fuerzas a distancia o campos de fuerzas).

        • Teoría del ímpetu: cuando el arco actúa sobre la flecha comunica parte de su ímpetu a la misma, éste se va gastando conforme la flecha va perdiendo velocidad en el caso del cuerpo que cae, éste va tomando ímpetu de su alrededor por eso su velocidad aumenta. El ímpetu será proporcional a la velocidad del cuerpo siendo la masa la constante de proporcionalidad.

        • Fórmulas:

        • Dinámica: es la parte de la Física que estudia las fuerzas como productoras de movimiento. Esta ciencia se fundamenta en 3 principios.

        • Límites de aplicación de la Dinámica de Newton:

          • Nunca se considerarán velocidades próximas a la de la luz.

          • Nunca se considerarán masa, longitudes y tiempos próximos a cero.

          • Es válida la ley de gravitación universal.

        • 1er principio de la Dinámica, o principio de la Inercia: Si sobre un cuerpo no actúa fuerza alguna, o la resultante de las que actúan sobre él es nula, el cuerpo permanece indefinidamente en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme (tiende a seguir en el estado en que se encontraba; +masa, +inercia).

        • 2º principio, principio de Acción o Dinámica de las Fuerzas, principio fundamental y principio de proporcionalidad entre Fuerzas y Aceleraciones: Si sobre un cuerpo actúa una fuerza (o varias cuya resultante no sea nula), adquiere una aceleración que es directamente proporcional a la intensidad de la fuerza e inversamente proporcional a una propiedad característica del cuerpo (masa inerte).

          • Ecuación fundamental de la Dinámica:

          • Unidad: Newtons (N) es la fuerza que al actuar sobre la masa de 1 kilogramos le comunica una aceleración de 1 m/s2 en su misma dirección y sentido.

          • Otras unidades y equivalencias: Dina, 1cm/s2 por 1g. Kilopondio (Kp), 1 unidad técnica de más (UTM) por 1 m/s2.

        1N.

        105 dinas.

        1 Kp.

        9'8 N.

        1 Kp.

        9'8 · 105 dinas.

        • Tercer principio, o principio de Acción y Reacción: Si un cuerpo actúa sobre otro con una fuerza (acción), éste reacciona contra el primero con una fuerza igual, de la misma dirección y de sentido contrario (reacción). Siempre son 2 cuerpos y forman un sistema de fuerzas que actúan sobre cuerpos distintos.

        • Momento lineal: 1 hormiga y un elefante descienden con la misma aceleración en caída libre y con la misma velocidad. Pero tienen distinta inercia (resistencia a cambiar de posición); al elefante costará mucho + cambiarle de posición, la magnitud cinemática (velocidad) no basta para caracterizar el estado de movimiento de un cuerpo, necesitamos conocer su masa.

        Cantidad de movimiento o momento lineal: la magnitud que relaciona la masa y la velocidad de un cuerpo. El elefante tiene mucha mayor cantidad de movimiento.

          • Fórmula:

        • Conservación del momento lineal, 1 consecuencia de la 3ª ley: Si la masa de dos cuerpos son iguales afirmamos que el momento lineal del 1º se transfiere al 2º de manera que el conjunto no varía.

        En ausencia de fuerzas externas, si entre 2 cuerpos actúan solamente sus fuerzas internas (de acción y reacción), el momento lineal total del sistema permanece constante.

        En un sistema aislado, si debido a acciones mutuas entre los componentes del sistema se produjesen un fenómeno en él, las sumas de las cantidades de movimiento en sus componentes antes de producirse han de ser iguales a la suma de las cantidades de movimiento de esos componentes después de producido el fenómeno.

        • Retroceso de las armas de fuego: Fórmula:

        • Impulso mecánico y cantidad de movimiento: Se puede poner un objeto en movimiento con cierta velocidad aplicándole una fuerza instantánea grande; pero podemos comunicarle esa velocidad aplicándole una fuerza menos pero durante más tiempo.

        Impulso mecánico: es la magnitud que combinan la fuerza aplicada y el tiempo que dura su aplicación, sus unidades son N/s.

          • Fórmula:

        • Tipos de fuerzas:

          • Peso: es la fuerza con que la tierra atrae a la masa de ese cuerpo. Se mide en N. La masa es invariable y el peso variable es una cualidad intrusita de la materia. Fórmula:

          • Fuerza de rozamiento: es una fuerza que siempre se opone al movimiento (elefante da igual sí se apoya de 3 o 4 patas pesa lo mismo y porque la fuerza de rozamiento solo depende del peso). Fórmulas:

          • Fuerza centrípeta: es la fuerza que origina la aceleración radial. Tiene una dirección radial y sentido hacia el centro de la circunferencia. Fórmula:

          • Fuerza centrífuga: es la fuerza de reacción a la centrípeta, actúa sobre el cuerpo que ejerce aquélla, ambas actúan sobre cuerpos distintos y son una pareja de acción y reacción.

          • Presión: es la relación que existe entre la fuerza que actúa perpendicularmente a una superficie y su área. Fuerza y presión son magnitudes distintas, pero no independientes. Fórmula: El pascal es la presión ejercida por la fuerza de 1 N al actuar perpendicularmente sobre una superficie de 1 m2, es la unidad de medida de la presión.

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