Principios de la Dinámica

Física y Química

Tema 2: Las fuerzas. Principios de la dinámica

Fuerzas y presiones en los líquidos:

Densidad: d = m/Vol (Kg/m3)

-Densidad del agua: dH2O = 1000 (Kg/m3) = 1 (Kg/dm3 = Litro) = 1 (g/cm3)

-Densidad del mercurio: dHg = 13600 (Kg/m3) = 13'6 (Kg/ Litro) = 13'6 (g/cm3)

-Densidad del aire: daire = 1' 293 (Kg/ m3)

Presión: P = Peso o fuerza (N/m2) = Pascal (Pa)

Superficie

Los 3 principios de la Hidrostática:

1º Principio de Pascal:

-La presión ejercida en un punto cualquiera de un líquido se transmite instantáneamente con la misma intensidad a todas las demás moléculas del líquido.

Ej: PA = 3 (Pa)

PB = 8 (Pa) PB' = 11(Pa)

PC = 12 (Pa) PC' = 15 (Pa)

Aplicación industrial para el Principio de Pascal en una presa hidráulica:

P1 = P2

F1 = F2

F1 F2

2º Principio Fundamental de la Hidrostática:

PA = Peso = m · g = dliq · V · g = d· S · h · g

Sup Sup Sup Sup

D = m m = d · Vol Vol = Sup · h

Vol

PB = d · hB · g

PB - PA = d · hB · g - d · hA · g

La diferencia de presión entre dos

Puntos cualquiera de un líquido es igual a la densidad por la gravedad por la diferencia de las alturas.

Todos los puntos que existen al mismo nivel y / o altura

Tienen la misma presión

3º Principio de Arquímedes:

E Preal = mc · g (N)

E = empuje (N) ; Pliqd = Peso del Líq. Desplazado por el cuerpo

E = Pliq d = m liq · g = d liq · Volc · g

P

Cuando se sumerge un objeto dentro de un líquido se produce una fuerza vertical hacia arriba que es = al Peso (P)

E = Preal - Paparente Preal = Paparente + E

Fuerzas y presiones en los gases:

Valor de la presión atmosférica: 76cm

Torricelli:

daire = 1' 293 (Kg/ m3)

Hg

PA = PC ; Patm = d · h · g =13600 (Kg/m3) · 0'76 (m) · 9'8 (m/s2) = 101300 (Pa)

1bar =1b= 100 000 (Pa)

1milibar =1mb= 0'001 b = 100 (Pa)

Tema 3: Gravitación Universal

Evolución de la mecánica celeste:

Astrología: es la ciencia que estudia los planetas y estrellas para ver como influyen en las personas.

Astronomía: ciencia que estudia el universo para entenderlo mejor, para ver su desarrollo y evolución.

Teoría geocéntrica:“La Tierra es el centro del universo y todo se mueve a su alrededor”. Autores: Ptolomeo, Aristóteles, Platón.

Teoría heliocéntrica:”Todo gira alrededor del Sol” Autores: Copérnico, Newton, Kepler.

Teoría Geocéntrica:

-La Tierra es esférica y permanece inmóvil.

-Los planetas, la Luna y el Sol se desplazan dentro de esferas (epiciclos) que giran en torno a la Tierra en círculos perfectos (deferentes)

-Las estrellas están fijas en la esfera más exterior del firmamento y más allá de esta no hay nada.

Círculo Deferente:

El planeta giraba en un círculo menor, el “epiciclo”,

cuyo centro giraba con la esfera que tenía como centro

la Tierra en un círculo llamado “deferente”.

Teoría Heliocéntrica:

-La Tierra no estaba inmóvil, sino que giraba entorno al Sol.

-La Tierra rota sobre sí misma, así se explican los días y las noches.

-Los planetas también tenían órbitas circulares y se movían en epiciclos.

La Leyes de Kepler:

1ª- Los planetas describen órbitas elípticas, uno de cuyos focos está ocupado por el Sol.

2ª- El radio vector o vector de posición, que une el Sol con el planeta barre áreas iguales en tiempos iguales: la velocidad areolar es constante.

3ª-Hay una relación constante entre el cuadrado del periodo de revolución, T, del planeta, y el cubo del semieje mayor de su órbita, R, en torno al Sol. T2 = k

R3

Ley de la gravitación Universal: (en la libreta)

Síntesis Newtoniana:

La constituyen los tres principios de la mecánica yla ley de la gravitación universal.

Fuerza centrípeta (Fc) en el M.C.U.

-Si un móvil describe un movimiento circular uniforme, su velocidad cambia de dirección y sentido dando lugar a una aceleración centrípeta, así llamada porque su dirección y sentido se dirigen al centro de la trayectoria. Su módulo, en función de la velocidad y el radio, vale V2 / R

-Segundo principio de la dinámica, la aceleración debe estar producida por una fuerza, fuerza centrípeta, y posee la misma dirección y sentido que la aceleración centrípeta.

Fc = m · V2 / R (N)

ac = V2 / R = w2 · R

Fc = m· ac

Fuerza centrípeta = Fuerza Gravitatoria

satélite

F = G · M · msat / R2 m · ac = G · M · msat / R2

ac = G · M · m / R2

Tema 4: Energía y Trabajo

Trabajo = W Magnitudes escalares, no tienen posición ni sentido. S. I. = J (Julio)

Energía = E

Valor = Q

• W mecánico: Hace falta una F aplicada a un objeto que se mueva.

• Potencia: trabajo realizado en un tiempo.

• E: capacidad para realizar un trabajo (J)

Energía mecánica = E cinética + E potencial gravitatoria + E poten elástica

4) 5)

6) W = AE W = Ef - Eo

Energía: Algunos cuerpos en determinadas situaciones, por su posición, por su velocidad, poseen la capacidad de producir transformaciones en otros cuerpos. Esta capacidad es energía. Energía: es la capacidad para realizar un trabajo y , para ello, un cuerpo debe ser desplazado bajo la acción la acción de un a fuerza.

Cualidades de la energía:

-La energía se traslada y se transforma: cuando la energía pasa de un cuerpo a otro, frecuentemente se transforma. (La energía hidráulica de un embalse se puede convertir en térmica, luminosa, mecánica y química)

-La energía puede propagarse y transportarse: cuando se transporta de un cuerpo a otro con energía cinética es un transporte mecánico. Cuando se transmite por rayos solares se transporta por movimiento ondulatorio. Cuando se transporta a consecuencia de una variación de temperatura, es una conducción mecánica de un a molécula a otra a través de la materia. (Sol)

-La energía se degrada: cuando la energía traspasa a otro cuerpo desperdicia parte de ella en calor, ruido, etc. (motor eléctrico)

-La energía se conserva: El principio de conservación de la energía afirma que la energía ni se crea ni destruye, sólo se transforma. (bola que bota)

P = dliq · hA · g (Pa)

PB - PA = d · g (hB - hA)

PB = PC = Cte.

·

1atm =101300 (Pa) = 1013mb = 76 cm Hg = 760 mm Hg

t

Fc ac

Fc = m · V2 / R = m · w2 · R (N)

W = F · AS (N · m) (J) (w · s)

P = W/ t (J/s) = w

W = P · t

Em = Ec + Epg + Ep elt (J)

Ec = m · V2/ 2 (J)

Epg = m· g · h (J)

Ep elt = KX2 /2 (J)