pportafolio de fisica

UNIVERSIDAD LAICA “ELOY ALFARO” DE MANABÍ

NOMBRE:

VILMA ESTHELA VERA RAMIREZ

TUTOR

ING. EDWIN PONCE

ÁREA:

CIENCIAS E INGENIERÍA

AULA: M 04

FECHA:

10/01/2014

II SEMESTRE SNNA – ULEAM 2013MANTA – ECUADOR

ULEAM - AREA CIENCIAS INGENIERIA

Agradecimiento

Quiero agradecerle a Dios que me ha dado la vida y fortaleza para

terminar este curso de nivelación, a mis padres por brindarme su apoyo,

comprensión y confianza y por ser los guía en el sendero de cada acto

que realice hoy y siempre. A nuestros compañeros por el empeño que le

pusimos cada uno de nosotros para salir adelante, a nuestro profesor

Ing. Edwin Ponce por su constante ayuda por brindarnos su

conocimiento en el transcurso de la nivelación y motivarnos a encarar

las adversidades sin perder nunca la dignidad ni desfallecer en el

intento.

Gracias mil gracias

Vilma vera

2Portafolio Electrónico De Física


MISIÓN INSTITUCIONAL

La Universidad Laica "Eloy Alfaro" de Manabí, es una institución

comprometida permanentemente con la búsqueda de la verdad , la

defensa de la democracia, la ciencia, la cultura y el bienestar regional

y nacional, que haga posible dentro del ámbito de sus facultades un

desarrollo sostenido y sustentado; impartiendo una enseñanza

académica, científica, tecnológica y humanística con fundamentación

ética y moral, que aporte decididamente al mejoramiento de las

condiciones de vida de manabitas y ecuatorianos / as.

La Universidad Laica “ Eloy Alfaro” de Manabí es una institución de

educación superior moderna, que persigue ser líder en su ámbito de

acción, formando profesionales especializados en quienes

sobresalgan los conocimientos científicos, las prácticas investigativas,

los comportamientos éticos, los valores morales y la solidaridad

humana, debidamente capacitados para participar activamente en el

desarrollo socio económico de Manabí y el país.


CURRICULUM VITAE


VERA RAMIREZ VILMA ESTHELA

CEDULA DE IDENTIDAD: 171786761-6

FECHA DE NACIMIENTO: diciembre 18 de

Diciembre de 19896

LUGAR DE NACIMIENTO: santo domingo

EDAD: 27 años

ESTADO CIVIL: Soltera

DIRECCIÓN: Manta Ciudadela Universitaria

TELÉFONO: 2611-616 - 0986200106

PRIMARIA: Escuela Fiscal Mixta “Julio Placencio Trujillo”

SECUNDARIA: Colegio fiscomisional “José María Velaz”

IFEYAL

Título en Técnico Polivalente

Comercio y Administración Especialidad

Informática

SUPERIOR: Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí

Facultad Ciencias e Ingeniería

Actualmente curso: Ingeniería Industrial estoy

aprobando el curso de Nivelación por

Carrera, Segundo Semestre


ESTUDIOS REALIZADOS


Introducción

Debido al curso de nivelación y admisión que se implementó a nivel nacional es

conveniente como estudiantes aspirantes a una carrera universitaria cumplir con

este proceso el mismo que nos ha generado conocimientos útiles para saber

expresarnos y desenvolvernos ante la sociedad..

El cual constituye una experiencia educativa que nos habilita en el aprendizaje y la

integración de saberes obtenidos durante el curso tan necesario en nuestra futura

formación profesional.

Al crear este portafolio electrónico, mi objetivo no es solo nocional sino

principalmente funcional, haciendo que las personas reflexionen y que viven en

ellos, el interés y la importancia que tiene la física en nuestra vida cotidiana

Cada una de los temas impartidos en este proceso de nivelación nos aportó

enseñanzas para la elaboración de este portafolio porque todas están

estrechamente ligadas con el mismo.

Este portafolio electrónico contiene temas que están diseñados para el estudio de

la física y de acuerdo a la información que abarcan, toda persona podrá ponerlas

en prácticas. Los temas incluidos son: conversiones de unidades, vectores,

estática, sistemática, operaciones con vectores y movimiento rectilíneo uniforme .

Está estructurado y ordenado de la siguiente forma: Portada visión y misión,

introducción, Temas, ejercicios y conclusión.

La asignatura Física, Química Matemáticas, son de vital importancia nos ayudan

a razonar, comprender y resolver problemas propuestos.

Cada una de las asignaturas impartidas durante este proceso de nivelación nos

aportó enseñanzas y a fomentar nuestra capacidad cognitiva.



Reglamentos de la ULEAM

¿Qué es la Física?

La física es la ciencia natural que estudia las propiedades y el comportamiento de

la energía y la materia (como también cualquier cambio en ella que no altere la

naturaleza de la misma), así como al tiempo, el espacio y las interacciones de

estos cuatro conceptos entre sí.

La física es una de las más antiguas disciplinas académicas, tal vez la más

antigua, ya que la astronomía es una de sus disciplinas. En los últimos dos

milenios, la física fue considerada dentro de lo que ahora

llamamos filosofía, química, y ciertas ramas de la matemática y la biología, pero

durante la Revolución Científica en el siglo XVII surgió para convertirse en una

ciencia moderna, única por derecho propio. Sin embargo, en algunas esferas

como la física matemática y la química cuántica, los límites de la física siguen

siendo difíciles de distinguir

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.

Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo

histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia

fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química,

la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos



CONVERSION DE UNIDADES

Una característica del SI es que es un sistema coherente, es decir, las unidades

derivadas se expresan como productos y cocientes de unidades fundamentales,

unidades complementarias y otras unidades derivadas, sin la introducción de

factores numéricos. Esto hace que algunas unidades resulten demasiado grandes

para el uso habitual y otras sean demasiado pequeñas. Por eso se adoptaron y

ampliaron los prefijos desarrollados para el sistema métrico. Estos prefijos,

indicados en la tabla 3, se emplean con los tres tipos de unidades: fundamentales,

complementarias y derivadas. Algunos ejemplos son milímetro (mm),

kilómetro/hora (Km/h), megavatio (MW) o picofaradio (pF)

CONVERSIONESDespués 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, que se firmó en Francia el 20 de mayo de 1875, y en el

cual se establece la creación de una organización científica que tuviera, por una

parte, una estructura permanente que permitiera a los países miembros tener una

acción común sobre todas las cuestiones que se relacionen con las unidades de

medida y que asegure la unificación mundial de las mediciones físicas.

Así, el Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, también

denominado sistema internacional de medidas, es el sistema de unidades más

extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su

antecedente y que ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico,

especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso



cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas,

que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971

fue añadida la séptima unidad básica, el mol.

El Sistema Internacional de Unidades está formado hoy por dos clases de

unidades: unidades básicas o fundamentales y unidades derivadas.

Unidades básicas

El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, también

denominadas unidades fundamentales. De la combinación de las siete unidades

fundamentales se obtienen todas las unidades derivadas.

Magnitud física fundamental

Unidad básica o fundamental

Símbolo

Observaciones

Longitud metro mSe define en función de la velocidad de la luz

Masa kilogramo kg No se define como 1.000 gramos

Tiempo segundo sSe define en función del tiempo atómico

Intensidad de corriente eléctrica

amperio o ampere A Se define a partir del campo eléctrico

Temperatura kelvin KSe define a partir de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

Cantidad de sustancia

mol mol

Intensidad luminosa candela cd

Unidades derivadas expresadas a partir de unidades básicas y

suplementarias

Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar

magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas

como fundamentales.



Magnitud Nombre Símbolo

Superficie metro cuadrado m2

Volumen metro cúbico m3

Velocidad metro por segundo m/s

Aceleración metro por segundo cuadrado m/s2

Masa en volumen kilogramo por metro cúbico kg/m3

Velocidad angular radián por segundo rad/s

Aceleración angular radián por segundo cuadrado rad/s2

Tabla de conversiones



Con base en las unidades básicas, en las derivadas y los prefijos de las potencias

de diez, se realizan las conversiones de unidades. Para lo cual se busca un factor

de conversión de acuerdo a las exigencias del problema.

Ejemplo.

Expresar 23,45 Km/h en m/s.

Solución:

Para realizar el ejemplo se busca un factor de conversión que permita expresar los

Km en m y las horas en seg., con lo cual nos queda:

Expresar 345k g/m345kgm3 en gr/m3

Solucion



Coordenadas polares

Las coordenadas polares o sistemas polares son un sistema de

coordenadas bidimensional en el cual cada punto del plano se determina por

un ángulo y una distancia, ampliamente utilizados en física y trigonometría.

De manera más precisa, se toman: un punto O del plano, al que se le

llama origen o polo, y una recta dirigida (o rayo, o segmento OL) que pasa por O,

llamada eje polar (equivalente al eje x del sistema cartesiano), como sistema de

referencia. Con este sistema de referencia y una unidad de medida métrica (para

poder asignar distancias entre cada par de puntos del plano), todo punto P del

plano corresponde a un par ordenado (r, θ) donde r es la distancia de P al origen y

θ es el ángulo formado entre el eje polar y la recta dirigida OP que va de O a P. El

valor θ crece en sentido anti horario y decrece en sentido horario. La

distancia r (r ≥ 0) se conoce como la «coordenada radial» o «radio vector»,

mientras que el ángulo es la «coordenada angular» o «ángulo polar».

(2,5m; 30) y 2,5m

(3,8; 120)

x= cos.r x 50° xy= sen.r

tg= yx

Sen30°= yx

Sen30°= y

2,5m

y= 2,5m.sen30°y= 125m



-x=cos.rx=cos60.r x= cos 240.r

y

x x

Cos60= xr

X=cos60.rY=1,2m X -1,2

d=√r 2+r 2

d=√2.5m+3,8d=√20.69d=√4,54m

Ejemplo


3

1

2

36010270

180


Una mosca se para en la pared de un cuarto la izquierda inferior de la pared se

selecciona como el origen de un sistema de coordenadas cartesianas en 2

dimensiones si la mosca esta parada en el punto que tiene coordenadas (2,1) m

que tan lejos está de la esquina del cuarto. cuál es su posición en coordenadas

polares

1Los dos puntos en el plano x,y tienen coordenadas cartesianas (-3,3)m.

determine

a) La distancia entre estos puntos

b) Sus condenadas polares

D=√(2)2+1

D= √4+1+¿¿=5=2,3

Pf= (-3,-3)

Pi= (2-4) Tag=dxdx

=12

= 26,56

Df-di=(-3-2)(3(-4)=(-5,7) Seno=dxd

=1

2,25 = 26,64

Cos=dxd

=2

2,3= 26,25

A+B

A+B=(2+(-3)+(-4+3)

A+B=(-1,-1)

A+B=√(1)2+(−1)2

√2=1.41



Elementos de un vector

Todo vector tiene los siguientes elementos

1.-Módulo o Intensidad: Representa el valor de la cantidad física vectorial, está

representado por la longitud del vector, tomado o medido a cierta escala.

2.-Dirección: Está representado por la recta que contiene al vector .se define

como el ángulo que hace dicho vector con una o más rectas de referencia, según

sea el caso en el plano o en el espacio.

3.- Sentido: Indica la orientación de un vector, gráficamente está dado por la

cabeza de la flecha del vector.

4.-Punto de aplicación: Es el punto sobre el cual se supone actúa el vector.Ejemplo:Representar el Vector F cuya Dirección es 30° Y su módulo 10 Kg-f


http://3.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEDaPIT8_I/AAAAAAAAABY/QEmwQM23stA/s1600-h/13.JPG

http://4.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEDaIGsliI/AAAAAAAAABg/YaMS56AL-v0/s1600-h/14.JPG


Clases de vectores Fijos o ligados: llamados también vectores de posición. Son aquellos que tienen

un origen fijo. Fijan la posición de un cuerpo o representan una fuerza en el

espacio.

Vectores deslizantes: Son aquellos que pueden cambiar de posición a lo largo

De su directriz

Ejemplo

3.- Vectores libres: Son aquellos vectores que se pueden desplazar libremente a

lo largo de sus direcciones o hacia rectas paralelas sin sufrir modificaciones.


http://3.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEDaauipXI/AAAAAAAAABo/XRKLbeDDiCc/s1600-h/15.JPG

http://2.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEGDno4WHI/AAAAAAAAAB4/oAk45lxLDPk/s1600-h/16.JPG

http://4.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEGUgPeiGI/AAAAAAAAACA/0crHodVe9T8/s1600-h/17.JPG


4.- Vectores paralelos: Dos vectores son paralelos si las rectas que las contienen

Son paralelas

Ejemplo.

5.-Vectores coplanares: Cuando las rectas que lo contienen están en un mismo

plano.

Ejemplo.

6.-Vectores concurrentes: Cuando sus líneas de acción o directrices se cortan

En un punto.

Ejemplo.


http://3.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEGuiDpxOI/AAAAAAAAACI/kD4gCpzFMQ4/s1600-h/18.JPG

http://1.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEHX44CdsI/AAAAAAAAACQ/BevQ4Wd5tak/s1600-h/19.JPG


7.-Vectores colineales: Cuando sus líneas de acción se encuentran sobre una

misma recta.

Ejemplo.

Diferencia de vectores

Resultado de la resta de dos vectores dados.

Encontrar el vector resultante (A - B) es equivalente a encontrar un vector C que

satisfaga la ecuación C = A - B ó C + B = A. La última ecuación nos hace posible

utilizar el conocimiento de la suma de dos vectores para encontrar la regla sobre la

resta de vectores.

Si colocamos juntos el origen de los vectores A y B, vemos que el vector C

dibujado desde el extremo del vector B al extremo del vector A satisface la


http://2.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEHmr6ggOI/AAAAAAAAACY/cCwvYGtsK7w/s1600-h/20.JPG

http://2.bp.blogspot.com/_ONsTfWLsc-E/SeEDaeIB51I/AAAAAAAAABw/ZybPjO5XTZM/s1600-h/21.JPG


ecuación B + C = A. Por lo tanto, el vector C es el vector resultante de A - B. La

regla general es que el vector dibujado del extremo del segundo vector al extremo

del primero da la diferencia entre los vectores.

Operaciones con Vectores por el Método de las Componentes

Éste método mejora la precisión y la rapidez al determinar el vector resultante por

medio del conocimiento de las componentes del vector; además tiene la ventaja

de sumar o restar dos o más vectores a la vez, mediante un proceso algebraico.

El método consiste en sumar o restar las componentes en x de los vectores

principales, y el resultado de ésta operación es la componente en x del vector

resultante.

De igual manera, se operan las componentes en y de los vectores principales y el

resultado es la componente en y del vector resultante.

Obtenidas las componentes de la resultante, se pueden encontrar la magnitud,

dirección y sentido de éste vector.

Cuando una componente, en x o en y, tiene un valor negativo, el sentido de ésa

componente es contrario a los lados positivos del marco de referencia. Por

ejemplo, si una componente en y tiene un valor negativo, la proyección en el eje y

de ése vector apunta hacia abajo.

Ejemplo. Calcule la resultante de las fuerzas que se presentan en la figura.



Note que θ para los vectores B y C no son los que se presentan en la figura, sino que se deben calcular a partir del eje x positivo (ángulos suplementarios).

Para el vector B, θ = 180º - 45º = 135º

Para el vector C, θ = 180º + 55º = 235º

Calculando las componentes en x de los vectores A, B y C:

Ax = (200 N) cos (30º) = 173.20 N

Bx = (300 N) cos (135º) = - 212.13 N

Cx = (155 N) cos (235º) = - 88.90 N

Calculando las componentes en y de los vectores A, B y C:

Ay = (200 N) Sen (30º) = 100 N

By = (300 N) Sen (135º) = 212.13 N

Cy = (155 N) Sen (235º) = - 126.97 N

Luego se calcula la fuerza resultante, encontrando las componentes de ésta fuerza, a partir de una simple suma de componentes de fuerzas individuales



La Cinemática

La cinemática es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los

cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita,

esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.

La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la

aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la

posición en función del tiempo.

Movimiento

El movimiento es un cambio de posición respecto del tiempo medido por un

cierto observador.



En mecánica, el movimiento es un cambio de posición en el espacio de algún tipo

de materia de acuerdo con un observador físico.

La descripción y estudio del movimiento de un cuerpo exige determinar su

posición en el espacio en función del tiempo respecto a un cierto sistema de

referencia. Dado el carácter relativo del movimiento, este no puede ser definido

como un cambio físico, ya que un observador inmóvil respecto a un cuerpo no

percibirá movimiento alguno, mientras que un segundo observador respecto al

primero percibirá movimiento del cuerpo.

Fuerza

Descomposición de las fuerzas que actúan sobre un sólido situado en un plano

inclinado.

En física, la 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, 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 que se define como la fuerza necesaria para

proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg de más


http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Descomposicion_de_fuerzas_en_plano_inclinado.png


La Trayectoria

La trayectoria de un proyectil lanzado desde un cañón sigue una curva definida

por una ecuación diferencial ordinaria que se deriva de la segunda ley de Newton.

En cinemática, trayectoria es el lugar geométrico de las posiciones sucesivas por

las que pasa un cuerpo en su movimiento. La trayectoria depende del sistema de

referencia en el que se describa el movimiento; es decir el punto de vista

del observador.

En la mecánica clásica la trayectoria de un cuerpo puntual siempre es una línea

continua. Por el contrario, en la mecánica cuántica hay situaciones en las que no

es así. Por ejemplo, la posición de un electrón en un orbital de un átomo es

probabilística, por lo que la trayectoria corresponde más bien a un volumen

El Tiempo23

Portafolio Electrónico De Física

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Parabolic_trajectory.svg


Un reloj es cualquier dispositivo que puede medir el tiempo transcurrido entre dos

eventos que suceden respecto de un observador.

El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de

acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es,

el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste presentaba

un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para

un observador (o aparato de medida).

El tiempo permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado,

un futuro y un tercer conjunto de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro.

En mecánica clásica esta tercera clase se llama "presente" y está formada por

eventos simultáneos a uno dado.

En mecánica relativista el concepto de tiempo es más complejo: los hechos

simultáneos ("presente") son relativos al observador, salvo que se produzcan en el

mismo lugar del espacio; por ejemplo, un choque entre dos partículas.

Su unidad básica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es

(debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con

mayúscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior

La AceleraciónEn física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio

de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial

newtoniana se representa normalmente por o y su módulo por . Sus

dimensiones son . Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.

En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración

del cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él mismo (segunda ley de



Newton):

Donde F es la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, m es la masa del

cuerpo, y a es la aceleración. La relación anterior es válida en cualquier sistema

de referencia inercial.

Velocidad

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el

desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se representa por o .

Sus dimensiones son [L]/ [T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.

En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la

dirección del desplazamiento y el módulo, el cual se denomina celeridad o rapidez.

Leyes de newton

Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de

Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los

problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos

al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y

el movimiento de los cuerpos en el universo.

Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física

clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden

verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y

experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras

relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus



predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno

de los casos durante más de dos siglos.

Fundamentos teóricos de las leyes

La base teórica que permitió a Newton establecer sus leyes.

El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con «cantidad de

materia». La importancia de esta precisión está en que permite prescindir de toda

cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica de los

cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no

reducible a su concepto de masa.

Newton no asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado

del producto de la masa por la velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis

ínsita, que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la vis

impresa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un

cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impresa, además de producirse por choque

o presión, puede deberse a la vis centrípeta (fuerza centrípeta), una fuerza que

lleva al cuerpo hacia algún punto determinado. A diferencia de las otras causas,

que son acciones de contacto, la vis centrípetas una acción a distancia. En esta

distingue Newton tres tipos de cantidades de fuerza: una absoluta, otra

aceleradora y, finalmente, la motora, que es la que interviene en la ley

fundamental del movimiento.

En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo

siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento.

En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un

cuerpo de un lugar a otro, para llegar al movimiento absoluto y verdadero de un

cuerpo



Compone el movimiento (relativo) de ese cuerpo en el lugar (relativo) en que se lo

considera, con el movimiento (relativo) del lugar mismo en otro lugar en el que

esté situado, y así sucesivamente, paso a paso, hasta llegar a un lugar inmóvil, es

decir, al sistema de referencias de los movimientos absolutos.4

De acuerdo con esto, Newton establece que los movimientos aparentes son las

diferencias de los movimientos verdaderos y que las fuerzas son causas y efectos

de estos. Consecuentemente, la fuerza en Newton tiene un carácter absoluto, no

relativo.

Primera ley de Newton o Ley de la inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo

puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo

a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.5

La formulación original en latín de Newton de esta ley fue:

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado

inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se

aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él.

Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos

constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva,

algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el

movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía

sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no

existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento

no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de



los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta

cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de

referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos

sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no

actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que

siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es

posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos

estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En

muchos casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una

buena aproximación de sistema inercial. Lo anterior porque a pesar que la Tierra

cuenta con una aceleración trasnacional y rotacional estas son del orden de 0.01

m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un

observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerzaLa segunda ley del movimiento de Newton dice que:

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre

según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.7

En las palabras originales de Newton:

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene

por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de

movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los

cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a

la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas

que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación

entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho



sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se

aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa

de cambio en el momento del objeto.

En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:

Dónde:

Es el momento lineal

la fuerza total o fuerza resultante.

Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a

la velocidad de la luz la ecuación anterior se puede reescribir de la siguiente

manera:

Sabemos que es el momento lineal, que se puede escribir m .V donde m es

la masa del cuerpo y V su velocidad.

Consideramos a la masa constante y podemos escribir aplicando estas

modificaciones a la ecuación anterior:

La fuerza es el producto de la masa por la aceleración, que es la ecuación

fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para

cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la

ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre y . Es decir

la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida.



Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran

masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se

define como una medida de la inercia del cuerpo.

Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta

partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en

dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para

la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición

de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica

clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia

de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la

masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho

cuerpo.

De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza

o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así,

pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce

una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener

la misma dirección y sentido.

Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector

suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese

hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que

provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.

Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las

acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido

opuesto.

La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya

habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace



de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo.9 Expone que por cada

fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual

intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra

forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares

de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.

Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga

instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su

formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas

no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad

finita "c".

Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos

fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos

aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas

fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes,

ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y

del momento angular.

Relación entre masa y peso

Galileo demostró que todos los cuerpos caen en las proximidades de la

superficie terrestre con la misma aceleración. Galileo no sabía por qué ocurría

esto. Fue Newton quien al formular su segunda ley lo resolvió. La fuerza que

actúa sobre un cuerpo que cae (su peso) es proporcional a la masa, por tanto:



Donde g es la aceleración de caída de los cuerpos, aceleración de la gravedad.

La estática

La Estática estudia las condiciones de equilibrio de los cuerpos sometidos a

diversas fuerzas. Al tratar la Tercera Ley de Newton, se menciona la palabra

reacción al resumirse esa Ley en la expresión: “A toda acción corresponde una

reacción igual y opuesta”. Se dice que no se trata de dos fuerzas que se equilibran

porque no son fuerzas que obren sobre el mismo cuerpo, sin embargo, hay

ocasiones en que las fuerzas efectivamente están en equilibrio.

En Estática se usa con frecuencia la palabra “reacción” al hablar de cuerpos en

equilibrio, como cuando se coloca un peso en una viga puesta horizontalmente.

Pero además de tener en consideración en este factor, hay que tomar en cuenta

que el efecto de la fuerza sobre el cuerpo rígido de pende también de su punto de

aplicación, esto se refiere a los momentos de las fuerzas con respecto a un punto,

considerando que la suma de todos estos debe de ser igual a cero, deben de estar

en “equilibrio” para que se cumpla lo antes mencionado.

La Estática es la parte de la física que estudia los cuerpos sobre los que actúan

fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en

reposo o en movimiento no acelerado. El objeto de la estática es determinar la

fuerza resultante y el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre

un cuerpo para poder establecer sus condiciones de equilibrio.

Un sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo puede ser reemplazado por una

fuerza resultante y por un momento resultante que produzcan sobre el cuerpo el

mismo efecto que todas las fuerzas y todos los momentos actuando

conjuntamente. Como la fuerza resultante provoca un movimiento de traslación en

el cuerpo y el momento resultante un movimiento de rotación, para que el cuerpo



se encuentre en equilibrio debe cumplirse, simultáneamente, que la fuerza

resultante y el momento resultante sean nulos. No obstante, equilibrio no es

sinónimo de reposo, ya que una fuerza resultante nula y un momento resultante

nulo implican una aceleración lineal y angular nula, respectivamente, pero el

cuerpo puede encontrarse en reposo o tener un movimiento rectilíneo y uniforme.

Así, un cuerpo está en equilibrio cuando se encuentra en reposo o cuando se

mueve con movimiento rectilíneo y uniforme. Véase Mecánica.

Esta condición de equilibrio implica que una fuerza aislada aplicada sobre un

cuerpo no puede producir por sí sola equilibrio y que, en un cuerpo en equilibrio,

cada fuerza es igual y opuesta a la resultante de todas las demás. Así, dos fuerzas

iguales y opuestas, actuando sobre la misma línea de acción, sí producen

equilibrio.

El equilibrio puede ser de tres clases: estable, inestable e indiferente. Si un cuerpo

está suspendido, el equilibrio será estable si el centro de gravedad está por debajo

del punto de suspensión; inestable si está por encima, e indiferente si coinciden

ambos puntos. Si un cuerpo está apoyado, el equilibrio será estable cuando la

vertical que pasa por el centro de gravedad caiga dentro de su base de

sustentación; inestable cuando pase por el límite de dicha base, e indiferente

cuando la base de sustentación sea tal que la vertical del centro de gravedad pase

siempre por ella.

Una barra homogénea AB (de 1000 kg de masa) pende de dos cables AC y BD,

cada uno de los cuales tiene un área transversal de 400 mm2, como se observa

en la figura. Determine la magnitud P, así como la ubicación de la fuerza adicional

máxima que se puede aplicar a la barra. Los esfuerzos en los cables AC y BD

tienen un límite de 100 MPa y 50 MPa, respectivamente.



P = TAPAC = (100x106) = 40,000 NP = TAPBC = (50X106) (400X10-6) = 20,000 NΣ Fy = 040,000 + 20,000 – 4800 – P = 0P = 50,200 NΣ MA = 0 (r x f)- (1 m) (9800 N) + (2 m) (20,000) – (x) (50,200) = 0X = 0.601 m



Movimiento rectilíneo uniformemente variado

Evolución respecto del tiempo de la posición, de la velocidad y de

la aceleración de un cuerpo sometido a un movimiento rectilíneo uniformemente

acelerado, en un sistema de coordenadas cartesianas, según la mecánica clásica.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido

como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que

un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a

una aceleración constante.

Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la

aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la

gravedad.

También puede definirse como el movimiento que realiza una partícula que

partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.


http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Grafico_pva_del_MRUA.svg


El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular

del movimiento uniformemente acelerado (MUA).

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado los cambios de la velocidad se

producen por los cambios de rapidez ya que por ser rectilíneo la dirección y

sentido del desplazamiento no varía.

Entonces en el movimiento rectilíneo uniformemente variado la aceleración se

mide como variación de rapidez entre los intervalos de tiempo en que se

producen.

FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS

Para las Funciones Trigonométricas, como se mencionó anteriormente, haremos uso del Teorema de Pitágoras y trabajaremos con las Funciones de Seno, Coseno y Tangente, y sus inversas, además de apoyarnos siempre con la Calculadora.


http://3.bp.blogspot.com/_SPuKaCF3bpk/SyLg2VBl9NI/AAAAAAAAA2I/q9e4Fuw3v9w/s1600-h/acelerado.PNG


Las letras minúsculas son las que utilizamos en el Teorema de Pitágoras, las letras Mayúsculas, en éste caso, se utilizarán para referirnos a los Ángulos del Triángulo.

Empezaremos a ver cada una de las Funciones:

1. Función Seno (Sen): La Función Seno nos describe la relación existente entre Lado Opuesto sobre la Hipotenusa. Su simbología es la siguiente:

2. Función Coseno (Cos):

La Función Coseno describe la relación entre Lado Adyacente sobre

Hipotenusa. Su simbología es la siguiente:



3. Función Tangente (Tan):

Ésta Función nos representa la relación entre Lado Adyacente sobre

Hipotenusa. Su simbología es la siguiente:

También tenemos las Funciones que son inversas a las anteriores: 4. Función Cotangente ( Cot): Que describe la relación entre Lado Adyacente con Lado Opuesto:

38

Portafolio Electrónico De Física


5. Función Secante (Sec): Relación entre Hipotenusa sobre Lado Adyacente:

6. Función Cosecante (CsC):

Nos muestra la relación entre Hipotenusa sobre Lado Opuesto:

Velocidad y aceleración

La aceleración es la magnitud que informa de una mayor o menor brusquedad en

esos posibles cambios de velocidad. La relación que tiene la aceleración respecto de

la velocidad es similar a la que tiene la velocidad tiene respecto de la posición. Es

decir, la aceleración instantánea es la derivada de la velocidad instantánea.



Lógicamente, el vector aceleración se orienta hacia donde lo hacen los incrementos

de los vectores velocidad. Por tanto, en un movimiento rectilíneo, el sentido del

vector aceleración coincide con los de los vectores velocidad cuando los cambios de

posición son cada vez mayores y es de sentido contrario si son cada vez menores.

Cuando la trayectoria es curvilínea, el vector aceleración se dirige siempre hacia la

parte interior de la curvatura, inclinándose a favor o en contra del movimiento según

la describa el móvil aumentando o minorando sus recorridos.


pportafolio de fisica

Documents