Fisica Curso

Ciencias 2 – Énfasis en Física

Primeramente, empezaremos con la definición de lo que estudia la física. Física: Es la ciencia encargada del estudio de la materia y energía de todos los fenómenos que alteran la forma o posición de los cuerpos, las causas, consecuencias y leyes que los rigen. Ramas de la física La Mecánica: Estudia los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos.

El calor (termodinámica): Estudia los fenómenos de transferencia de energía de un cuerpo a otro.

La acústica (sonido): Estudia las propiedades de las ondas que se propagan en un material.

La óptica: Estudia los fenómenos visibles relacionados con la luz. La formación de nuestra imagen en un espejo, la descomposición de la luz blanca en una gama de colores a través de un prisma.

La electricidad: Estudia las atracciones y repulsiones de cuerpos electrizados, el funcionamiento de los electrodomésticos y las propiedades del imán, etc.

La física atómica: Estudia las propiedades y el comportamiento de los átomos.

¿Qué es medir? Es el comparar dos magnitudes de la misma especie, tomando a una de ellas como referencia o patrón.  Magnitud: Es todo aquello que puede ser medido.  Unidad: Es la parte de las magnitudes que permite diferenciarlas unas de otras.

Magnitudes básicas o fundamentales del Sistema Internacional de Unidades (SIU)

Magnitudes derivadas

Investigar los instrumentos con los que se permite medir las magnitudes físicas del SI.

Conversión de Unidades. Equivalencias: Sirven para convertir una magnitud de un sistema a otro de la misma especie. También se utilizan para múltiplos y submúltiplos.

740 dm = _________ dam 770 cm = _________ m 31 mm = _________ cm 9 hm = _________ m 8 000 cm = _________ dam 5.4 dam = _________ dm 9 m = _________ dm 56 m = _________ dam 10 000 dm = _________ hm 2 cm = _________ mm 800 mm = _________ dm 6 km = _________ m 6 m = _________ mm 3 000 m = _________ km 8.5 dam = _________ cm 4.4 hm = _________ dm 45.63 m = _________ cm 3.016 m = _________ mm 0.85 m = _________ mm 15.480 km = _________ m

3 kg = _________ g 70000 dg = _________ kg 156 hg = _________ dag 36 kg = _________ dag 7 hg = _________ dag 5 000 g = _________ kg 38 000 mg = _________ hg 6400 cg = _________ g 18 000 dg = _________ g 38 000 g = _________ hg 40 dg = _________ g 850 g = _________ dag 1 500 mg = _________ g 4 900 cg = _________ dag 24 000 dg = _________ g 24.5 dg = _________ g 6.35 cg = _________ dg 17.28 cg = _________ g 38.5 g = _________ hg 78.9 mg = _________ dg

Calcula: 3 semanas = _______ días 2 años = _______ días 1380 s = _______ min 540 min = _______ h 20 h = _______ s 600 s = _______ min 720 min = _______ h ½ h = _______ min ¼ h = _______ min 1 ½ min = _______ s 1 h 15 min = _______ s 2 h 45 min = _______ s

Ejercicios de conversión: 25 mi = ______ m 70 km = ______ mi 5 ft = ______ m 239 000 mi = ______ m 4 in = ______ cm 7 ft = ______ in 50 yd = ______ m 3 mi = ______ yd 24 ft = ______ yd 85 in = ______ ft 9 yd = ______ ft 4 mi = ______ ft

Realiza las siguientes conversiones: a) 46.8 pies a metros y pulgadas b) 0.4 libras a Kg. c) 30 [pulg/seg] a [m/min] y [Km/h] d) 1 semana a segundos, minutos y horas e) 5860.6 Km. a millas y metros f) 326.1 onzas a gr. y Kg. g) 8 hrs. 31 min. a seg

Notación Científica El trabajo científico a menudo implica el uso de cantidades muy grandes o muy pequeñas. Por ejemplo, una célula promedio contiene alrededor de 200, 000, 000, 000, 000 moléculas, y el diámetro de un electrón es alrededor de 0.000 000 000 000 4 centímetros. Para ello hacemos uso de la notación científica. Notación científica con exponente positivo.  Para escribir un número en notación científica: 1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decimales. 2. Se anota la base 10. 3. Se cuentan los ceros y los decimales para determinar la base del exponente.

 Para escribir un número dado en notación científica: 1. Se anotan los dígitos del coeficiente sin punto decimal. 2. Al exponente se le resta el número de decimales del coeficiente. 3. La diferencia es el número de ceros que se agrega a la derecha del número.

Ejercicios de Notación Científica. Con exponente positivo.  Anota las siguientes cantidades en notación científica. a) 48 000 000 = b) 375 000 000 000 = c) 20 000 000 = d) 320 000 000 000 = e) 75 000 000 000 = f) 1 204 000 000 = g) 87 000 = h) 502 000 000 000 = i) 60 000 000 = j) 72 000 000 =

Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica. a) 4.2 × 10^7 = b) 7 × 10^5 = c) 1.26 × 10^10 = d) 8.7 × 10^10 = e) 5.01 × 10^6 = f) 5.4 × 10^12 = g) 1.3 × 10^9 = h) 5 × 10^6 = i) 4.4 × 10^5 = j) 3.71 × 10^8 =

Notación científica con exponente negativo.  Para escribir un número en notación científica: 1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decimales. 2. Se anota la base 10. 3. Se cuentan los espacios decimales hasta el primer digito diferente de cero para determinar el exponente de la base.

 Para escribir un número dado en notación científica: 1. Al valor absoluto del exponente se le resta 1, por el digito entero del coeficiente. 2. La diferencia es el número de ceros que se agregan a la derecha del punto decimal. 3. Se anotan los dígitos del coeficiente a la derecha de los ceros

Con exponente negativo.  Anota las siguientes cantidades en notación científica. * 0.00000073 = * 0.000000009 = * 0.000000432 = * 0.0000000021 = * 0.00000000109 = *0.000000000445 = * 0.00000002 = * 0.0000000091 = * 0.000004206 = * 0.00000098 =

 Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica.

3.2 × 10^−4 = 4.3 × 10^−7 = 6 × 10^−12 = 4.4 × 10^−3 = 5.2 × 10^−5 = 8 × 10^−11 = 5.02 × 10^−6 = 3.5 × 10^−4 = 4.24 × 10^−4 = 1.237 × 10^−6 =

La materia La materia: Es todo cuanto existe en el universo y se halla constituido por partículas elementales, generalmente agrupadas en átomos y moléculas. La masa: Es la medida de la cantidad de materia de un objeto. El peso: Fuerza que ejerce un cuerpo debido a la acción de la gravedad.

𝑃 = 𝑚 ⋅ 𝑔 𝑔 = 9.81 𝑚/𝑠^2

El volumen: Espacio ocupado por la materia. La densidad: Es la cantidad de masa que tiene la unidad de volumen.

𝜌 = 𝑚/V

Estados de la materia.

Cambios de estado de la materia

Cuando se cambia de estado sólido a líquido se llama: FUSIÓN Cuando se cambia de estado líquido a sólido se llama: SOLIDIFICACIÓN Cuando se cambia de estado líquido a gaseoso se llama: VAPORIZACIÓN Cuando se cambia de estado gaseoso a líquido se llama: CONDENSACIÓN Cuando se cambia de estado gaseoso a sólido se llama: SUBLIMACIÓN Cuando se cambia de estado sólido a gaseoso se llama: SUBLIMACIÓN INV.

Cinemática Es la rama de la física que estudia la descripción del movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen. Posición: Lugar que ocupa un cuerpo o partícula en el espacio. Movimiento: Es el cambio de lugar que experimenta un cuerpo en el tiempo y en el espacio. Algunos de los elementos del movimiento son: desplazamiento, tiempo y velocidad.

Trayectoria: Es la línea que describe un cuerpo cuando está en movimiento. Rectilínea: El movimiento describe una línea recta. Circular: Cuando describe una circunferencia. Curvilínea: Describe una curva o una onda

Desplazamiento o distancia: Es la diferencia entre la posición final y la posición inicial de un cuerpo en una trayectoria.

Tiempo: Lapso entre dos sucesos o eventos. Velocidad: Es la razón que existe entre la distancia recorrida por un cuerpo en la unidad de tiempo.

Tipos de movimiento Movimiento Rectilíneo Uniforme: Es cuando un cuerpo describe una trayectoria rectilínea con la condición de recorrer distancias iguales en tiempo iguales.

𝑣 = 𝑑/t

Velocidad en A Velocidad en B Velocidad en C 𝑣 = 10 𝑚/ 2 𝑠 = 5 𝑚/ 𝑠 𝑣 = 20 𝑚 4 𝑠 = 5 𝑚 𝑠 𝑣 = 30 𝑚 6 𝑠 = 5 𝑚 �

La velocidad puede ser medida en 𝑚/𝑠 o en 𝑘𝑚/ℎ .

Problemas de MRU 1.- Un corredor hace los 400 metros lisos en 50 s. Calcula la velocidad en la carrera. 2.- Un automovilista recorre 180 km en 2 horas. Calcula su velocidad en el viaje. 3.- ¿Qué velocidad lleva un ciclista que recorre 12 metros cada segundo? 4.- Si él un auto alcanza una velocidad de 50 Km/h, ¿Qué tiempo tardaría en recorrer una distancia de 380 Km? Dar el resultado en minutos

5.- Un automovilista va desde Monterrey a Saltillo y tarda 12 horas. La distancia entre las dos ciudades es de 1023 kilómetros. ¿Cuál ha sido su velocidad suponiendo que siempre llevara la misma?

6.- Calcula la velocidad de un atleta que recorre 800 m en 2 minutos.

7.- Un automóvil recorre 135 kilómetros en 1 hora y media. Calcula su velocidad. 8.- Si la velocidad del mismo auto es de 60 Km/h y se desplaza por un tiempo de 8 minutos, ¿Qué distancia recorre el móvil? 9.- Desde la casa de Rosa al colegio hay 800 m. Rosa tarda 10 minutos en llegar al colegio andando. ¿A qué velocidad anda Rosa? 10.- Ordena de mayor a menor las siguientes velocidades 20 km/h, 10 m/s, 0.5 km/h, 500m/min y 3km/min.

11.- Un avión vuela a 350 km/h. Calcula la distancia que recorre en 2 horas y media. 12.- Un automóvil se desplaza a una velocidad de 25 m/s. ¿Cuánto tiempo tarda en recorrer 100 m? 13.- Un corredor de pista lleva un ritmo constante de 5 m/s y tarda 1 minuto y 2 segundos en dar la vuelta al estadio. ¿Cuál es la longitud de la pista? 14.- Calcula los kilómetros que recorre un ciclista en 5 horas si va a la velocidad de 10 m/s. 15.- Un móvil con movimiento uniforme recorre 120 m en 15 s. ¿Cuál es su velocidad? ¿Qué espacio recorrerá en un minuto? 16.- Si un auto recorre 76 m en 19 segundos, ¿Qué velocidad desarrolla? Dar el resultado en Km/h.

Movimiento Uniformemente Acelerado: Es aquel en que la velocidad aumenta o disminuye con la misma intensidad en cada unidad de tiempo. Cuando un móvil está en reposo su velocidad es cero, al iniciar su movimiento adquiere determinada velocidad que aumenta durante los primeros segundos hasta lograr la que será más o menos constante durante algún tiempo de su recorrido.  Si la velocidad aumenta, el movimiento es uniformemente acelerado.  Si la velocidad disminuye, el movimiento es uniformemente retardado.

Aceleración: Es la variación que experimenta la velocidad en el movimiento uniformemente acelerado o retardado.

Problemas de MUA 1.- Durante un periodo de 11 segundos, la velocidad de un automóvil de carreras aumenta uniformemente desde 44 m/s hasta 88 m/s ¿Cuál es su aceleración? 2.- Una bala sale por la boca del cañón de un rifle en dirección vertical y hacia arriba con la rapidez de 700 m/s. Diez segundos más tarde, su rapidez hacia arriba es de solo 602 m/s. ¿Cuál es la aceleración de bala? 3.- Un avión que parte del reposo se acelera uniformemente hasta una velocidad de despegue de 72 m/s en un periodo de 5 segundos. ¿Cuál es su aceleración? 4.- Se calcula que un atleta alcanza la velocidad máxima que es de 12 m/s a los cuatro segundos de haber comenzado la carrera. ¿Cuál ha sido su aceleración durante ese tiempo?

5.- Partiendo del reposo, un motorista arranca con una aceleración de 2,5 m/s2. ¿Cuál es su velocidad al cabo de 6 s? ¿Qué espacio ha recorrido en ese tiempo? 6.- Al entrar en una curva a 30 m/s, un conductor reduce su velocidad con una aceleración de -4m/s2. ¿Cuál será su velocidad 3 segundos después de empezar a frenar? 7.- Un automóvil necesita 40 segundos para alcanzar una velocidad de 72 Km/h partiendo del reposo. Calcula su aceleración y el espacio recorrido en ese tiempo. 8.- Un móvil parte del reposo con una aceleración constante de 0,5 m/s2. ¿Qué velocidad tendrá a los 3 minutos de arrancar? 9.- Un autobús lleva una velocidad de 30 m/s y en un tiempo de 4 segundos alcanza una velocidad de 38 m/s. ¿Qué aceleración desarrollo? ¿Qué distancia recorrió en ese tiempo?

10.- Un tren entra en una estación a la velocidad de 64 km/h. ¿Cuál es el valor de la aceleración del tren si sabemos que desde el momento en que el maquinista aplica los frenos, el tren recorre aún 15 m?

Movimiento en caída libre: El peso, efecto de la gravitación de la tierra, es una fuerza constante que comunica al cuerpo que cae con una aceleración constante, que es equivalente a 𝑔 = 9.81 𝑚/𝑠^2

La caída libre es un movimiento acelerado y se usan las siguientes formulas:

Problemas de caída libre 1.- ¿Con qué velocidad llega al suelo un objeto que se ha dejado caer desde un punto situado a 50 metros de altura?

2.- Desde lo alto de un edificio se deja caer una piedra y se observa que tarda 4 segundos en llegar al suelo. Determinar la altura del edificio y la velocidad con que llega al suelo. 3.- Se deja caer una pelota desde lo alto de una torre de observación si la pelota llega al suelo en 3 segundos, calcula: la velocidad con que llega al suelo y la altura de la torre. 4.- Una roca se deja caer desde lo alto de un puente. Si la roca llega al suelo con una velocidad de 29.4 m/s, calcula el tiempo en llegar al suelo y la altura del puente. 5.- Una piedra es lanzada desde lo alto de la cima de un barranco con una velocidad de 20 m/s y llega a la superficie en 3 segundos. Determina la velocidad con que llega la piedra al suelo y la altura del barranco. 6.- Un edificio tiene una altura de 90m y se deja caer un ladrillo desde su techo. Calcula el tiempo y la velocidad cuando llegó al suelo.

7.- Una pelota se deja caer desde un puente de 58m de altura. Calcula el tiempo y la velocidad cuando la pelota choca en el agua. 8.- ¿Desde qué altura se dejó caer un objeto si tardo 3 seg en llegar al piso? Considere g=10m/s2. 9.- Si un objeto choca con el suelo con una velocidad de 36 km/hr, ¿Desde qué altura se dejó caer? 10.- ¿Cuánto tarda en caer una piedra de 8 kg de masa, si se suelta desde una altura de 20 metros?

Ejercicios de tipos de movimiento

Fuerza Fuerza es aquella magnitud que produce un cambio en la forma, posición o estado de un cuerpo.

La fuerza se puede representar por medio de un vector. El vector es un segmento de recta que a una escala determinada representa a cierta cantidad vectorial. Los elementos de un vector son:* Punto de aplicación. * Magnitud. * Dirección. * Sentido.

La unidad de medida de la fuerza en el Sistema Internacional de Unidades es el Newton(N).

Sistema de Fuerzas Es el conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Los elementos de un sistema de fuerza son:  Componente: son cada una de las fuerzas que forman parte del sistema.  Resultante: Es la fuerza única capaz de sustituir a todo el sistema con el mismo efecto.  Equilibrante: Es la fuerza que pone en equilibrio todo un sistema de fuerzas; tiene la misma magnitud y dirección que la resultante, pero es de sentido contrario.

Existen varios sistemas entre los más importantes están: a) Fuerzas Colineales en la misma dirección y sentido; se suman.

b) Fuerzas Colineales de sentido opuesto se nulifican (si son iguales), se restan (si son diferentes)

c) Fuerzas paralelas del mismo sentido, se suman.

d) Fuerzas paralelas de sentido contrario, hacen girar (si son diferentes o iguales)

e) Fuerzas concurrentes, también se les conoce como angulares, se suman por un método llamado polígono.

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