Física: Definición, Historia, Importancia y Conceptos Básicos

¿Que es la física?


Ciencia que estudia las propiedades de la materia y de la energía y establece las leyes que explican los fenómenos naturales, excluyendo los que modifican la estructura molecular de los cuerpos.

Historia

La historia de la física abarca los esfuerzos realizados por las personas que han tratado de entender el porqué de la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, los fenómenos climáticos, las propiedades de los materiales, entre otros. Las primeras explicaciones que aparecieron en la antigüedad se basaban en consideraciones puramente filosóficas, sin verificarse experimentalmente. Algunas interpretaciones falsas, como la hecha por Claudio Ptolomeo en su famoso Almagesto —«La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros»— perduraron durante miles de años.

Importancia

La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria.

¿Qué es Movimiento rectilíneo uniforme?


El movimiento rectilíneo uniforme (m.R.U.)
Es aquel en el que la trayectoria es una línea recta y la velocidad es constante. En este apartado vamos a explicar: El concepto de m.R.U.
 Las ecuaciones de este movimiento.

Formulas

D= v*t                                               t= d/v                                 v= d/t

Ejemplo:


Un móvil recorre una velocidad a 400 mts en un tiempo de 2 min ¿Cuál es su velocidad?


Datos                                                formula                                            Solución

D= 400 mts                                      V= d/t                                V= 400/120= 3.33m/seg

T= 2 min

V= ?


¿Qué es el Movimiento circular uniforme?


 En física, el movimiento circular uniforme (también denominado movimiento uniformemente circular) describe el movimiento de un cuerpo atravesando con una rapidez constante y una trayectoria circular. Aunque la rapidez del objeto y la magnitud de su velocidad son constantes en cada instante cambia de dirección.

¿Qué es la velocidad angular y cómo se define?


La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s).

Formulas

W= θ/t                                W= 2π/t                            W= 2 .π .F                          V= w*r

Ejemplo

La velocidad angular de un cuerpo de un cuerpo que describe una circunferencia es de 50 l./s si el radio de la circunferencia es de 4m, determina la velocidad lineal

Datos                                                               Formula                                                          Solución

V.A= 50 l/s                                                      V= w*r                                              50 l/s * 4m= 200 m/s

F=4m

V.L= ?


¿Qué es la aceleración centrípeta?


La aceleración centrípeta (también llamada aceleración normal) es una magnitud relacionada con el cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento cuando recorre una trayectoria curvilínea.

Formula

Ac= V2/R

Ejemplo:


1. Un vehículo toma una curva de 30m de radios, con mov circular uniforme y con una velocidad lineal de 30 m/seg. Determina la aceleración centrípeta.

Datos                                     Formula                                 Solución

R= 30m                                  Ac= V2/R                    Ac= 30m/seg/30m= 30m/seg2

V.L= 30m/seg


2. La masa de un cuerpo es de 5kg y gira atado a una cuerda de 3m de longitud con una velocidad angular de 0.16 rpm :Determina  A) La velocidad lineal B) La aceleración centrípeta C) La fuerza centrípeta.

Datos                                 Formula                                            Solución

M= 5kg                               A) V= w*r                          A) 0.16 rpm*3m=0.48ms

R=3m                                  B) Ac= V2/R                       0.48m/seg/3m=0.23m/s2= 0.0077m/seg2

W=0.16 rpm                      C) Fc= m.Ac                       5kg*0.077=0.38N

V= ?

¿Qué es la dinámica de rotación?


Rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo extenso de forma que, dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un punto fijo. En un espacio tridimensional, para un movimiento de rotación dado, existe una línea de puntos fijos denominada eje de rotación.

Momento de cupla

un sistema formado por dos fuerzas de igual valor que poseen direcciones opuestas. Dicho sistema de fuerzas NO puede ser reducido a una única fuerza resultante. El efecto que produce, o tiende a producir, una cupla sobre un cuerpo es una rotación pura.

Formula

M= F*d

Ejemplo

La longitud de una regla de 200m, si se elige eje la marca 0.20 y se aplica una fuerza de 40 N hacia arriba en la marca 0.80, determina el momento de la fuerza.

Datos                                     Formula                                 Solución

L= 200m                                 M= F*d                                    d= y2-x1

F= 40N                                                                                   d= 0.08 – 0.20= 0.60NM

D=?                                                                                        M= 40×0.60= -24 MN

Momento de inercia

es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud vectorial llamada momento de inercia.

Formula

I= MR2 / 2

Ejemplo

Un cilindro tiene una masa de 3kg y su diámetro es de 6m. Determina du momento de inercia respecto a su eje


Datos                                     Formula                                 Solución

M=3kg                                    I= 1 / 2 MR2                            I=1 / 2 (3kg) (3m)2

D=6m                                                                                     I= 3 / 2 kg x 9m2

R=3m                                                                                     I=27 / 2 kg c m2

I=13.5 kg x m2

Cantidad de movimiento angular

La cantidad del movimiento angular es el producto de su momento de inercia y la velocidad angular, o lo que es lo mismo, el producto de su cantidad de movimiento lineal por el valor del radio de la circunferencia descrita.

Formula

M∞= MVR                               M∞= I*W

Ejemplo

Un cuerpo gira describiendo una circunferencia de radio 2m la masa del cuerpo es de 5kg y su velocidad lineal es de m/seg. Determina A) Velocidad angular B) Su momento de inercia C) Su cantidad de movimiento angular.

Datos                                     Formula                     Solución

R=2m                                     A) @ V / R                   A) 5m/seg / 2= 2.5 l/s

M=5kg                                    B) I=MR2                                B) 5kg* (2m)2= 5kg*4m2=20kg*m

V=5m/seg                               C) M∞= I*W                C) 20kgxm2x2.5 l/s = 50(kgxm2)/s


¿Qué es la masa y sus tipos?


es una magnitud que expresa la cantidad de materia de un cuerpo, medida por la inercia de este, que determina la aceleración producida por una fuerza que actúa sobre él.

La masa inercial (Mi) mide la resistencia quepresenta un cuerpo a cambiar su estado de movimiento cuando se aplica una fuerza. Es decir, se resiste a acelerarse, a mayor masa menor aceleración.

Masa Gravitatoria


Mg) es la propiedad que tiene un cuerpo de atraer a otro mediante la fuerza gravitatoria.


La masa relativa es un número que indica cuántas veces mayor es la masa de una molécula de una sustancia con respecto a la unidad de masa atómica. Se determina sumando las masas atómicas de los elementos y estos átomos constituyen una molécula de dicha sustancia.

Masa y densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. … Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa.

Formula

G=6.67 x qNJZLDPVPv98B604MD4nhdRkAAAAASUVORK5CYIIkLauQUBsQQviUAAAAASUVORK5CYII= / RWX3NAAAAAElFTkSuQmCC

M1 V1+ M2 V2= M1 V1 + M2 V2

V1= M1 V1 + M2 V2 – M2 V2 / M1

Fuerza eléctrica

F= k q1*q2 / d2

K=9x/

La termodinámica

es la parte de la física que estudia las transferencias de calor, la conversión de la energía y la capacidad de los sistemas para producir trabajo. Las leyes de la termodinámica explican los comportamientos globales de los sistemas macroscópicos en situaciones de equilibrio.


Formula

EC= 1 / 2 Mv2

Gm1* m2 / d2

A=1- t2 / t1

A=MCT

W=Pw

A= w+E

Resistencias eléctricas

Fuerza que se opone a la acción de otra fuerza


Oposición que presenta un conductor al paso de la corriente eléctrica


«la unidad de resistencia eléctrica del Sistema Internacional es el ohm»


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