Conceptos fisica

c ión
al iza
e rci
c om
ny
ció
uc
rod
iiiiiisu rep
ib ida
oh
Pr
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
c om
ny
ció
uc
CESVIp COLOMBIA S.A.
e
rod
ur
as
hi bid DEPARTAMENTO DE
ro SEGURIDAD VIAL
bi aP
m
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie 2
Pr

ión
Física
c
al iza
rci
me
y co
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
MAGNITUDES FISICAS
yc
om
e

c ión
Toda medición consiste en atribuir un uc
r od valor numérico
cuantitativo a alguna propiedad depun cuerpo, como la
re
su
longitud o el área. Estas propiedades, conocidas bajo el
nombre de magnitudes hib ida pueden cuantificarse
físicas,
ro
por comparación con un patrón o con partes de un
P
patrón. m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Sistema de medidas
rci
al iza
c

o me
Unidad c
SISTEMA Magnitud
física ny
básica
Símbolo de
la unidad
INTERNACIONAL ció
Longitud duc Metro m
DE UNIDADES S.I. pro
Tiempo
u re Segundo s
Sistema de medidas as
utilizado en la mayoríaoh i bidMasa Kilogramo kg
de países tambiénbia Pr
conocido comoolom
sistema métrico. iC
esv
eC
dd
da
o pie
Pr

ión
PREFIJOrcS.I.
i al iza
c

o me
yc
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
TALLER
c om
e
ny
ció
ü Ejercicios conversiones uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Magnitudes
c
iza
c ial
m er
ESCALARES VECTORIALES
y co
Se determinan simplemente Es necesario ión conocer la
cc
con un numero real y la magnitud du y el sentido. Se
magnitud de medida re pro
representan por medio de
su
(temperatura, energía, masa) da segmentos orientados
ibi (velocidad, aceleración,
oh fuerza)
Pr
bia
olo
m r
iC A
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
TALLER
ial
iza
c

m erc
y co
c ión
ü Graficas con vectores uc
rod
ü Ubicación espacial en la ciudad, rep y
su
desplazamiento entre lugares ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

N
ión
Ubicación espacial
c
iza
c ial
m er
y co
c ión
uc
rod
A
u rep
id as
ro hib
bi aP
B
lom OR
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Ejercicio Nºiza
i al 1
c

m erc
o
yc
Un automóvil recorre 30 km hacia el este en una carretera plana
hasta llegar a un crucero donde da vuelta hacia elón
ci norte y
recorre 40 km antes de detenerse. Encontrar elcdesplazamiento
du
resultante del automóvil. prore
u
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Mecánica
rci
al iza

o me
CINEMÁTICA yc
c ión
uc
rod
Estudia las leyes del movimiento rep
su
sin tener en cuenta las causas ida
que lo producen ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Desplazamiento
ial
iza
m erc
co
Se define como la diferencia y
entre la posición final y la ión
cc
du
posición inicial de un móvil. epro
ur
as
bid
∆x = x f −a xrio P
hi
bi
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

ión
Velocidad y aceleración
ial
iza
c

m erc
y co
c ión ∆x
rod
uc
v=
u rep ∆t
id as
hib ∆v
bi aP
ro
a=
lom ∆t
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
iza
Movimiento Rectilíneo uniforme
e rci
al
La velocidad se mantiene constante en su trayectoria recta om
yc
ión
cc
x du
v= re pro
t su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

Movimiento Rectilíneoac ión
liz
Uniformemente Acelerado cia
er
c om y se
Su trayectoria es unayrecta
mantiene constantenla aceleración.
ció
uc
v f −pvod
ri
a = re = cte
su t
ida 2
ib v f − vi2
oh a = = cte
Pr
bia 2x
lom
i Co 1 2
x = vi t + at
C esv 2
de
d ad
o pie
Pr

ión
Movimiento curvilíneo
al iza
c
e rci
Su trayectoria central es un arco, tiene om
dos componentes: normal, y tangencial c
ny
ció
uc
rod
at =
v
u rep
t id as
at an
2 ro hib
v P
an = bia
R olom R
iC
esv
eC
dd
da
o pie
Pr

ión
TALLERliza
c
ciaer
m
co
üEjercicios de MRU, y MRA, y
ión
üVelocidad critica y de vuelco u cc
od pr
re
a su
hi bid
P ro
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Mecánica
rci
al iza

o me
DINÁMICA yc
c ión
uc
rod
Estudia las causas que provocan rep
su
el estado de movimientobida
ro hi
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Personajes de la época
al iza
e rci
c om
ny
ció
uc
“Todos lorod p cuerpos caen a
la misma re aceleración,
su
ida
independientemente del
hib
ropeso que posean”
biaP
m
olo
iC
C esv
de
ad
Galileo Galilei (1564 -1642)
ied
Prop

c ión
Personajes de la época
ial
iza
m erc
co
Isaac Newton (1643-1727)
y
c ión
A parte de estudios en uc
rod
cuento a ala naturaleza de la rep
luz, y óptica, Isaac Newton, da su
aborda temas de mecánica ibi
oh
Pr
introduciendo el concepto de
Fuerza. m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Leyes de Newton
ial
iza
c

m erc
1ª ley: Principio de inercia y co
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Leyes de Newton
rci
al iza

2ª ley: Principio fundamental de la dinámica me
co
ny
ció
uc
rod
rep
su
ida r
hib F = m× a
ro
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Leyes de Newton
rci
al iza

3ª ley: Acción - Reacción o me
yc
c ión
uc
rod
r
rep r
F12 = − F21
u
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
c om
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Fuerza ializa c

La fuerza se puede definir erc como
om
yc
una magnitud vectorial capaz de
deformar los cuerposión (efecto
cc
du
estático), modificar su velocidad
pro inercia y ponerlos
o vencere su
ur
en da s
i movimiento si estaban
ro hib
inmóviles. Unidades Newton.
P
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Tipos de fuerza
ial
iza
m erc
Peso y co
c ión N
uc
Características en general rod
rep
de todos los cuerpos que a su
poseen masa, es la fuerza
hi bid
de atracción de los cuerpos ro
hacia el centro de ila b a Ptierra
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Tipos de fuerza
ial
iza
m erc
y co
Fuerza de rozamiento c ión
uc
rod
Fuerza que es producida poru rep
la superficie en contacto, ien as
bd
hi del
general, actúa en contra ro
movimiento del cuerpo. bi aP
lom
Co
vi
FsR = µmg
Ce
de
ad
ied
Prop

ión
Coeficientes de fricción
ial
iza
c

m erc
y co
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Tipos de fuerza
ial
iza
m erc
y co
ión
Fuerza elástica cc
du
re pro
su
Sedobserva en los cuerpos
i a
ro hib poseen características
que
P elásticas
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Fuerza centrifuga e rci
om
Es la fuerza que posee un cuerpo cuando yc
describe un arco, su dirección, es paralela ión
cc
du
al radio de la curva. pro
re
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
Fuerza eléctrica om
yc
Se produce a partir de la carga eléctrica, y es ión
inversamente proporcional a la odu cc
distancia que las
separa. re pr
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Diagrama de Fuerzas
rci
al iza

o me
yc
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
ejercicios
ial
iza
c

m erc
co
• Ejercicios de diagrama de fuerzas
n y
c ció
ro du
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Energía
m e rci
co
La energía es una magnitud físicacció ny
abstracta,
ligada al estado dinámico de un dsistema u
pro
cerrado y que permanece su re invariable con el
tiempo. ida
ro hib
Las unidades soniadenominadas Joules
P
b
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

ión
Trabajoliza
ia
c

m erc
co
El trabajo en Física se define como el ión y producto
entre la Fuerza y la distancia que orecorre. cc
du
re pr
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Tipos de Energía
ial
iza
m erc
Energía cinética y co
c ión
uc
rod
Este tipo de energía, se asociaep
ur
un cuerpo, dependiendo de s ida la
masa y de la velocidad de ro hib
circulación. bi aP
lom
Co 2
vi mv
Eecs =
eC 2
dd
da
o pie
Pr

c ión
Tipos de Energía
ial
iza
m erc
Energía potencial y co
ión
Esta energía característica, du
cc
depende directamente de la repro
altura a la que se somete unu as
cuerpo hi bid
ro
bi aP
E p = mgh Co
lom
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Tipos de Energía
ial
iza
m erc
Energía de Rozamiento y co
c ión
uc
Es el tipo de energía que se disipaprod
cuando hay un contacto entresdos u re
o mas cuerpos ida
ro hib
aP
E R = lommgL
µ bi
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
Ejemplo de disipación om
e
c
de la energía en ny
forma de calor y de ció
uc
marca sobre el asfalto rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Conservación de la energía
e rci
c om
“La energía noió n y crea ni se
u cc se
destruyedsimplemente se
pro
re transforma”
su
ida
ro hib
P
m bia Ei = E f
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za3
ali
er
om
yc
ión
Huella de frenado de vehiculodu cc cercanía a
pr o en
un intersección sin semáforo. su
re
ida
ro hib
Longitud total L=40 metros bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za4
ali
er
D1 D2
om
yc
ión
cc
ro du
u rep
id as
ro hib
bi aP
ü Longitud D1 =6 m
ol om
ü Longitud D2=15 m
iC
esv
ü Materiales:
eC
d Tierra suelta
d ad Asfalto
o pie
Pr

ión
Momento lineal
ial
iza
c
erc
La cantidad de momento se define como el om
yc
producto entre la masa y la velocidad ión
cc
r du
p = mv re pro
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
Conservación del momento
c om
e
r r ny
pi = p f uc
ció
rod
rep
mvi = mv f id as
u

ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Choques
ial
iza
m erc
y co
Elásticos: no sufren deformaciones
ión
y hay una transmisión total c
uc
rod
Inelásticos: los cuerpos presentan
u rep
deformaciones luego de su separación; s
esto es una consecuencia del trabajo ib ida
realizado roh
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Conservación momento rci
y energía
me
y co
ión
m1i v1i + m2i v2i = m1 f vr1 duc+ m2 f v2 f
of
c

u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
TALLERliza
c
ciaer
m
co
üEjercicios de conservación de la nenergía y y
conservación del momento duc ció

re pro
a su
hi bid
P ro
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za5
ali
er
Los vehículos circulan sobre una tramo om
curvo, mientras el vehiculo 1 se detiene, el y c otro lo
ión
golpea de forma frontal cc
du
re pro
su
üMASA 1: 800 kg ida
hib
üMASA 2: 10000 kg Pro
bia
üDespués del impacto el vehiculo 2 recorre 30
lom
metros Co
es vi
üVf 1:de C m/s
20
ad
ied
Prop

c ión
iza
Velocidad critica de una curva
me
rci
al
co
Es la velocidad máxima con la que seiópuede ny
cc
circular en un curva de tal forma oque el vehiculo du
pr
no derrape re
su
ida
vd = Rgµ ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
Velocidad critica de una curva
me
rci
y co
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Demostración
ial
iza
m erc
co
• Proceso para determinar la ecuación
n y
c ció
ro du
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za6
ali
er
om
üRadio curva R= 38 m yc
ión
üPeralte 3° cc
du
re pro
üMasa vehiculo 1200 kgsu
ida
üDimensiones o hib
Pr
– Alto 1755 mm i a b
– Ancho 1880 mm lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za7
ali
er
om
• Radio curva R= 115.2 m yc
ión
• Peralte 2° cc
du
re pro
• Masa vehiculo 1200 kgsu
ida
• Dimensiones o hib
Pr
– Alto 1570 mm i a b
– Ancho 1.380 lommm
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Velocidad de vuelco
ial
iza
m erc
co
Velocidad máxima antes de realizar una maniobra ny
ció
de vuelco sobre la vía. uc
rod
rep
su
Rgd ida
vv = ro hib
h mbi aP
olo
iC
esv
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
Velocidad de vuelco
ial
iza
m erc
y co
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Determinación de la zona de impacto
e rci
c om
ny
ció
uc
Teniendo en cuenta las posiciones rod
finales y daños en los vehículos, se
u rep
determina cual es la posible zona de s
impacto. ib ida
oh
Pr
m bia
olo
iC
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Determinación de la zona de impacto iza
ial
erc
om
yc
ión
cc
du
re pro
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
C
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Determinación de la zona de impacto iza
ial
erc
om
yc
ión Huellas en la vía
cc
du
re pro
su
ida
ro hib
bi aP
lom
Co
es vi
C
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
Determinación de la zona deerimpacto
ci
c om
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Métodos matemáticos iza
ial
erc
om
yc
ión
cc
du
re pro
su
b ida
ro hi
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

ión
Colisiones frontales y por ial
iza
c
erc
alcance
yc
om
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
iza
Colisiones frontales y por alcance
e rci
al
c om
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za8
ali
Ø D1: 17.3 metros er
Ø Huella 13 metros om
yc
Ø D2: 26.7 metros ión
cc
ro du
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
EjerciciociNº za9
ali
Ø D1: 18.9 metros er
Ø Huella 13 metros om
yc
Ø D2: 43.2 metros ión
cc
ro du
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
Ejercicio Nºi 10 za
ial
erc
om
ü Longitud huella L=10 m yc
ión
ü Longitud Sin huella L=30 m uc
c
rod
ü Vuelco L=10 m rep
su
ü Masa vehiculo 1200 kg ida
hib
ü Dimensiones ro
bi aP
Alto lom
Ancho svi Co
Ce
de
ad
ied
Prop

c ión
Caso real
rci
al iza

o me
yc
c ión
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
c om
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom 84 m
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
iza
Calculo de velocidad en vehículos
l
er cia
c om
Calculo de energías de deformación de un vehiculo
ny
ció
uc
rod
u rep
´ as
bid
hi ´
P ro ´
bia ´
lom
i Co ´

C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
m
o0.5 m
yc
C1:

c ión C2: 0.7m
uc C3: 1.0 m
rod C4: 0.5 m
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
Toma de medidas
e
c om
ny
ció
uc
rod
Toma de medidas aplicando rep el principio de
su
calculo de energíasibde ida deformación.
oh
Pr
bia
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
Evitabilidad
e
c om
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

c ión
al iza
rci
Evitabilidad
e
c om
ny
Según estudios de accidentalidad una persona ció
uc
común necesita: rod
rep
su
ida
Aproximadamente 1s para reaccionar ante un peligro inminente. Y entre 0.1 s
hib
y 0.5 s dependiendo del vehiculo, para que comience a aparecer huella nítida
ro
sobre el asfalto.
bi aP
lom
Co
es vi
eC
dd
da
o pie
Pr

c ión
al iza
e rci
om

Gracias
c
ny
ció
uc
rod
u rep
id as
ro hib
bi aP
lom
i Co
C esv
de
d ad
o pie
Pr

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