Mapas de fisica

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Mapas de fisica

  1. 1. Mapas conceptuales de física
  2. 2. mecánica Clásica vectorial o newtoniana Analítica Estudia el •Estática •Cinemática •Dinámica Es aplicable a cuerpos que se mueven en relación a un observador o velocidades pequeñas comparadas con la luz . •Formulación lagrangiana . •Formulación humiltoniana
  3. 3. Leyes de newton Primera ley de la dinámica o ley de la inercia Segunda ley de la dinamica o ley dela fuerza Tercera LEY de la dinámica o ley de la acción y la relación
  4. 4. Esta equilibrio se debe a una acción ejercitada por la superficie se denomina FUERZA DE FRCCION O ROZAMIENTOP El rozamiento estático que actué sobre un cuerpo, es variable y siempre equilibra las fuerzas a poner en movimiento al cuerpo Al aumento continuamente el valor de F comprobamos que la fuerza de fricción estática, también aumenta , conservando siempre su magnitud igual a la de F. Este valor se le denomina fuerza máxima de fricción. Es la fuerza de roce que actúa sobre el cuerpo en movimiento se denomina fuerza de fricción cinética
  5. 5. se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre 2 superficies en contacto a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies . Fricción estática Fricción dinámica
  6. 6. Es aquella que impide que un objeto inicie un movimiento y es igual ala fuerza neta aplicada sobre el cuerpo, solo que en sentido opuesto Fuerza existente en los cuerpos que están en movimiento que se crea por los efectos gravitatorios
  7. 7. equilibrio Se denomina equilibrio al estado en el cual se encuentra un cuerpo cuando las fuerzas que actúan sobre el se compensan y anulan recíprocamente. el equilibrio simétrico se produce cuando encontramos igualdad de peso y tono en ambos lados de nuestra composición el equilibrio asimétrico se produce cuando no existe las mismas dimensiones (ya sea de tamaño, color...) en ambos lados, pero aún así existe equilibrio entre los elementos.
  8. 8. Es la fuerza atracción ejercida entre dos cuerpos de grandes dimensiones. La gravedad es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Nadie realmente conoce exactamente porqué esta fuerza jala los objetos unos hacia los otros. La masa de los objetos y la distancia entre ellos afectan la magnitud de la fuerza gravitacional. A mayor masa de los objetos y a menor distancia entre ellos mayor es la intensidad de esa fuerza. Masas gigantes pueden atraer con mayor fuerza, mientras que a mayor separación las fuerzas se debilitan.
  9. 9. El peso cambia según el objeto se aleja de la Tierra y de planeta a planeta. La masa no cambia, ya que el peso varía con la ubicación geográfica. Por tanto el peso, a diferencia de la masa, no es una propiedad inherente de un cuerpo. Cuando un objeto está en caída libre experimenta una aceleración g que actúa hacia el centro de la Tierra. Al aplicar la Segunda Ley de Newton ΣF=ma al objeto de masa m en caída libre, con a = g y ΣF = Fg, se obtiene:
  10. 10. Un impulso es la tendencia que mayormente los seres humanos experimentamos aunque sea una vez en la vida y que implica el actuar movido por alguna emoción sin que haya mediado una deliberación previa de la razón. Impulso Según la Primera Ley de Newton, si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza su cantidad de movimiento permanece constante y no tiene aceleración. Por lo que, si sobre el cuerpo actúa una fuerza, se moverá con aceleración y modificará su cantidad de movimiento lineal Un impulso cambia el momento lineal de un objeto, y tiene las mismas unidades y dimensiones que el momento lineal. Las unidades del impulso en el Sistema Internacional son kg· m/s.
  11. 11. Colisiones elásticos son aquellas en las cuales no hay intercambio de masa entre los cuerpos que colisionan, sin embargo, hay conservación neta de energía cinética. choque inelástico los cuerpos presentan deformaciones luego de su separación; esto es una consecuencia del trabajo realizado. En el caso ideal de un choque perfectamente inelástico, los objetos en colisión permanecen pegados entre sí. El marco de referencia del centro de masas permite presentar una definición más precisa. En los choques inelásticos la energía cinética no se conserva, ya que parte de ella es "usada" para deformar el cuerpo.
  12. 12. Masa La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una fuerza. es la cantidad de materia de un cuerpo. masa inercial masa gravitacional . Determinada por la Segunda y Tercera Ley de Newton. es la medida de la fuerza de atracción gravitatoria que experimenta una porción de materia másica dentro de un campo gravitatorio.
  13. 13. Inercia Se dice que un sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un cambio en el estado físico del mismo. Se divide es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de movimiento, mientras no se aplique sobre ellos alguna fuerza. inercia mecánica. inercia térmica depende de la cantidad de masa y del tensor de inercia. mide la dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. La inercia térmica depende de la cantidad de masa y de la capacidad calorífica. Como consecuencia, un cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta si no hay una fuerza actuando sobre él. Se dice
  14. 14. Es cuerpo se define como un vector que tiene magnitud y dirección, que apunta aproximadamente hacia el centro de la Tierra. El vector Peso es la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, a causa de la atracción de este cuerpo por la fuerza de la gravedad. El cálculo del peso de un cuerpo a partir de su masa se puede expresar mediante la segunda ley de la dinámica El dinamómetro sirve para medir el peso de los cuerpos. unidades de medida en el Sistema Internacional son la dina y el Newton. Produce aceleraciones
  15. 15. Aceleración magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo. ES UNA . la aceleración no es tangente a la trayectoria. Que la aceleración instantánea se la define como el límite al que tiende el cociente incremental Δv/Δt cuando Δt→0; esto es la derivada del vector velocidad con respecto al tiempo: Que la
  16. 16. Puesto que la velocidad instantánea v a su vez es la derivada del vector posición r respecto al tiempo, la aceleración es la derivada segunda de la posición con respecto del tiempo: •La llamada aceleración de la gravedad en la Tierra es la aceleración que produce la fuerza gravitatoria terrestre; su valor en la superficie de la Tierra es, aproximadamente, de 9,8 m/s2. Esto quiere decir que si se dejara caer libremente un objeto, aumentaría su velocidad de caída a razón de 9,8 m/s por cada segundo que pasara (siempre que omitamos la resistencia aerodinámica del aire). El objeto caería, por tanto, cada vez más rápido, respondiendo dicha velocidad a la ecuación:
  17. 17. Cantidad de movimiento En el caso de movimiento lineal ( de traslación ) Producto de masa por la velocidad Segunda ley de newton F=ma Fuerza masa aceleración Interacción del medio ambiente sobre el objeto Cantidad de materia QUE POSEE EL OBJETO CAMBIO DE VELOCIDAD EN EL TIEMPO
  18. 18. Tipos de movimiento
  19. 19. Tipos de movimiento Movimiento rectilíneo uniforme Movimiento rectilíneo uniforme acelerado Movimiento circular uniforme Movimiento circular uniformemente acelerado Movimiento armónico simple Una partícula cuando su trayectoria esta presentada por una recta y además realiza el viaje a una velocidad constante La aceleración es constante, por lo que la velocidad del móvil varia linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo La velocidad angular varia linealmente respecto del tiempo, por estar sometido el movimiento a una aceleración angular constante Es un movimiento periódico en el que un cuerpo oscila aun lado y a otro de su posición n de equilibrio , es un a dirección determinada, y en intervalos iguales del tiempo una velocidad angular constante por la aceleración ángulo es nula. La velocidad lineal dela partícula no varia en modulo , pero si en dirección. La aceleración tangente es nula
  20. 20. Movimiento rectilíneo uniforme
  21. 21. Movimiento rectilíneo uniforme Si la rapidez cubica de manara uniforme, en un movimiento rectilíneo este denomina uniformemente variado. Es una parábola en la que la rapidez instantánea puede determinar como la pendiente de la recta es tangente a la curva en el instante analizado. Un movimiento es rectilíneo cu ando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que suaceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU. El término uniforme se refiere a que la velocidad es constante en el tiempo. Por ejemplo , consideremos las magnitudes desplazamiento y tiempo: t d En 1,0 h un auto recorre 60 km 2,0 h 120 km 3,0 h 180 km El MRU se caracteriza por: Movimiento que se realiza sobre una línea recta. Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. Aceleración nula. Vemos que existe una relación entre d y t , por lo tanto podemos escribir: d α t Y si hacemos la división d / t , encontramos un valor constante, el cual es la constante de proporcionalidad y es igual a 60 km/h. A esta constante la llamamos velocidad y podemos ahora escribir: d = v . t
  22. 22.  Conociendo la importancia de las gráficas podemos plantear la gráfica v x t , en donde apreciamos que se obtiene una recta paralela al eje X y también que el área bajo la curva es el desplazamiento. En la gráfica d x t apreciamos la recta cuya pendiente es la velocidad
  23. 23. Movimiento rectilíneo uniforme acelerado
  24. 24. Movimiento rectilíneo uniforme acelerado también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta est ando sometido a una aceleración cons tante. El movimiento uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres características fundamentales: 1. La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes. 2. La velocidad varía linealmente respecto del tiempo. 3. La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo. tiene una aceleración constante, cuyas relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son: siendo la velocidad inicial. La velocidad v para un instante t dado es:
  25. 25. Movimient ocircular uniforme
  26. 26. Movimiento circular uniforme se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una circunferencia. Una vez situado el origen O de ángulos describimos el movimiento circular mediante las siguientes magnitudes. Un movimiento circular uniforme es aquél cuya velocidad angular w es constante, por tanto, la aceleración angular es cero. La posición angular q del móvil en el instante t lo podemos calcular integrandoq - q0=w(t-t0) o gráficamente, en la representación de w en función de t.
  27. 27. Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero. Las ecuaciones del movimiento circular uniforme son análogas a las del movimiento rectilíneo uniforme
  28. 28. Movimiento circular uniformemente acelerado
  29. 29. Movimiento circular uniformemente acelerado Un movimiento circular uniformemente acelerado es aquél cuya aceleración a es constante. Dada la aceleración angular podemos obtener el cambio de velocidad angular w -w0 entre los instantes t0 y t, mediante integración, o gráficamente.
  30. 30. Dada la velocidad angular w en función del tiempo, obtenemos el desplazamiento q -q0 del móvil entre los instantes t0 y t, gráficamente (área de un rectángulo + área de un triángulo), o integrando Habitualmente, el instante inicial t0 se toma como cero. Las fórmulas del movimiento circular uniformemente acelerado son análogas a las del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
  31. 31.  Despejando el tiempo t en la segunda ecuación y sustituyéndola en la tercera, relacionamos la velocidad angular ω con el desplazamiento θ-θ0
  32. 32. Movimiento armónico simple
  33. 33. Movimiento armónico simple El movimiento armónico simple (se abrevia m.a.s.), también denominado movimiento vibratorio armónico simple (abreviado m.v.a.s.), es un movimiento periódico que queda descrito en función del tiempo por una función armónica (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s. El movimiento armónico simple es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila a un lado y a otro de su posición de equilibrio, en una dirección determinada, y en intervalos iguales de tiempo. Evolución en el tiempo del desplazamiento, la velocidad y la aceleración en un movimiento armónico simple.
  34. 34. Energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo. La energía se conserva, es decir, ni se crea ni se destruye. Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo: . Donde: , es la energía cinética del sistema. , es la energía potencial del sistema.
  35. 35. Energía cinética la energía cinética de un objeto puntual (un cuerpo tan pequeño que su dimensión puede ser ignorada), o en un sólido rígido que no rote, está dada en la ecuación donde m es la masa y v es la rapidez (o velocidad) del cuerpo. En mecánica clásica la energía cinética se puede calcular a partir de la ecuación del trabajo y la expresión de una fuerza F dada por la segunda ley de Newton:
  36. 36. Energía potencial Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación: Ep = m . g . h = P . h Tipos de energía potencial. •Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido. •Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor. •Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías como por ejemplo la piedra que cae desde un edificio: tiene energía potencial porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos la irá perdiendo (disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad, que cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad. Las energías cinética y potencial se transforman entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en determinadas condiciones permanece constante.
  37. 37. Interconversi on de energía cinética y potencial
  38. 38. Ambas energías cinética potencial están relacionadas por el llamado principio de la conservación de la energía que afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se transforma Cuando un malabarista esta aventando una bola hacia arriba y abandona su mano adquiere energia cinetica y cuando baja se convierte en energia potencial Durante el movimiento la bola, la suma de las energias cinetica y potencial es constante. Sin considerar la friccion con el aire

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