Apellidos y Nombres del Alumno:

 

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GUÍA DE ESTUDIO

 

 

Docente: Juan Cruz Alcocer 

Grado: 9no   

 

 

 

FÍSICA

 

 

 

 

 

 

Maturín, 21 / 01 / 03

 

 

 

 

CONCEPTOS BÁSICOS DE FÍSICA

INTRODUCCIÓN: La física, al igual que todas las ciencias y todas las disciplinas tiene un lenguaje propio y unos conceptos básicos que son las herramientas indispensables para un adecuado manejo de la misma. Por tal motivo; haremos un breve repaso de tales conceptos y elementos básicos.

NOTACIÓN CIENTÍFICA: En materia de cantidades o magnitudes, algunas veces el científico se encuentra que debe trabajar con algunas que son muy pequeñas (como es el radio del átomo) o muy grandes (como la distancia tierra – sol)  en tales casos; debe simplificar las operaciones utilizando un potencia de base 10  multiplicada por un número comprendido entre 1 y 10 (1£ a < 10).

Se dice que una cantidad se escribe en Notación Científica, cuando se expresa como el producto de una potencia de base 10 y un número a, de tal forma que se cumple que: 1£ a < 10

Es decir; a x 10ⁿ . El exponente n es un número entero que depende del número de lugares que se “corra” una coma (real o imaginaria) hacia el lado derecho de la hoja o hacia el lado izquierdo de la misma. Se “corre” la coma hacia la derecha, el exponente lleva signo positivo. De lo contrario, lleva signo menos.

Ejemplo:

a)     0,000000073m = 7,3 x 10^-8m

b)     150000000 km = 1,5 x 10⁸ km

 

ORDEN DE MAGNITUD: Cuando se manejan estas cantidades, no es significativa una diferencia entre 7,8 x 10¹⁵ km y 5,2 x 10¹⁵ km. Se utiliza en estos casos el orden de magnitud

Se define como: la potencia de base 10 más cercana a una cantidad.

Si la cantidad está expresada en Notación Científica, entonces, si el mismo número que acompaña a la potencia es mayor o igual que cinco (5) se aproxima a la potencia inmediata superior. Si es menor que cinco (5) el orden de magnitud es la misma potencia.

Ejemplo:                                            Orden de magnitud

 

 

 

 

 

 

 

MAGNITUDES FUNDAMENTALES: Se denomina así las cantidades a partir de las cuales se obtiene la mayoría de las otras magnitudes que se utilizan en la física.

Estas son, a saber: longitud, masa y tiempo.

Son magnitudes a la física, lo que las axiomas a la matemática: no tienen definición. Se aceptan como tales y nada más.

 

 

 

 

SISTEMAS DE UNIDADES: Debido a la diversidad de criterios, las magnitudes fundamentales se pueden expresar en diferentes unidades.

Se conforma así, los sistemas de unidades

 

SISTEMA M.K.S. Su denominación obedece a las magnitudes expresadas: metro, kilogramo y segundo.

 

LONGITUD	MASA	TIEMPO
Metros	Kilómetros	Segundos

 

SISTEMA C.G.S

LONGITUD	MASA	TIEMPO
Centímetros	Gramos	Segundos

 

SISTEMA INGLES

LONGITUD	MASA	TIEMPO
Pie	Libras	Segundos

 

Equivalencia entre ellos

1 m = 100 cm = 3,28 pie

1 kg = 1000 gr = 2,54 libras

 

 

SISTEMA MÉTRICO DECIMAL

 

LONGITUD	MASA	TIEMPO
	Kg
KM	Hgr	HORA
HM	Dgr	MIN
DM	gr	SEG
km	dg
cm	Cg
mm	my

 

Las unidades de longitud y masa aumentan y disminuyen de 10 en 10, de allí en nombre de decimal. Excepción de las unidades de tiempo, que van de 60 en 60.

 

TRANSFORMACIONES: Consiste en pasar una unidad de un sistema a otro; o de una unidad a otra.

Ejemplo:

a)     25 lbs a gr

b)     0,35 kg a mg

c)      52 seg a min

d)     43 pié a cm

e)     432 cm a pié

 

Respuesta

a)       25 lbs a gr

         Procedimientos:

         Se transforma de lbs a kg y luego a gr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

x = 9840 gr

 

Otro camino:

        

 

 

 

 

 

 

Resuelva los ejercicios restantes

 

MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES

 

Se denominan escalares aquellas cantidades que se definen perfectamente con un número y una unidad. Ejemplo: temperatura, masa, volumen, carga, rapidez, etc.

Son magnitudes vectoriales, las que necesitan modulo, reacción y sentido para poder estar perfectamente definidas. Ejemplo: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza, campo eléctrico, etc.

Las magnitudes vectoriales se representan mediante un vector. Un vector es un segmento de recta con una orientación.

 

 

 

 

 

 

ELEMENTOS DE UN VECTOR

MODULO: Es la longitud del segmento.

DIRECCIÓN: Es el ángulo que forman la recta que contiene al vector, con la horizontal (sentido positivo)

SENTIDO: Horizontal, vertical, norte – sur, este – oeste, etc.

ORIGEN: Donde comienza el vector (0)

EXTREMO: Donde termina el vector (E)

 

SUMA DE VECTORES

A) De igual dirección e igual sentido:

         Se suman los módulos de los vectores componentes y luego se coloca al resultante la misma dirección y sentido de los componentes.

Ejemplo:

 

 

 

 

 

 

                  

 

A + B = 9u, horizontal hacia la izquierda

 

 

B) De igual dirección y sentido opuesto:

Se restan los modelos de los componentes y se coloca al resultante e sentido del vector de mayor módulo. Se tienen igual modelo, el resultante es nulo.

 

Ejemplo:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  

A + B = (5-3)u, horizontal hacia la izquierda

                                      = 2u horizontal hacia la izquierda

 

 

C) De distintas direcciones:

         Se aplican la regla del paralelogramo, la cual consiste en trazar paralelas a cada vector por el extremo del otro componente. Donde se cruzan estas líneas estará el extremo del vector resultante y el origen en el origen de los vectores componentes.

Ejemplo:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MOVIMIENTO UNIDIMENSIONAL. CONCEPTOS:

El movimiento o desplazamiento se define como el cambio de posición de una partícula, con respecto a un punto de referencia elegido previamente.

Supongamos que un instante To, una partícula se encuentra en un punto Xo y luego en un instante posterior T1 se halla en la posición  X1 (X1 ¹ Xo) su desplazamiento será: X1 – Xo = D. Si luego, un instante T2, la posición ex X2, el desplazamiento es X2 – X1.

Si las tres posiciones que ocupa la partícula pertenecen a una misma recta, diremos que es un movimiento unidimensional o rectilíneo.

¿Qué pasa si la partícula pasa de X1 a X2 y luego de X2 a X1? En este caso tendremos dos desplazamientos, a saber X2 - X1 =  DX , y X1 - X2 = D X2

Entonces; ¿Cuál es el desplazamiento total?

Respuesta  DX_t = DX₁ + DX₂ = (x₂ – x₁) + (X₁ – X₂)       

                      = [ X₂ + (– X₂)] + [ (-X₁)+  X₁] = 0 + 0 = 0

El desplazamiento es el vector nulo (Volvió a la posición inicial)

¿Cuál es la distancia total recorrida?

Respuesta

Si en el primer desplazamiento recorrió una distancia d y luego recorre la misma d, la distancia total será: dt= d +d = 2d

(El doble del módulo del primer desplazamiento)

¿Cómo explica usted que esto sea posible?

 

EL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME:

Si la partícula realiza desplazamientos iguales en intervalos iguales de tiempo y en línea recta, tenemos un movimiento rectilíneo uniforme.

 

DX₁= DX₂ =  DX₃ =  ... = DX_n                        (D = Incremento, aumento o disminución)

Dt₁     Dt₂       Dt₃             Dt_n

 

 

Ese cociente DX=    V_F - V₀ =  V

Dt        t_F - t₀           

Se denominan velocidad, y es un vector

 

En el movimiento rectilíneo uniforme

 

 

Nota: Las barras verticales indican el módulo o magnitud del valor.

V = DX  =>           DX = V . Dt

       Dt      

 

        

 

 

Tomemos el módulo de los vectores:

	V = Rapidez (Módulo de la velocidad) Dx = módulo del desplazamiento

 

V = DX   

       Dt      

 

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME VARIADO

Si la velocidad varia de manera uniforme en cada lapso de tiempo en un movimiento rectilíneo, tenemos un movimiento rectilíneo uniformemente variado.

Veamos:

Si  DV=    V_F - V₀ =  Constante    M.R.U.V.

     Dt        t_F - t₀      

DV = V_F - V₀  > 0 Þ  a > 0 Þ  M.R.U.V.

DV = V_F - V₀  < 0 Þ  a < 0 Þ  M.R.U.V.

DV = V  - V₀  = 0 Þ  a = 0 Þ  M.R.U.

 

ECUACIONES DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME VARIADO

 

a = V_F - V₀  Þ  a = V_F - V₀    si t_o = 0 Þ t_f = t

         Dt                t_f - t₀

a = V_F - V₀                        

          t                          Ecuaciones escalares

 

t . a = V_F - V₀  Þ    t  = V_F - V₀

                                      a

V_F =   a . t + V₀

V₀ =   V_F – at

 

X = X₀ + V₀ t  + at²

                         2

V_f² - V₀² = 2aXmax

Caída Libre

Nota: Las ecuaciones incluyen tanto el lanzamiento hacia arriba como caída libre

Y = V₀ t ± gt² + Y₀

                2

V_f = V₀ ± gt

Ymax= V₀²

          2g

 

tmax= V₀

           g

Tr = 2V₀

         g

Tarea : Resuelva los ejercicios de su libro, correspondiente a los temas tratados en la guía.

 

 

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