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CETIS 167
HERMANOS
FLORES MAGON
GUIA DE FISICA I
CUARTO SEMESTRE
FECHA: JUNIO DEL 2015.
PROF. ING ALEJANDRO GONZÁLEZ MATA
JUSTIFICACION
El presente documento es una síntesis por tema de los contenidos de la asignatura de
Fisica I, con la finalidad de ofrecer a los alumnos una guía de estudios para que ellos
profundicen en cada tema, mediante la investigación y la resolución de problemas en cada
tópico que forman el contenido temático de la asignatura.
TEMARIO.
Clasificación de la Física.
Magnitudes fundamentales.
Mecánica
Cinemática
Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado o Acelerado (MRUV)
Caída libre
Tiro vertical
Tiro parabólico
Movimiento circular uniforme
Fuerza ( Leyes de Newton)
Fuerza gravitacional
Trabajo
Potencia
Energía, Cinética y Potencial.
Física clásica
La física clásica describe a la mayoría de los estudios de la física antes del principio del
siglo XX. La física clásica típicamente involucra conceptos físicos a gran escala, y entre
sus ramas se encuentran la termodinámica, la electricidad y el magnetismo, la mecánica,
luz y óptica, además del sonido. La física moderna está más enfocada al microscópico
mundo de las partículas. Estudiada desde la primera parte del siglo XX hasta la actualidad,
la física moderna incluye la mecánica cuántica, la física molecular, la física nuclear, la
física de las partículas, la física atómica, la relatividad, la física de la materia condensada,
la nanofísica y la cosmología.
Termodinámica
La termodinámica es una rama de la física clásica que se enfoca en el calor y la energía y
la relación entre ambas. La termodinámica está relacionada con las reacciones a gran
escala en vez de las reacciones microscópicas.
Mecánica
La mecánica, una división de la física clásica, explora a los cuerpos en movimiento y las
fuerzas que actúan sobre ellos. Entre las subdivisiones de la mecánica se encuentran el
estudio del movimiento y las fuerzas relacionadas con él, llamado "dinámica", el estudio de
los cuerpos en reposo, llamado "estática" y el estudio de los cuerpos en movimiento sin
considerar las fuerzas que ocasionan el mismo, conocido como "cinemática".
Electricidad y magnetismo
La electricidad y el magnetismo se estudian en la física clásica, tanto en movimiento como
en reposo. Las subdivisiones de esta rama incluyen la magnetostática, que es el estudio
de los polos magnéticos en reposo, la electrostática o el estudio de las cargas eléctricas en
reposo, y la electrodinámica, que es el estudio de las cargas eléctricas en movimiento.
Sonido
La rama de la física clásica del sonido estudio las vibraciones sonoras. El estudio de la
acústica involucra la forma en la que el sonido viaja en ondas y a través de medios
específicos.
Óptica
El estudio de la óptica en la física clásica explora las propiedades de la luz, desde su
espectro visible hasta la radiación ultravioleta e infrarroja.
Mecánica cuántica
La mecánica cuántica, una división de la física moderna, investiga las propiedades de la
materia a nivel microscópico. Esta rama de la física incluye a la física atómica, la física
molecular, la física nuclear, la física de las partículas, la física de la materia condensada y
la nanofísica.
Relatividad
Como parte de la física moderna, la relatividad estudia el movimiento a velocidades
cercanas a la de la luz. La relatividad también abarca la gravedad y su efecto en el
espacio-tiempo. Albert Einstein fue el principal pionero en esta rama de la física con sus
teorías de la relatividad general y especial.
Cosmología
La cosmología, otra rama de la física moderna, investiga acerca de los inicios y la
estructura del universo. Los cosmólogos estudian, entre otras cosas: la teoría del Big
Bang, la energía oscura y la materia oscura.
Sistema Internacional de Unidades (SI).
El sistema Internacional de Unidades. Este sistema se basa en el llamado MKS cuyas,
iníciales corresponden a metro, Kilogramo y segundo. El Sistema internacional tiene como
magnitudes y unidades fundamentales las siguientes: para longitud al metro (m), para
masa al Kilogramo (Kg), para tiempo al segundo (S), para temperatura al kelvin (K), para
intensidad de corriente eléctrica al ampere (A), para intensidad luminosa la candela (cd).
Magnitudes fundamentales y derivadas.
Las magnitudes fundamentales aquellas que no se definen en función de otras magnitudes
físicas y, por tanto, sirven de base para obtener las demás magnitudes utilizadas en la
física. Existen siete magnitudes fundamentales. Longitud, masa, tiempo, temperatura,
intensidad de corriente eléctrica, intensidad luminosa y cantidad de sustancia.
Las magnitudes derivadas resultan de multiplicar o dividir entre sí las magnitudes
fundamentales. Por ejemplo: el área o superficie, volumen, la aceleración, la velocidad,
fuerza, trabajo y energía, presión, potencia, densidad etc.
Magnitud
Longitud
Masa
Tiempo
Área o superficie
volumen
Velocidad
Aceleración
Fuerza
Trabajo y energía
Presión
Potencia
UNIDADES FUNDAMENTALES Y DERIVADAS
SI
CGS
Metro ( m )
Centímetro (cm )
Kilogramo (Kg)
Gramo (g )
Segundo (s)
Segundo ( s )
m2
cm2
3
m
cm3
m/ s
cm / s
m /s2
cm /s2
2
Kg m /s = Newton
g cm /s2 = dina
Nm = joule
N/ m2 = pascal
joules / s = watt
dina cm = ergio
dina / cm2 = baria
ergio / s
Inglés
Pie
Libra 8lb)
Segundo ( s )
pie2
pie3
pie / s
pie / s2
libra pie / s2 =
poundal
poundal pie
poundal / pie2
poundal pie/ s
1 m = 3.28 pies
30.48 cm
1 m = 1.093 yardas
1 pie =
1 pie = 12 pulgadas
1.609 Km
1 pulgada = 2.54 cm
1 milla =
1 libra = 454 g
1 ml
1 Kilogramo 0 2.2 libras
1 cm3 =
1 litro = 1 000 cm3
= 3.785 litros
1 litro = 1 d m3
1 galón
1. CINEMATICA.
Estudia el movimiento de los cuerpos sin ocuparse de las causas que lo producen.
Realice un cuadro sinóptico en relación a la Física, mecánica y cinemática.
2. MOVIMIENTO.
Puede definirse como el cambio de posición o lugar de un cuerpo.
T) Esquematice el movimiento.
3. TRAYECTORIA.
Es la línea que describe un cuerpo en su movimiento.
T) Esquematice una trayectoria.
4. CLASIFICACIÓN DE LOS CUERPOS DE ACUERDO A SU TRAYECTORIA.
A) MOVIMIENTO RECTILÍNEO: si la línea de la trayectoria es recta.
T) Esquematice el movimiento rectilíneo.
B) MOVIMIENTO CIRCULAR: Si la línea de la trayectoria es circular.
T) Esquematice el movimiento circular.
1. RAPIDEZ: Expresa LA distancia recorrida por un cuerpo en un tiempo transcurrido y
es una magnitud escalar.
2. VELOCIDAD. Expresa El desplazamiento de un cuerpo en el tiempo transcurrido y es
una magnitud vectorial.
3. DISTANCIA. Es el espacio recorrido por un cuerpo es una magnitud escalar.
4. DESPLAZAMIENTO. Es el espacio recorrido por un cuerpo en determinada dirección
es una magnitud vectorial.
T) Mencione las magnitudes escalares.
T) Mencione las magnitudes vectoriales.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ( M. R.U )
Cuando un móvil recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales y la trayectoria
es una línea recta.
Ejm:
V= S
T
T) divida la línea en 5 partes iguales.
T) En la parte superior de cada línea en cada espacio coloque 5cm.
T) En la parte inferior de cada línea en cada espacio coloque los seguntos del 1s.
El M.R.U. Este tipo de movimiento es en línea recta Recorre distancias iguales en
tiempos iguales.
La velocidad es cte.
V= d / t , m/seg.
a 5s.
El M.R.U. Es el más simple de todos.
Se presenta cuando la partícula se mueve en línea recta recorre distancias iguales en
tiempos iguales esto ocasiona que su rapidez sea cte o uniforme.
La velocidad es una cantidad vectorial y nos indica que tan rápido nos movemos.
EL M.R.U. LO PODEMOS REPRESENTAR GRÁFICAMENTE.
1. GRAFICA DE VELOCIDAD O RAPIDEZ CONTRA TIEMPO.T) Grafique lo que se le
indica.
En las abcisas la velocidad en m/seg
En las ordenadas el tiempo en seg.
2
m/seg.
10 seg
2
m/seg.
20 seg.
2
m/seg.
30 seg.
T) Como observa que es la velocidad.
2. LA SIGUIENTE GRAFICA NOS INDICA COMO VARIA LA DISTANCIA RECORRIDA
POR UNA PARTICULA CONFORME VARIA EL TIEMPO.
T) Grafique Lo que se le indica.
Distancia o desplazamiento (m)
Tiempo en segundos.
20 m
10 s
40 m
20 s
60 m
40 s
Un automóvil debe recorrer una distancia de 80km. a) Cuanto se tardará en cubrir esa
distancia a una velocidad de 40 m/s
b) Cuanto se tardará en cubrir esa distancia a una velocidad de 20 m/s
En un juego de golf una pelota viaja con una rapidez de 16 m/seg. Si la pelota llega al hoyo
después de 12s. de haber sido golpeada. ¿ a que distancia se encuentra el hoyo?
Un camión viaja con una velocidad constante de 70 km/h. Que distancia habrá recorrido a
los 25 minutos.
Una pelota va de un lado a otro de una habitación de 16 m. de largo.¿cuál debe ser su
velocidad para ir y venir en 7 s.
Si la velocidad del sonido en el aire es de 360 m/s en cuanto tiempo se escuchará el
estallido de un cohete situado a 0.011 Km.
Que distancia recorrerá un muchacho en una bicicleta en 15 minutos, si lleva una
velocidad de 12 m/seg?.
En que tiempo un atleta recorre 45 Km, si lleva una velocidad media de 5 m/s.?
Que distancia recorrerá la tierra en 30 minutos si su velocidad media es de 29.8 Km/s.?
En que tiempo llegará la luz del sol a la tierra si recorre una distancia de 1.5 X 1011 m y
sabemos que la velocidad de la luz es de 3 X 10 8 m/s.?
Un motociclista lleva una velocidad inicial de 15 Km/H.. A los 5 segundos alcanza una
velocidad de 18 Km/H. Encontrar, a) su aceleración. B) Su desplazamiento.
a) Datos.
Un muchacho que se encuentra parado sobre el puente de un río a 0.022Km. de altura,
arroja un objeto en línea recta hacia abajo con una velocidad de 10 m/seg. A) calcular
con que velocidad chocará la piedra con el agua? B) ¿Cuánto tiempo tardará la piedra
en caer?
Una partícula se lanza hacia arriba a una velocidad de 60m/seg. Calcular: a) su altura
máxima, b) El tiempo en subir, c) la velocidad al caer, d) el tiempo en caer.
Defina que es trayectoria, Movimiento, Movimiento circular,
Defina un movimiento rectilíneo.
Defina que es rapidez, velocidad.
Defina que es distancia y desplazamiento.
Defina el movimiento rectilíneo uniforme.
Defina que es aceleración.
Defina que es la aceleración media.56. Escriba las ecuaciones o formulas del movimiento
rectilíneo uniforme.
Escribe las ecuaciones o formulas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
M.R.U.
M.R.U.A
Una partícula parte del reposo y en 5 min adquiere una velocidad de 40 m/seg. Calcular.
a) Aceleración.
B) Distancia.
Una partícula parte de reposo y cuando a recorrido 20 Km alcanza una velocidad de 50
m/s. Calcular.
a)
Aceleración
b) Tiempo.
Un auto aumenta su velocidad de 30 m/s a 140 m/s en 10 seg Determine:
a) Aceleración
b) Distancia.
Un ciclista parte del reposo y en un minuto recorre 200 m Calcular.
a) Aceleración.
B) Su velocidad
Una partícula que se mueve a razón de 10 m/s. acelera a 3m/s durante 20s calcular
a) La velocidad que alcanza
b) La distancia recorrida
Una partícula que se mueva a 50m/s se detiene en 10 s calcular.
a) Aceleración
b) La distancia
Una partícula disminuye su velocidad de 400m/s a 200m/s al recorrer 500m determine.
a) Aceleración
b) el tiempo transcurrido