Tema 0 Conocimientos previos al curso de Física

Transcripción

1 Tema 0 Conocimientos pevios al cuso de Física Conocimientos básicos de matemáticas Geometía y tigonometía Álgeba vectoial Conocimientos básicos de física Magnitudes y unidades físicas. Sistema Intenacional Cinemática Dinámica Cuso

2 Geometía: longitudes, áeas y volúmenes b h S b h S π π l V S π π h h h S π π + h V π b h bh S

3 Geometía: ángulos Ángulo plano: inclinación de una línea especto a ota Ángulo sólido: es el fomado po tes o más planos que se cotan en un punto común α l α l S Ω S Unidad SI: adián (ad) Unidad SI: esteeoadián (s)

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5 Tigonometía α c b a Teoema de Pitágoas Seno, coseno y tangente senα a c cosα b c a + b c a tg α b senα cosα Relaciones ente las funciones tigonométicas sen α + cos α 1 sen ( ) α ± β cos α senβ ± sen α cos β cos ( ) α ± β cos α cos β sen α senβ α + β α β cosα + cos β cos cos Paa sabe más, po ejemplo:

6 Vectoes En dos dimensiones y V Componentes V V,V Vcos,Vcos ( x y ) ( α β ) ( Vcos α,vsenα ) V y β α V x x Módulo y oientación V + V x V y V cosα x V cos β V y V En tes dimensiones y V V,V,V Vcos,Vcos,Vcos ( x y z ) ( α β γ ) V y β α V V x x Módulo y oientación V V + V + V x y z z V z γ V cosα x V cos β V y V V cosγ z V

7 Opeaciones con vectoes Suma S ± V ± V ± V 1 3 Vectoes unitaios (módulo unidad) S S x y ± V ± V 1x 1y ± V ± V x y ± V ± V 3x 3y Sz ± V1z ± Vz ± V3z V Vu + V u + Vu x x y y z z Poducto escala (escala) V V V V cosθ 1 1 Poducto vectoial (vecto) Módulo P V 1 V senθ Paa sabe más, po ejemplo: P V V z 1 P y θ V 1 V x Diección y sentido

8 Conocimientos básicos de Física Tema 0 Cuso

9 Magnitudes físicas y unidades

10 Magnitudes físicas Obsevables Ancho de las hojas de un libo Radio de la Tiea Magnitudes físicas: Conjunto de obsevables de las mismas caacteísticas Longitud [L] Contenido de cafeína de una taza de café Cantidad de alcohol en sange pemitida paa conduci Masa [M] El intevalo ente el día y la noche La duación de esta clase Tiempo [T]

11 Física La Física estudia los fenómenos natuales Obsevables Magnitudes Fenómenos natuales Leyes físicas Lenguaje matemático M m Ley de Newton F G u Ley de las lentes f s s

12 Magnitudes físicas Magnitudes fundamentales Longitud (l) [L] Masa (m) [M] Tiempo (t) [T] Magnitudes deivadas Fecuencia (ν) Fueza (F) Pesión (p) Tabajo (enegía) (W) Potencia (P) Caga eléctica (Q) Potencial eléctico (V) Resistencia (R) Capacidad (C) Campo magnético (B) Flujo magnético (Φ B ) Inductancia (L)

13 Dimensiones Paa conoce las dimensiones de una magnitud deivada, empleamos su definición o una ley física en la que apaezca v [ v] s t L T -1 a v t [ a] - L T F ma [ F] - M L T Pincipio de homogeneidad Los dos miembos de una ecuación deben tene las mismas dimensiones 1 1 Ecuación de Benoulli p + ρ v + ρgy1 p + ρ v + ρgy

14 Unidades: Sistema Intenacional Las magnitudes físicas se valoan po compaación con un patón o unidad de medida Sistema Intenacional (SI) de unidades Magnitudes fundamentales Longitud (l): meto (m) Masa (m): kilogamo (kg) Tiempo (t): segundo (s) Magnitudes suplementaias Ángulo plano(α): adián (ad) Ángulo sólido(ω): esteeoadián (s) Magnitudes deivadas Fecuencia (ν): hecio (Hz) Fueza (F): newton (N) Pesión (p): pascal (Pa) Tabajo (enegía) (W): julio (J) Potencia (P): vatio (W) Caga eléctica (Q): culombio (C) Potencial eléctico (V): voltio (V) Resistencia (R): ohmio (Ω) Capacidad (C): faadio (F) Campo magnético (B): tesla (T)

15 Unidades: Pefijos Paa expesa cantidades muy gandes o muy pequeñas compaadas con la unidad coespondiente, se emplean símbolos que se utilizan como pefijos de dicha unidad Múltiplos Facto Nombe tea giga mega kilo Símbolo T G M k Submúltiplos Facto Nombe pico nano mico mili Símbolo p n µ m

16 Cinemática Posición: especto a un oigen de coodenadas, la posición viene dada po un vecto. x,y,z ( ) Desplazamiento: vecto difeencia ente la posición inicial y la final. 1 Velocidad: cociente ente el desplazamiento y el tiempo invetido en ealizalo. d dx dy dz v lim ( v x,v y,v z ),, t 0 t dt dt dt dt Aceleación: cociente ente la vaiación de velocidad y el intevalo de tiempo coespondiente a esa vaiación. dv dv dv a lim a,a,a,, v dv d x y z ( x y z ) t 0 t dt dt dt dt dt Un móvil está aceleado siempe que vaíe su velocidad, en módulo, en diección o en sentido.

17 Dinámica ª ley de Newton: la fueza total que actúa sobe un cuepo es igual al poducto de su masa po su aceleación F m a Tabajo: fueza po desplazamiento. W F F cosα Paa tene en cuenta que la fueza efectiva es sólo la componente en la diección del desplazamiento se multiplica po cos α F α Si el valo o la diección de la fueza vaían duante el desplazamiento, paa calcula el tabajo con pecisión es necesaio dividi el desplazamiento en tozos y suma los tabajos coespondientes. W F d Fcos α d 1 1

18 Enegía: ley de consevación El tabajo total ealizado sobe un móvil siempe puede expesase como difeencia ente los valoes de la enegía cinética en las posiciones final e inicial (Teoema de las fuezas vivas) W E cinética E cinética1 E cinética E cinética 1 m Cuando el tabajo ealizado po una fueza no depende de la tayectoia seguida po el cuepo (fueza consevativa), se puede asocia a esta fueza una función llamada enegía potencial y calcula el tabajo ealizado po ella como difeencia ente los valoes que toma esta función en las posiciones inicial y final: W E E E consevativa potencial1 potencial potencial Ley de consevación de la enegía mecánica: si sobe un cuepo sólo actúan fuezas consevativas, la enegía mecánica del cuepo pemanece constante E + E E + E cinética1 potencial1 de pesión elásticas elécticas cinética Fuezas gavitacionales (peso) potencial mg ps Ks qe v E potencial mg pv (½)Ks qe

19 Movimiento ectilíneo unifome Aplicaciones F 0 v cte v 1 0 Caída libe F m g m gh 1 m v h v v Movimiento cicula unifome Aunque el módulo de la velocidad es constante es necesaia, paa vaia la diección, una fueza diigida hacia el cento de la cicunfeencia F m v R F