Síntesis Examen Final

Transcripción

1 Síntesis Examen Final Presentación El siguiente material permitirá repasar los contenidos que se evaluarán en el Examen Final de la Asignatura que estudiamos durante el primer semestre y/o revisamos en la tutoría realizada en la Corporación en el mes de noviembre. Ten a mano el texto de estudio, tu cuaderno y apuntes. Transformación de unidades Para realizar una medida de cualquier magnitud física se utilizan diferentes sistemas de unidades, el más común y el que se utiliza en casi la totalidad de los países del mundo está el sistema internacional de unidades (SI) el que considera las siguientes siete magnitudes fundamentales: Magnitud Unidad Símbolo Longitud Metro m Tiempo Segundo s Masa Kilogramo kg Intensidad de corriente eléctrica Ampere A Temperatura Kelvin K Cantidad de sustancia Mol mol Intensidad luminosa Candela cd Si bien, los científicos han acordado utilizar el Sistema internacional de unidades, aún se utilizan otros sistemas, así por ejemplo en Inglaterra la masa la expresan el libras en vez de utilizar kilogramos, es por ello que se requiere conocer la forma en que se transforma una medida de un sistema a otro. Recordemos el procedimiento: 1

2 Cuando se requiere expresar una magnitud expresada en una unidad a otra unidad es necesario realizar una transformación de unidades. Casi en la totalidad de las magnitudes, con excepción de la temperatura, la transformación de unidades se realiza mediante una proporción (igualdad de razones), para lo que se requiere conocer necesariamente una equivalencia entre las unidades y así con el dato de la magnitud conocida formar una proporción. Veamos algunos ejemplos: Ejemplo 1: Si se sabe que 1 MPH (millas/hora) es equivalente a 1,6093 km/h determine a cuantas MPH equivalen 50 km/h 2

3 Ejemplo 2: Utilizando la equivalencia entre MPH y km/h determina a cuantos km/h equivalen 80 MPH Para practicar revisa en tu cuaderno los ejercicios que desarrollamos en clases 3

4 Descripción de movimientos Los conceptos fundamentales que se utilizan para describir movimientos son la trayectoria, la distancia recorrida por un objeto, la posición y el desplazamiento, sus definiciones son: Trayectoria: Línea que indica los lugares por donde pasó un objeto, recuerda que la trayectoria de un objeto se puede dibujar o representar mediante un mapa. Distancia recorrida: corresponde a la longitud del camino recorrido por un objeto en movimiento, en el sistema internacional se expresa en metros (m) Posición: Ubicación de un objeto respecto a un sistema de referencia adoptado, es una magnitud vectorial, cuando se da la posición de un objeto debe darse a conocer su magnitud, la dirección y sentido. Desplazamiento: Diferencia entre la posición final de un objeto y su posición inicial, es una magnitud vectorial (requiere dar a conocer su magnitud, dirección y sentido). Recuerda que los movimientos se clasifican en Rectilineos cuando la trayectoria que siguen es una línea recta y en Curvilíneos cuando su trayectoria es una curva. Es importante hacer notar la diferencia entre distancia recorrida y desplazamiento, por ejemplo si te dan la siguiente información una persona camino 5 metros te están dando a conocer la distancia recorrida, ahora si te dicen una persona caminó 5 metros hacia el norte se está haciendo referencia al desplazamiento (magnitud: 5 metros, dirección: Norte, sentido: hacia el norte). Revisa las páginas 57, 58 y 59 del texto. Otra magnitud física que se utiliza en la descripción de movimientos es la rapidez media que se define como la razón (división) entre la distancia que recorre un objeto sobre el tiempo que emplea en ello; es decir: Cuando te dicen que la rapidez media de un automóvil es de 90 km/h te están dando a conocer que el automóvil recorre una distancia de 90 km en una hora. 4

5 Revisa en tu cuaderno los ejercicios que realizamos el primer semestre y la página 61 del texto. Otra magnitud física importante en la descripción de movimientos es la velocidad media que se determina conociendo el desplazamiento y el tiempo utilizado, se calcula como: La velocidad media es una magnitud vectorial, para definirla correctamente debe darse a conocer su magnitud, su dirección y su sentido. Revisa en tu cuaderno los ejercicios que realizamos el primer semestre y la página 62 del texto. Leyes del movimiento de Newton Isaac Newton ( ) describe el movimiento de objetos utilizando el concepto de Fuerza que corresponde a la interacción que hay entre cuerpos (ver página 79 del texto). La fuerza es una magnitud vectorial; para representarla se requiere conocer su módulo (valor), dirección y sentido y en muchas ocasiones para estudiar sus efectos el punto de aplicación, su unidad de medida es el newton (N). El instrumento que se utiliza para medir la magnitud de una fuerza es el Dinamómetro, también conocido como Newtometro. Cuando se aplica más de una fuerza a un cuerpo se puede determinar la fuerza neta que no es otra fuerza sino que es la resultante de las fuerzas aplicadas al cuerpo, te sugiero revisar la página 80 del texto. Las tres leyes de newton o leyes del movimiento son: Primera Ley de Newton o principio de inercia (página 81 del texto). Todos los cuerpos permaneces en su estado de reposo o de movimiento uniforme rectilínea, a menos que actúe sobre ellos una fuerza neta que cambie ese estado 5

6 En otras palabras, si la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es nula (cero) el cuerpo estará en reposo o se estará moviendo con velocidad constante (misma rapidez sin cambiar de dirección ni sentido). Segunda Ley de Newton: principio de masa (página 82 del texto) La aceleración que experimenta un cuerpo es proporcional a la fuerza neta aplicada, e inversamente proporcional a su masa inercial Lo anterior se expresa como: Donde: : Fuerza neta aplicada al cuerpo (N) : masa inercial del cuerpo (kg) : aceleración que experimenta el cuerpo ( ) Cuando se conoce la magnitud de la fuerza neta, la masa y la magnitud de la aceleración la expresión anterior puede reescribirse como: Que puede ser utilizada para conocer una de las magnitudes involucradas conocidas las otras dos (Ver ejemplo resuelto N 5 de la página 84 del texto). Tercera ley de Newton: principio de acción y reacción (página 83 del texto) Siempre que un objeto ejerce una fuerza (acción) sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza (reacción) de igual módulo, en la misma dirección, pero en sentido contrario. Cuando una persona camina avanza ya que con los pies ejerce una fuerza hacia atrás contra el suelo (acción), el suelo empuja hacia adelante (reacción). (Ver ejemplo resuelto N 6 de la página 84 del texto). 6

7 Energía Mecánica El concepto de energía mecánica está relacionado con la capacidad de realizar trabajo mecánico. La energía se expresa en joules (J) que equivale a un newton x metro. (Ver página 124 del texto) La energía mecánica se expresa de varias formas, las principales son la energía cinética y la energía potencial gravitatoria. Energía cinética La energía cinética o energía del movimiento depende de la masa del cuerpo y del cuadrado de su velocidad, estos factores se relacionan de la siguiente forma: Lo anterior expresa que al aumentar la masa o la velocidad de un objeto su energía cinética aumenta. De lo anterior si nos piden calcular la energía cinética de un objeto requerimos conocer su masa (en kg) y su velocidad (en m/s) con lo que obtendremos su energía cinética (en J). Revisa los ejemplos que realizamos en la tutoría Para más información revisa la página 125 del texto. Energía Potencial gravitatoria La energía potencial gravitatoria o energía de posición depende de la masa del cuerpo, del valor de la aceleración de gravedad (g) y de la altura (h) a la que se encuentra respecto a un sistema de referencia arbitrario (generalmente se considera la superficie terrestre), lo que en símbolos se expresa como: Lo que indica que un objeto tendrá energía potencial gravitatoria distinta de cero cuando esté sobre el nivel de referencia adoptado. A mayor altura mayor será la energía potencial gravitatoria, lo mismo con la masa. 7

8 Entonces, para determinar la energía potencial gravitatoria de un objeto se debe conocer su masa y la altura a la que se encuentra, recuerda que consideramos que el valor de la aceleración de gravedad cerca de la superficie terrestre es de Revisa los ejemplos que realizamos en la tutoría Para más información revisa la página 126 del texto. 8