Ejercicios primera condicion de equilibrio

ejercicios primera condicion de equilibrio

En estática es fundamental conocer la primera condicion de equilibrio, por lo que te presentamos ejercicios primera condicion de equilibrio

Ejercicios primera condicion de equilibrio 1.- Dos cables mantienen un semáforo con peso tiene una magnitud de 250 N, formando un ángulo de 150° con entrambas cuerdas, tal como se ejemplar en la figura. Deduzca la magnitud de la fuerza aplicada en cada uno de los cables.

Solución:

Obtenemos el diagrama de cuerpo libre del problema, desenterrando primero las fuerzas que están vivas en dicho cuerpo, sin olvidarnos tomar en cuenta los ángulos.

Como los cables están formando una tensión con los postes que aguantan al semáforo, van en orientación a los postes, no al semáforo. El peso del semáforo hace que la fuerza jale hacía abajo. Una vez apaleando en cuenta dicho punto, es momento de ejecutar un diagrama de cuerpo libre más completo, instalando las fuerzas en el plano cartesiano.

Hemos situado 15° en los ángulos de las tensiones con la horizontal, ya que el ángulo que tenía entre cable y cable eran de 150°. Es natural que los ángulos restantes fueran 30°, ahora vamos a ubicar la sumatoria de fuerzas en el eje “x”

∑Fx=0

Estar a la mira por nuestro plano cartesiano, que simplemente lo que está de lado derecho es positivo, y de lado izquierdo negativo.

Resolviendo para el eje “x”

Como bien estar al corriente, tenemos que descomponer nuestros vectores en su forma rectangular de tal forma que:

Esto nos da concebir, que tanto la tensión 1 como la tensión 2, son iguales. Ahora lo que precisamos saber es cuanto vale la tensión, y ese dato nos lanzará cuando resolvamos para el eje “y”. Resolviendo para el eje “y”  

Esto quiere decir que tanto T1 como T2 son iguales

Esto nos da concebir, que tanto la tensión 1 como la tensión 2, son iguales. Ahora lo que precisamos saber es cuanto vale la tensión, y ese dato nos lanzará cuando resolvamos para el eje “y”.

Resolviendo para el eje “y”

 Esto quiere decir que tanto T1 como T2 son iguales

 

 

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Convertir galones en metros cubicos

convertir galones en metros cubicos

En este quinto ejemplo, vamos a ejecutar una conversión de unidades muy natural y directa, no demanda utilizar muchos factores de conversión lugar que estos datos los poseemos en nuestras tablas expuestas en el tema de “Conversión de Unidades”, por ello marchamos a ver que el nivel de dificultad del inconveniente es muy básico para convertir galones en metros cubicos.

Ejemplo. Convierta 0.94 gal/s a cm³/hr

Solución:

El factor de conversión que poseemos para este caso es:

1 gal = 3.785 litros

1 l = 1000 cm³

1 min = 60 s

Con estos factores ya poseemos todo para poder hacer nuestra relación coherente de cada una de las unidades y lograr eliminar, hasta dar con el resultado.

Entonces creamos las relaciones y ordenamiento de los factores para poder provenir con la conversión.

Para aprobar como hemos eliminado las unidades:

Respuesta:

0.94 gal/s = 12808440 cm³/hr

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Convertir a pulgadas

convertir a pulgadas

En este cuarto ejemplo, marchamos a realizar una conversión de unidades muy natural y directa, no demanda utilizar muchos factores de conversión sitio que estos datos los tenemos en nuestras tablas explicadas en el tema de “Conversión de Unidades”, por ello vamos a ver que el nivel de problema del problema es muy básico y se trata de convertir a pulgadas.

Ejemplo. Convertir a pulgadas 1.2 km

Nota: Las pulgadas muchas veces se abrevia de la forma “plg” o también “pulg” pero la forma correcta es “in”

Solución:

El factor de conversión que poseemos para este caso es:

1 in = 2.54 cm

1 m = 100 cm

1km = 1000 m

Entonces creamos las relaciones y ordenamiento de los factores para lograr proceder con la conversión.

Para aprobar como hemos eliminado las unidades:

Respuesta:

1.2 km = 47244.09 in

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Convertir metro cubico a galones

convertir metro cubico a galones

Para este último ejemplo para ejercer, hemos estimado que hasta punto el alumno domina mucho mejor el tema de Conversión de Unidades en el área de Física de convertir metro cubico a galones, esto es verdaderamente significativo para conocer los tópicos siguientes de Física, conmemore también qué los ejercicios resueltos se colocan paso a paso, para así comprobar su resultado.

Ejemplo. Convierta 96500 cm³/min a gal/s

Solución:

Veamos nuevamente nuestros factores de conversión:

1 litro = 1000 cm³

1 galón = 3.785 l

1 min = 60 s

Entonces, formamos las relaciones y ordenamiento conveniente para que podamos multiplicar, eliminando las unidades que no precisamos y dejando las que apetecemos. Recuerde reiteradamente que el orden del factor no altera el producto.

Para asentir como hemos eliminado las unidades y abandonando las que nos sirven, lo colocamos para convertir metro cubico a galones de forma gráfica.

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Convertir millas por hora a metros por segundo

Convertir millas por hora a metros por segundo

En este problema de ejercicios para practicar, reiteradamente vamos a fortificar los conocimientos logrados en el tema de Convertir millas por hora a metros por segundo para el área de Física, así el alumno podrá aprobar su respuesta y verificar si ha llegado al igual resultado.

Ejemplo. Convierta 5 millas/h a m/s

Solución:

Nuevamente, para lograr llevar a cabo nuestra conversión de unidades, es significativo tomar en cuenta los factores de conversión que utilizaremos.

1 milla = 1.609 km

1 km = 1000 m

1hr = 60 min

1 min = 60 s

Viendo la relación de factores, es muy fácil ponerlos en nuestra operación. (No interesa quien instale primero, recuerde que el orden del factor no altera el producto).

Reiteradamente, por si existen vacilaciones de la conversión, logra ver la siguiente imagen donde se observa visiblemente las unidades canceladas, para dar con la respuesta a En este problema de ejercicios para practicar, reiteradamente vamos a fortificar los conocimientos logrados en el tema de Convertir millas por hora a metros por segundo para el área de Física:

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Convertir km a pies

convertir km a pies

Para este primer ejercicio para ejercer vamos a fortificar los conocimientos adquiridos en el tema de Conversión de Unidades en el área de Física, en este caso convertir km a pies así el alumno logrará corroborar su respuesta y comprobar si ha llegado al mismo consecuencia.

Ejemplo. Convierta 7 km a pies

Solución:

No se tiene que olvidar nuestros factores de conversión, para lograr obtener de forma sencilla los kilómetros a pies.

1km = 1000 m

1m = 3.28 pies (ft)

Con estos dos factores de conversión, logramos encontrar los kilómetros a pie:

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Ejercicios de conversiones de unidades

ejercicios de conversiones de unidades

Hola, hoy conversaremos sobre ejercicios de conversiones de unidades en Física. No se puede ejecutar ejercicios de conversiones de unidades, si no poseemos ni la mínima idea de donde vienen las unidades, cuales son, o inclusive qué tipos de unidades viven, así que primero las iremos exponiendo poco a poco y después intentaremos a realizar varios ejemplos resueltos.

Sistema Métrico Decimal

Este sistema fue creado en una convención mundial de ciencia celebrada en París, Francia; en el siglo XVII para ser puntuales, allá por el año 1795. Este sistema fue muy significativo porque fue el primer patrón que vivió para las unidades de medidas, entre ellas se hallas las unidades como el metro, el kilogramo-peso y el litro. ¿Qué utilizaron para precisar estas unidades?, pues aquí viene lo significativo, para definir dichas unidades, trajeron la dimensión de la tierra y la densidad del agua.

Se dice que para medir las longitudes en ese tiempo, se dividió un meridiano de nuestro mundo en 40 millones de partes iguales, y a cada una de estas partes de longitud se le llamó metro.

Después de ejecutar dicho acuerdo con la longitud, ésta igual sirvió de ejemplo para lograr las demás unidades. Es por eso que la mensaje metro significa “medida”.

Una peculiaridad significativa de éste sistema, fue sin duda la división decimal que tenía; por ejemplo el uso de los prefijos como: deci, centi o mili.

  • Decímetro = décima de metro
  • Centímetro = centésima de metro
  • Milímetro = la milésima de metro

Por otra parte poseemos asimismo a los prefijos como: deca, hecto, kilo.

  • Decámetro = diez veces el valor del metro
  • Hectómetro = cien veces el valor del metro
  • Kilómetro = mil veces el valor del metro

Sistema Cegesimal o CGS

Después del sistema métrico decimal, y con el avance de la Física en el siglo XVIII, se realizó el Congreso Internacional de los Electricistas, donde reiteradamente se llevó a cabo en París, Francia. Después de grandes pactos en el congreso internacional y liderado por el físico alemán Karl Gauss, se planteó el Sistema Cegesimal o asimismo acreditado por sus siglas CGS , en dicho sistema se instituye la longitud para el centímetro, la masa para el gramo y el segundo para el tiempo.

Cabe indicar que en ese tiempo donde la física principiaba a tener grandes avances históricos, ya se poseía claro que el peso y la masa eran dos magnitudes muy desiguales, pues ya había estudio sobre las leyes de Newton y sobre la gravitación universal 

Sistema MKS

Saltaron cerca de 50 años, para que el Congreso Internacional de los Electricistas se trasladara a cabo en Bruselas, Bélgica, en donde un ingeniero Italiano de nombre Giovanni Giorgi plantea su sistema MKS cuyas iniciales son (Metro – Kilogramo – Segundo).

Sistema Internacional de Unidades (SI)

El avance de la ciencia era cierto para el siglo XIX, y no hace muchos años en la ciudad de Ginebra, Suiza. Pero era forzoso actualizar las unidades de medida, es por ello que surge el Sistema Internacional de Unidades (SI), este sistema posee su propio y base en el sistema MKS, solo que a anomalía del MKS este sistema instituye siete magnitudes primordiales.

  • Longitud el Metro
  • Masa el Kilogramo
  • Tiempo el Segundo
  • Temperatura el Kelvin
  • Intensidad de Corriente Eléctrica el Ampere
  • Intensidad Luminosa → Candela
  • Cantidad de Sustancia el Mol

Prefijos Manejados para el Sistema Internacional

Magnitudes Derivadas

Las magnitudes derivadas son las magnitudes que se pueden lograr a partir de otras magnitudes físicas, es muy común lograr magnitudes derivadas al multiplicar o dividir las magnitudes fundamentales. Veamos:

Longitud/Tiempo = m/s → (metro / segundo)

Logramos la velocidad a través la longitud y el tiempo, es decir a dividir de las magnitudes fundamentales.

Y así logramos hallar con varias magnitudes derivadas, tales como la aceleración, fuerza, trabajo, energía, presión, potencia, densidad, etc. En la sucesiva imagen, se puede estar a la mira mucho mejor.

Ejercicios de conversiones de unidades resueltos

Es significativa en Física aprender a convertir las unidades, el poder transformar unidades de un sistema a otro. Así que antes de emprender a resolver ejercicios, advirtamos una tabla comparativa de equivalencias:

Ejemplos de ejercicios de conversiones de unidades

Ejemplo 1. Convierta 3 km a metros

Solución: Lo inicial que crearemos será examinar cuántos metros caben en 1 kilómetro, y si observamos la tabla, vemos que cabe puntualmente 1000 metros, entonces aplicamos nuestro factor de conversión de tal modo que quede expresado de la consiguiente manera:

Observe algo significativo, siempre que se usa un factor de conversión, se intenta qué las unidades permanezcan arriba o abajo, de tal modo que se pueda eliminar.

Ejemplo 2. Convierta 14 pies a metros

Solución: Para convertir 14 pies a metros, requerimos verificar nuestra tabla, y observar el factor de conversión que manejaremos. En este caso sería; 1 metro = 3.28 pies (ft)

Ejemplo 3. Convierta 26 km/h a metros/segundo

Solución: En este caso poseemos velocidad en unidades de longitud y tiempo, para ello veamos los recursos que poseemos para identificar los factores de conversión posibles.

Sabemos que:

Un km = 1000 m

Una hr = 60 min

Un min = 60 s

Con estos datos logramos obtener la conversión sin dificultades, ejemplo:

Aquí advirtamos la solución más claro, en caso que tengas dudas:

Ejemplo de ejercicios de conversiones de unidades 4. Convierta 14 galones a centímetros3

Solución: En este caso, precisamos observar si hay alguna relación directa con el factor de conversión con galones y centímetros cúbicos, pero vemos qué no existe, entonces asumimos algo que pueda ayudarnos a corresponder dichas medidas, por ejemplo. Sabemos que:

1 Galón = 3.785 litros

1 Litro = 1000 cm³

Con estos datos, logramos obtener la respuesta. Entonces ponemos.

Ejemplo de ejercicios de conversiones de unidades 5. Convierta 16 millas/h a m/s

Al igual que el ejemplo 3, poseemos que corresponder los factores de conversión utilizables para realizar nuestro cálculo de manera correcta, para ello intentamos usar:

Una milla = 1.609 km

Un km = 1000 m

Una hr = 60 min

Un min = 60 s

Ahora si logramos realizar la conversión

 

Ejercicios Resueltos de Unidades de Medidas

Ejemplo 1. Convierta 0.94 gal/s a cm³/hr

Ver solucion

Ejemplo 2. Convertir a pulgadas 1.2 km

Ver solucion

Ejemplo 3. Convierta 96500 cm³/min a gal/s

Ver solucion

Ejemplo 4. Convierta 5 millas/h a m/s

Ver solucion

Ejemplo 5. Convierta 7 km a pies

Ver solucion

 

 

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FUERZA CENTRIFUGA O FUERZA FICTICIA

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Entender qué es la fuerza centrifuga (o fuerza ficticia que es lo mismo), es un poco complicado al principio, y esto se debe a que la definición y hasta el nombre que no es nada común, son un poco extraños ya que no es algo que puedas ver como el fuego (Muchos batallamos hasta para pronunciarla).

Por lo que en este post quiero que entiendas de una vez a través de ejemplos y aplicaciones lo que es la fuerza centrifuga, y por supuesto que también el funcionamiento y la explicación de la formula.

¿QUÉ ES FUERZA CENTRIFUGA? Y SU SIGNIFICADO

Antes de comenzar, y para que te quede claro la importancia de este tipo de fuerza, aquí tienes algunos ejemplos rápidos de las aplicaciones que te van a dar una idea de lo qué es y de su significado:

La razón por la cual no somos atraídos al sol, es porque la fuerza centrifugadora contrarresta la fuerza gravitacional ejercida por el sol.
Cuando conducimos rápido a través de una curva, sentimos a menudo una fuerza tirando de nosotros hacia afuera de la misma.

DEFINICIÓN FUERZA CENTRIFUGA

Para comprender su significado primero vamos a ver qué dice el diccionario. Si buscas en un diccionario te vas a encontrar una definición que la verdad es un poco complicada de entender, y puede que hasta te confundas más, encontraras que la definición de la palabra Centrifuga, es:

“Que se aleja de” o “Que se aleja del centro”, sin embargo para entender su significado y aplicaciones, lo primero que tienes que saber es que es la fuerza que hace que no salgamos volando por el universo, o directamente al sol que sería el fin del ser humano.

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¿Qué expresan el trabajo y energia?

trabajo y energia

El trabajo y energia es un mensaje que suele esgrimir mucho en la vida cotidiana. Aunque a menudo se usa de modo ambigua, tiene un significado físico muy determinado.

La energía es una mesura de la capacidad de algo para causar trabajo. No es una fondo material, y puede almacenarse y calcularse de muchas maneras.

Aunque solemos atender a los individuos hablar del consumo de energía, esta nunca se devasta realmente: tan solo se transfiere de una forma a otra, y realiza un trabajo en el proceso. Algunas maneras de energía son menos ventajosos para nosotros que otras. Es mejor hablar del consumo o la extracción de recursos energéticos que hablar del consumo de sólo energía.

  • Una bala que se desliza a gran velocidad tiene agrupada una cuantía medible de energía, acreditada como energía cinética. La bala adquiere esta energía por el trabajo que formó sobre ella una carga de pólvora que a su vez perdió algún tipo de energía potencial química en la causa.
  • Una taza de café caliente tiene una cuantía medible de energía térmica, que logró por el trabajo que realizó sobre ella un horno de microondas, que a su vez tomó la energía de la red eléctrica.

En la experiencia, eternamente que se realice un trabajo para cambiar energía de una forma a otra, hay alguna pérdida en otras formas de energía, como el calor o el sonido. Por ejemplo, un foco habitual es competente de cambiar energía eléctrica en luz visible con poco porcentaje de eficiencia, mientras que un ser humano necesita un mayor porcentaje de eficiencia para convertir en trabajo la energía química que extirpa de los alimentos que consume.

¿Cómo medimos el trabajo y energia?

En la física, la unidad tipo para medir el trabajo y energia ejecutado es el joule, que se denota por el símbolo J. En mecánica, 1 j es la energía que se traslada cuando se aplica una fuerza de 1 newton en un objeto y lo traslada una distancia de 1 metro.

Otra unidad de energía es la kilocaloría. La cantidad de energía que coge un alimento empaquetado generalmente está dada en calorías. Por ejemplo, una barra común de chocolate de 60 gramos tiene alrededor de 280 kilocalorías de energía. Una kilocaloría es la cantidad de energía que se requiere para elevar en 1 grado celsius la temperatura de 1 kg de agua. 

Un chocolate tiene 1.17 millones de joules o 1.17 MJ de energía almacenada.

¿Por cuánto tiempo debo empujar una caja pesada para quemar una barra de chocolate?

Presumamos que nos creemos culpables por comer una barra de chocolate; deseamos averiguar cuánto ejercicio hay que realizar para compensar esas 280 kilocalorías extras. Pensemos una forma de ejercicio simple: empujar una caja pesada en una habitación.

¿Qué sucede cuando se sostiene un peso?

Una confusión habitual que tiene la gente sobre el noción de trabajo surge de pensar en sostener una pesa sobre la cabeza, en contra de la fuerza de gravedad. No quedamos moviendo la pesa ningún trayecto, así que no estamos ejecutando trabajo sobre ella. También se puede lograr al poner la pesa sobre una mesa; es claro que la mesa no ejecuta ningún trabajo para mantener la pesa en su posición. Pero, conocemos que la tarea cansa.

Consecuencia que lo que verdaderamente ocurre es que nuestros cuerpos están creando trabajo sobre nuestros músculos para alcanzar la tensión necesaria para conservar la pesa levantada. El cuerpo hace esto enviando una cascada de impulsos nerviosos a cada músculo. Cada impulso incita que el músculo se contraiga y relaje momentáneamente. Todo esto sucede tan rápido que logra que apenas notemos una pequeña contracción nerviosa al principio; pero, eventualmente agotaremos la energía química que hay en el músculo y no lograremos sostener la posición; en aquel tono iniciaremos a temblar y en algún punto corresponderemos descansar.

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¿Qué es la energia cinetica?

energia cinetica

La energia cinetica es la que conserva un cuerpo gracias a su movimiento. Es determinada en física como el trabajo citado para que un cuerpo acelere y pase de reposo a una velocidad específica. Cuando el cuerpo logra esta energía, se conserva a menos que su velocidad cambie. Para que el cuerpo vuelva al estado de reposo es obligatorio un trabajo negativo con la igual magnitud que la energía cinética para frenarlo.

¿Como funciona la energía cinética?

Cuando un cuerpo se halla en movimiento es porque posee energía cinética. Si este choca con otro objeto puede transferirle dicha energía, por esta conocimiento el segundo objeto también se moverá. Para que un cuerpo adquiera la energía de movimiento o cinética, se debe aplicar un trabajo o fuerza sobre él.

Mientras mayor sea el tiempo en que actúe la fuerza, la velocidad que alcance el objeto en movimiento y su energía cinética será mayor. La masa asimismo tiene relación con la energía de movimiento. Mientras más masa tenga el cuerpo, la energía cinética acrecienta. Se puede convertir en calor simplemente o en otras clases de energía.

Características de la energía cinética

Las características de la energía cinética son:

  • Es una de las expresiones de la energía.
  • Es transferible de un cuerpo a otro.
  • Se puede transformar en otras variedades de energía; por ejemplo, en energía calorífica.
  • Hay que aplicar fuerza para iniciar el movimiento.
  • Pende de la velocidad y la masa del cuerpo.
  • Relación de la energía cinética con la energía potencial

La suma de la energia cinetica con la energía potencial resulta en energía mecánica (energía que depende la posición de los cuerpos con su movimiento). La energia cinetica, como ya se ha citado, se refiere al movimiento; mientras que la potencial se cuenta a la cantidad de energía almacenada adentro del cuerpo en reposo.

De modo que la energía potencial dependerá de la posición que tenga el cosa o el sistema con respecto al campo de fuerzas que está a su entorno. La energía cinética obedece de los movimientos que el objeto emprenda.

Ejemplos de energía cinética

Para entender cómo se genera y opera la energía cinética mencionaremos algunos ejemplos:

Lanzar una pelota al aire: Para arrojar una pelota es obligatorio imprimir fuerza sobre ella. Cuando lo formamos, esta adquiere energía cinética. Para atajar será necesario que otra persona, al atajarla, compense con un adeudo de similar magnitud.

El movimiento de un vagón en una montaña rusa: Este es uno de los ejemplos más antiguos sobre movimiento. El vagón que está en la cima conserva energía potencia (de reserva). A orden que empieza a caer, la masa y la velocidad le preparen energía cinética creciente. La energía acrecentará si el vagón está lleno, ya que la masa será mayor.

Derribar un cuerpo al suelo: Si se corre hacia una cosa chocando con él, la energía de movimiento que se gana al correr vence la inercia del cuerpo y este es derribado. Al caer los dos cuerpos, suman la energía cinética conjunta y será el suelo quien detenga el movimiento últimamente.

Represa de agua: El empiece de la energía hidráulica armoniza energías tanto potencial como cinética; una represa coge grandes volúmenes de agua (energía potencial) hasta el instante en que la liberamos, emprende a correr (energía cinética) y hace girar una turbina hidráulica para que esta nos admita generar electricidad.

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¿Cuales son los niveles de energia?

niveles de energia

.Un sistema o partícula de la mecánica cuántica que está ligado, es decir, confinado espacialmente. Solo puede tomar ciertos valores discretos de energía, citados niveles de energia.

Esto contrasta con las partículas clásicas, que logran tener cualquier cantidad de energía. El vocablo se usa usualmente para los niveles de energía de los electrones en átomos, iones o moléculas, que existen unidos por el campo eléctrico del núcleo. Asimismo pueden referirse a niveles de energia de núcleos o vibraciones o niveles de energía rotacional en moléculas. Se dice que el espectro de energía de un sistema con niveles de energia tan discretos está medido.

En química y física atómica

En química y física atómica, una capa de electrones, o nivel de energía primordial, puede reflexionar como la órbita de uno o más electrones cerca del núcleo de un átomo.

Las capas del nucleo tienen el siguiente nombre:

  • La capa más cercana al núcleo se llama » 1 capa» (también llamada «capa K»)
  • La segunda » 2 capa» (o «capa L»)
  • Despues la » 3 capa» (o «capa M»).

Las capas se pertenecen con los principales números cuánticos (n=1,2,3,4) o están etiquetados alfabéticamente con letras traídas en la notación de rayos X (K, L, M, N…).

Cada capa puede sujetar solo un número fijo de electrones: la primera capa puede sujetar hasta dos electrones, la segunda capa puede sujetar hasta ocho (2+6) electrones, la tercera capa puede contener hasta 18 (2+6+10) etc. La fórmula general es que la capa n-esima puede, en primicia, contener hasta 2 (n 2) electrones.

Dado que los electrones son atraídos eléctricamente al núcleo, los electrones de un átomo generalmente ocuparán las capas externas solo si las capas más internas ya se han llenado por perfecto con otros electrones. Sin embargo, este no es una exigencia estricto: los átomos pueden tener dos o incluso tres capas externas incompletas. Para obtener una ilustración de por qué existen electrones en estas capas, consulte la configuración de electrones.

La energía potencial se instaura en cero a una distancia infinita del núcleo o molécula atómica, la convención habitual. Los estados de electrones atados tienen energía potencial negativa.

Niveles de energia de un átomo, ión o molécula

Un átomo, ión o molécula se halla en el nivel de energía más bajo posible, se dice que él y sus electrones están en el estado esencial. Si se está en un nivel de energía más alto, se dice que ser excitado, o cualquier electrones que poseen mayor energía que el estado esencial son excitados.

Si más de un estado de la mecánica cuántica tiene la misma energía, los niveles de energía están «degenerados». Luego se designan niveles de energía degenerados.

Los niveles de energia medidos resultan de la conducta ondulatorio de las partículas, lo que da una relación entre la energía de una partícula y su longitud de onda.

Para una partícula confinada, como un electrón en un átomo, los puestos de onda que tienen energías bien determinadas tienen la forma de una onda estacionaria. Los estados que tienen energías bien definidas se nombran estados estacionarios porque son los estados que no cambian en el tiempo.

De modo informal, estos estados incumben a un número entero de longitudes de onda de la función de onda lo largo de una ruta cerrada (una ruta que termina donde comenzó). Es igual que una órbita circular cerca de un átomo, donde el número de longitudes de onda da el tipo de orbital atómico (0 para orbitales s, 1 para orbitales p, etc.).

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¿Que es campo magnetico?

que es campo magnetico

¿Que es campo magnetico? Un campo magnético es una pensamiento que aplicamos como herramienta para describir cómo se comercializa una fuerza magnética en el espacio alrededor y dentro de algo magnético. 

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con cosas magnéticos cotidianos y examinamos que pueden existir fuerzas entre ellos. Alcanzamos que los imanes tienen dos polos y que pendiendo de su orientación se atraen (polos opuestos) o se repelen (polos iguales), y estar al corriente que existe una región alrededor de ellos donde esto sucede. El campo magnético describe esta región.

Típicamente figuramos el campo magnético de dos maneras diferentes 

  1. Describimos matemáticamente el campo magnético como un campo vectorial. Podemos representar claramente este campo como un acumulado de vectores dibujados en una cuadrícula. Cada vector apunta en la dirección en la que lo haría una brújula y su magnitud depende de la fuerza magnética. 

Arreglar muchas brújulas en un patrón de cuadrícula y poner este patrón en un campo magnético ilustra esta técnica. La excelente diferencia en este caso es que una brújula no muestra la intensidad del campo.

  1. Una forma disyuntiva para figurar la información contenida en un campo vectorial es por medio de las lineas de campo. En esta figura, prescindimos la cuadrícula y conectamos los vectores con líneas suaves. Podemos dibujar tantas líneas como queramos.

¿Que es campo magnetico? Propiedades útiles

  • Las líneas de campo magnético nunca se cruzan.

 

  • Las líneas de campo magnético (que es campo magnetico) se acumulan de forma natural en las regiones donde el campo es más intenso. Esto figura que la densidad de líneas de campo indica la intensidad del mismo.

 

  • Las líneas de campo magnético no inician ni terminan en algún lugar, siempre forman curvas cerradas y prolongan dentro de un material magnético.

 

  • Necesitamos una forma de indicar la dirección del campo. Para esto, a menudo trazamos flechas sobre las líneas, aunque a veces no lo hacemos. En estos casos, correspondemos indicar la dirección de alguna otra forma. Por conocimientos reales, la convención es etiquetar una región como «norte» y otra como «sur» y trazar solo las líneas que van de uno a otro «polo», así como suponer que las líneas van de norte a sur. Prácticamente colocamos las etiquetas «N» y «S» en los extremos de una fuente de campo magnético, aunque, ajustadamente hablando, esto es arbitrario y no hay nada especial sobre estas regiones. 

 

  • En el mundo real, logramos visualizar las líneas de campo de forma natural. Comúnmente lo hacemos con limadura de hierroesparcida junto de una superficie cercana a algo magnético. Cada partícula de la limadura se tolera como un pequeño imán con un polo norte y un polo sur. Las partículas de limadura naturalmente se apartan unas de otras porque los polos similares se repelen. El efecto es un patrón parecido a las líneas de campo. Mientras que el patrón corriente siempre será el mismo, la posición exacta y la densidad de las líneas de limadura penden de cómo caigan sus partículas, su dimensión y sus propiedades magnéticas.
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¿Que es la energia interna?

energia interna

En el campo de la termodinámica se piensan una cuantía de aspectos que permiten entender el estado de los sistemas y las transformaciones que en ellos suceden, uno de esos aspectos es la energia interna.

Este tipo de energia está afín con el movimiento aleatorio y desordenado de las partículas y tiene grande que ver con la energia cinetica y potencial de un cuerpo.

Para ayudarte a entender mejor hemos dispuesto este artículo en este tipo de energía, qué es, cómo se representa, cuáles son sus tipos, cómo se estudia desde la termodinámica y cómo puede deducir la variación total de la energia de un sistema.

Qué es la energia interna

La energía interna de un sistema se iguala como la energía relativa al movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas.

Esta energía en un sistema incluye energía potencial y cinética. Esto diferencia con la energía externa, que es una función de la muestra con respecto al entorno exterior.

Este tipo de energía incluye energía a escala microscópica. Es la suma de todas las energías microscópicas tales como: energía cinética de traslación, energía cinética vibracional y rotacional, energía potencial de fuerzas intermoleculares.

El símbolo de la energía interna es U.

Las revelaciones sobre esta energía se atribuyen a James Joule quien aprendió la relación entre calor, trabajo y temperatura. Observó que si hacía trabajo mecánico con un fluido, como el agua, agitando el fluido, su temperatura agrandaba. Propuso que el trabajo mecánico que estaba formando en el sistema se convirtiera en energía térmica.

Concretamente, descubrió que se necesitaban 4185.5 julios de energía para realzar la temperatura de un kilogramo de agua en un grado centígrado.

Características de la energía interna

Las primordiales características que permiten alcanzar el estudio de esta energía son las que a continuidad describimos.

En principio, es una propiedad extensiva, esto quiere decir que obedece del tamaño del sistema o de la cantidad de sustancia.

Además, es propiedad del estado y su cambio no acata del camino por el cual se alcanza el estado final.

De la misma forma, poseemos que no habrá ningún cambio en la energía interna en el proceso cíclico, la energía interna del gas ideal es una función de la temperatura únicamente.

Asimismo, esta obedece de la cantidad de la sustancia, su temperatura, naturaleza química, presión y volumen.

Así, esta energía no contiene la energía debida al movimiento o la ubicación de un sistema en su conjunto. Es decir, excluye cualquier energía cinética o potencial que el cuerpo pueda tener formal a su movimiento o ubicación en campos externos gravitacionales, electrostáticos o electromagnéticos.

Sin embargo, contiene la contribución de campo a la energía íntegro al acoplamiento de los grados internos de libertad del objeto con el campo. En tal caso, el campo se incluye en el cuadro termodinámica del objeto en forma de un parámetro externo adicional.

Energía interna y trabaj0

  • La energía que ingresa al sistema es +, lo que figura que el calor se absorbe, Q> 0. El trabajo se realiza así en el sistema, W > 0.
  • La energía que sale del sistema es -, lo que figura que el sistema emite calor, Q<0 y el sistema realiza el trabajo, W < 0.
  • Dado que Sistema aislado = 0, ΔUsistema = -Usistemas y la energía se conserva.

Energía interna y termodinámica

En termodinámica pocas veces es necesario o posible, reflexionar todas las energías que pertenecen a la energía intrínseca total de un sistema de muestra, como la energía dada por la paridad de masa.

Normalmente, las representaciones solo incluyen unidades relevantes para el sistema en estudio. De hecho, en la mayoría de los sistemas bajo consideración, fundamentalmente a través de la termodinámica, es inadmisible calcular la energía interna total. Por lo tanto, se puede elegir un punto de referencia nulo conveniente para la energía interna.

A cualquier temperatura + que cero absoluto, la energía potencial microscópica y la energía cinética se mudan firmemente entre sí, pero la suma persiste constante en un sistema aislado. En la imagen clásica de la termodinámica, la energía cinética se desvanece a temperatura cero y la energía interna es puramente energía potencial.

Sin embargo, la mecánica cuántica ha señalado que incluso a temperatura cero, las partículas conservan una energía residual de movimiento, la energía del punto cero.

Un sistema en cero absoluto está puramente en su estado fundamental cuántico-mecánico, el estado de energía más bajo utilizable. En el cero absoluto, un sistema de composición dada ha tocado su entropía mínima alcanzable.

Fórmula de energia interna

La fórmula para computar la variación total de energía interna es:

ΔU = Q + W

Las variables representan:

Q:Calor

W:Trabajo

Es decir, que es igual a la suma de las cuantías de energía notificadas al sistema en forma de calor (Q) y de trabajo (W).

Aunque el calor transmitido pende del proceso, la variación de energía interna no depende de ello, sino solamente del estado inicial y final, por lo tanto se expone como una función de estado.

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¿Qué es la energia termica?

energia termica

La energia termica es la energía incluida dentro de un sistema y que es garante de su temperatura. La energía térmica siempre se ha relacionado con el calor y, de hecho, el calor es el flujo de esa energía térmica.

Este tipo de energía es la más vieja que utilizamos y una de las más significativos, no solo para la producción de electricidad, sino en general. De hecho, hay una rama de la física, la termodinámica, que aprende cómo se transfiere el calor entre sistemas y el trabajo que se ejecuta en el proceso.

Se trata de una energía fascinante y esencial, que te exponemos con detalle.

La energía térmica y la generación de electricidad

Una de las primordiales aplicaciones de la energía térmica en el día a día es la generación de electricidad a partir del calor. De hecho, ha sido y es una de las primordiales maneras de hacerlo.

El calor es una manera de energía que puede ser transformada en electricidad de múltiples formas. Las principales son:

  • Quemando combustibles fósiles, como carbón o petróleo. Esta ha sido nuestra forma usual de uso, pero todos sabemos los grandes inconvenientes que posee este medio. No solo podemos quemar combustibles fósiles, también restos orgánicos, como biomasa.
  • A partir del calor de la tierra, como en el caso de la energía geotérmica.
  • A partir del calor del sol, que se reúne en colectores, como en el caso de la energía termosolar.
  • Con reacciones nucleares. Ajustadamente conversando, la energía nuclear es también energía termal a partir de un combustible. En este caso, el uranio, que al romper sus átomos (fisión) desglosa una enorme cantidad de energía.

 Cómo se crea electricidad de la energia termica

La forma primordial es mediante un elemento de turbina y generador.

Hay varios tipos de turbina, como la de vapor convencional. En este caso, se quema el combustible y la energía térmica se utiliza para generar vapor a alta presión. Cuando ese vapor se propaga, hace girar a una turbina conectada a un generador. En este sistema, la energía térmica se cambia en cinética, es decir, la energía del movimiento. Ese movimiento, a través de la turbina que induce y que se conecta al generador, se convierte en electricidad.

En otros casos, se usan turbinas de gas, como por ejemplo las de ciclo abierto. Con este sistema, pasamos aire a través de un compresor, que se combina con gas en una cámara de combustión. Esa ignición hace que los gases se expandan y muevan la turbina conectada al generador.

También están las turbinas de ciclo combinado. En ellas se usan los dos procedimientos primeros. Se logra mover la turbina claramente con la combustión y el calor sobrante se reconduce para calentar agua, generar vapor y valer también como en el primer tipo de turbina.

Como puedes ver, hemos sacado un formidable rendimiento a la energía térmica para producir electricidad, pero no solo para eso.

La energia termica y el planeta

De hecho, es lo que lo ha movido textualmente desde que concebimos los motores de combustión. Y es que la energía térmica es tan significativa que podemos decir que es lo que ha permitido que adelantemos hasta donde estamos.

Desde las antiguas locomotoras de vapor, alimentadas manualmente con paletadas de carbón, hasta los aviones más actuales que nos llevan al otro lado del mundo en unas horas, la energía térmica ha estado en todos los avances.

De hecho, cada vez que te has ajustado en uno de esos aviones, se ha usado un aparato de propulsión que marcha de manera casi idéntica a esas turbinas de ciclo abierto que te hemos explicado antes.

El futuro de la energía térmica

La energía térmica es tan meritoria que no nos va a dejar, pero es importante que cambiemos el modelo de uso. No podemos seguir creándola a costa de crear un efecto invernadero con los motores de nuestros coches o las emisiones de las plantas de combustible fósil.

El futuro de la térmica es renovable. De hecho, algunas decisiones están usando más ampliamente la energía térmica renovable para la calefacción de hogares.

En Estados Unidos, la están utilizando mediante instalaciones GHP. El sistema básico es sencillo, agua acumulada en tuberías subterráneas que suministran de calor a los edificios en invierno, así como de refrigeración en verano.

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¿Que es la energia potencial?

energia potencial

A contraste de la energía cinética, donde se examina el movimiento de un cuerpo con una velocidad específica, ahora aprenderemos el cambio de posición que logra sufrir el cuerpo por la acción de una fuerza, dando origen a la energia potencial, la cual se imagina como gravitacional o elástica en la mecánica clásica.

La fórmula que traeremos, será la siguiente:

Ep=m*g*h

Dónde:

M (kg) = masa

g (9.8 m/s²)= valor de la gravedad

h (m)= altura

Ep (Joules)= Energía Potencial Gravitacional

Ejercicios Resueltos

Ejercicio 1

Calcular la energía potencial comprendida en una cascada de agua de 40 m de altura pensando que la cantidad de masa en movimiento es de 80 000 kg.

Solución:

Contamos con los dos datos más significativos, la altura y la masa. Entonces:

h = 40 m

m = 80 000 kg

Hoy vamos a computar la energía potencial que está comprendida en la cascada. Para ello vamos a suplantar los datos claramente en la ecuación de la energía potencial gravitacional ya que no se hace referencia en lo manifestado a componente elástico alguno.

Ep=m*g*h=(80.000kg)(9,8m/s^2)(40m)=31,36*10¨6 J

Respuesta:

Por lo que la energía potencial gravitacional acumulada en la cascada es de 31,360,000 J, que lo logramos escribir igualmente como:

Ep=31,360,000 J=31,36*10¨6 J

Ejercicio 2 energía potencial

Calcular la energía potencial comprendida en una cascada de agua de 50 m de altura pensando que la cantidad de masa en movimiento es de 100.000 kg.

Solución:

Contamos con los dos datos más significativos, la altura y la masa. Entonces:

h = 50 m

m = 100.000 kg

Hoy vamos a computar la energía potencial que está comprendida en la cascada. Para ello vamos a suplantar los datos claramente en la ecuación de la energía potencial gravitacional ya que no se hace referencia en lo manifestado a componente elástico alguno.

Ep=m*g*h=(100.000kg)(9,8m/s^2)(50m)=49,00*10¨6 J

Respuesta:

Por lo que la energía potencial gravitacional acumulada en la cascada es de 49,000,000 J, que lo logramos escribir igualmente como:

Ep=49,000,000 J=49,00*10¨6 J

Ejercicio 3 energia potencial

Calcular la energía potencial comprendida en una cascada de agua de 60 m de altura pensando que la cantidad de masa en movimiento es de 110.000 kg.

Solución:

Contamos con los dos datos más significativos, la altura y la masa. Entonces:

h = 60 m

m = 110.000 kg

Hoy vamos a computar la energia potencial que está comprendida en la cascada. Para ello vamos a suplantar los datos claramente en la ecuación de la energía potencial gravitacional ya que no se hace referencia en lo manifestado a componente elástico alguno.

Ep=m*g*h=(110.000kg)(9,8m/s^2)(60m)=64,68*10¨6 J

Respuesta:

Por lo que la energía potencial gravitacional acumulada en la cascada es de 64,680,000 J, que lo logramos escribir igualmente como:

Ep=64,680,000 J=64,68*10¨6 J

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¿Que es la energia mecanica?

energia mecanica

La energia mecanica de un cuerpo es la capacidad que posee de ejecutar un trabajo mecánico, es decir, de causar un movimiento. En este apartado marchamos a aprender:

Energia Mecanica

La rama de la física que estudia y examina el movimiento y reposo de los cuerpos, y su maniobra en el tiempo, bajo la acción de fuerzas se designa energia mecanica. En un cuerpo existen primordialmente dos tipos de energía que logran intervenir en su etapa de reposo o movimiento: la energía cinética y la potencial.

Mencionamos energía mecánica de un cuerpo a la suma de la energía cinética Ec más la potencial Ep.

Em=Ec+Ep

Es revelador marcar que la energía potencial, de modo general, cuenta con diferentes contribuciones. En este tema nos concentraremos en la energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica.

Ep=Epg+Epe

Principio de Conservación de la Energía Mecánica

La energía mecánica de un cuerpo se conserva constante cuando todas las fuerzas que proceden sobre él son conservativas.

Es posible que en numerosas momentos hayas escuchado decir que «la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma». En contexto, tal afirmación es uno de los principios más importantes de la Física y se denomina Principio de Conservación de la Energía. Vamos a particularizarlo para el caso de la energía mecánica.

Para juzgar mejor este concepto vamos a instruir con un ejemplo. Supone una pelota colgada del techo que cae. Según el principio de conservación de la energía mecánica, la energía mecánica de la bola es siempre la misma y por tanto durante todo el proceso dicha energía persistirá constante, tan solo cambiarán las aportaciones de los diferentes tipos de energía que conforman la energía mecánica.

Antes de caer, la energía mecánica de la bola está desarrollada exclusivamente por energía potencial gravitatoria. Al caer y lograr una velocidad, la energía potencial gravitatoria se cambia en energía cinética, dejando constante la energía mecánica. Por último, al impactar contra el muelle, lo inicia a comprimir, provocando que la energía mecánica se acomode de energía cinética, energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.

Comprobación del Principio de Conservación de la Energía Mecánica

Para evidenciar el principio de conservación de la energía mecánica inferimos de la siguiente manera:

  • El teorema de la energía cinética instaura que la variación de energía cinética ΔEc entre dos puntos (la cual se convierte en una variación de su velocidad) que sufre un cuerpo es igual al compromiso realizado por la fuerza consecuencia que actúa sobre el cuerpo entre los puntos inicial y final. Esto se efectúa tanto si las fuerzas son conservativas o no.

W= ΔEc

  • Por otro lado, en el caso de fuerzas conservativas, dicha labor coincide con la variación de energía potencial transformada de signo.

W=- ΔEp

  • De lo anterior, y teniendo en cuenta que en ambos casos nos contamos al mismo trabajo, podemos escribir:

ΔEc=-ΔEp+ΔEc+ΔEp=0

ΔEm=0

  • Por tanto la energía mecánica no cambia, persiste constante

 

Principio de Conservación de la Energía con Fuerzas no Conservativas

En el caso general de que en nuestro sistema surjan fuerzas no conservativas, la energía mecánica no se conserva. Existen dos cargas para el trabajo total Wt:

  • Fuerzas conservativas Wc
  • Fuerzas no conservativas Wnc

Por tanto:

Wt=Wc+Wnc

Si sobre un cuerpo actúan fuerzas conservativas y no conservativas, la variación de energía mecánica concuerda con el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas

Wnc=ΔEm

La fuerza de rozamiento es un modelo de fuerza no conservativa. Siente el caso sencillo en que lanzas una canica deslizándose por el suelo a cierta velocidad. Al cabo de un tiempo, esta terminará por pararse. La energía mecánica de la canica está desarrollada únicamente por su energía cinética. Presumiendo la fricción con el aire despreciable, la fuerza de rozamiento, disiparía, va a ser la comprometida de que nuestra canica vaya, poco a poco, perdiendo su energía mecánica.

Ejercicio de energia mecanica

Arrojamos una bola de 2 kg de peso en línea recta a una velocidad de 4 m/s girando por el suelo. Sabiendo que recorre 20 m antes de inmovilizarse y presumiendo que la fricción con el aire es nula, computa el valor de la fuerza de rozamiento con el suelo.

Procedimiento

Datos

Masa del cuerpo (m)=2kg

Velocidad del cuerpo (v)=4m/s

Desplazamiento (r)=20m

Resolución

ΔEm=ΔEc=Ecf-Eci=-1/2*m*vi2=-1/2*2*4^2=-16J

ΔEm=Wnc=Fnc*Δr= Fnc*Δr*cos(π)

Fnc=(-16)/20=0.8 N

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¿Qué dice la ley de pascal?

ley de pascal

La ley de pascal afirma que todo cambio en la presión ejercida en un fluido en reposo y confinado dentro de un recipiente, se trasfiere homogéneamente a cada punto del mismo, siempre y cuando la densidad del fluido este constante.

Supone la base del trabajo de las máquinas hidráulicas, ya que un fluido se puede usar para transmitir el cambio de presión desde un extremo al otro de una tubería y ejecutar un trabajo mecánico aprovechable, como por ejemplo frenar un automóvil o elevar un gran peso empleando una fuerza menor.

El origen de la presión hidrostática

Cuando un fluido llena un depósito, ejerce presión sobre las paredes completo a que sus moléculas están menos ligadas que las de un sólido y animadas de movimiento. De esta forma chocan perennemente contra las paredes contenedoras. Durante estas colisiones, el momentum de las partículas cambia y por tercera ley de Newton, se reparte sobre las paredes.

Como esta fuerza es distribuida y perpendicular a las paredes, ajusta definir una cantidad llamada presión. La presión es un escalar que viene dado por el cociente entre la componente perpendicular de la fuerza y el área de la superficie sobre la que se aplica.

La expresión tiene la ecuación:

Pm=F/A

Pm=presión media

F=magnitud de la fuerza

A=área sobre la que es ejercida

Hidráulica – Ley de Pascal

Los sistemas hidráulicos trasladan potencia enviando un fluido hidráulico, desde un recipiente cerrado, mediante un desplazamiento variable a otro depósito cerrado. Aquí se explica la presión como la base de la potencia hidráulica. Se la expone de acuerdo con el principio de Pascal. También los “caudales” y la “potencia hidráulica” se exponen por el cálculo de “fuerzas” y “velocidades” de un cilindro hidráulico.

Principio de Pascal

De acuerdo con este principio, un fluido estático en un depósito cerrado tiene las siguientes particularidades:

  • Se ejecuta un trabajo en un plano en ángulo recto
  • La presión se trasfiere igual en todas direcciones.
  • La presión afanosa en un punto de un fluido,

Se trasfiere en todo el líquido con el igual valor.

La presión se expresa con la sucesiva fórmula como fuerza por unidad de superficie.

P=F/A

P {Pa (kg/cm¨2)}: Presión

F {N (Kg)}: Fuerza aplicada

A {m2 (cm ²)}: Área de aplicación

El gráfico pauta un multiplicador de fuerza basado en el Principio de Pascal. El multiplicador de fuerza es un depósito cerrado con pistones móviles situados en ambos extremos. La presión es igual en todo el recipiente, entonces se deriva la fórmula P=F1/A1=F2/A2, de lo que da como consecuencia F2=F1xA2/A1.

ley de pascal

La fuerza sobre el área de la sección mayor F2 se multiplica por la relación con el área de la sección menor donde se utiliza la fuerza F1. Los subíndices 1 y 2 dicen  las áreas mayores y menores de los pistones. La distancia recorrida por el pistón es igual a la inversa de la relación de la sección transversal (A1/A2): por lo tanto el pistón con mayor sección transversal recorre una distancia menor. El camino por unidad de tiempo o el producto de la velocidad por el área transversal es el caudal.

Ejemplos Ley de Pascal

Se desea elevar un automóvil de 1500 kg con ascensor hidráulico y la plataforma es de 225 cm2. En este caso se pone una fuerza sobre el émbolo más pequeño de área 12 cm2. ¿Qué magnitud de fuerza se requiere en base  la ley de pascal?

Se aplica la ecuación del elevador hidráulico, y la fuerza que se requiere es F1:

F1/A1=F2/A2

Los valores numéricos son:

A1 = 12 cm2

A2 = 225 cm2

F2 = 1500 kg = 1500 kg−fuerza

Al sustituir se obtiene:

F1/A1=F2/A2 = (12cm*1500kg−fuerza)/225cm2=80kg−fuerza

Se debe hacer cambios en las unidades de área. Una masa de 1500 kg con peso de 1500 kilogramos en fuerza en unidades.

El resultado en newton o equivalencia:

1 kg-fuerza = 9.8 N

Entonces 80 kg-f es 784 N.

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Aprendiendo quicklatex

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[latexpage]
\begin{equation} \label{eq:poly}
P_{N-1}(x)=\sum_{j=0}^{N-1}{a_jx^j}
\end{equation}

\begin{equation} \label{eq:sys}
\left\{P_{N-1}(x_k) = f_k\right\},\quad k=-\frac{N-1}{2},\dots,\frac{N-1}{2}
\end{equation}

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#00ff00″ size=25}
\boxed{f(x)=\int_1^{\infty}\frac{1}{x^2}\,\mathrm{d}x=1}
\end{equation}

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
\boxed{7gal(\frac{3.785l}{1gal})(\frac{1000cm^{3}}{1l})= 26495cm^{3}}
\end{equation}

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7gal\left(\frac{3.785l}{1gal}\right)\left(\frac{1000cm^{3}}{1l}\right)\ =26495cm^{3}\
\end{equation}

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
13\frac{km}{h}\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1h}{60\min } \right)\left( \frac{1\min }{60s} \right)=3.61\frac{m}{s}
\end{equation}

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7pies\left( \frac{1m}{3.28pies} \right)=2.134m
\end{equation}

ASI ES COMO DEBEMOS PROGRAMAR

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7gal\
left(\
frac{3.785l}{1gal}\
right)\
left(\
frac{1000cm^{3}}{1l}\
right)\
7=26495cm^{3}\
\end{equation}

PRIMER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
4Km\left(\frac{1000m}{1Km}\right)\ =4000m\
\end{equation}

SEGUNDO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7pies\left(\frac{1m}{3.28pies}\right)\ =2.134m\
\end{equation}

TERCER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
13\frac{km}{h}\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1h}{60\min } \right)\left( \frac{1\min }{60s} \right)=3.61\frac{m}{s}
\end{equation}

CUARTO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7gal\left(\frac{3.785l}{1gal}\right)\left(\frac{1000cm^{3}}{1l}\right)\ =26495cm^{3}\
\end{equation}

QUINTO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
8\frac{millas}{h}\left( \frac{1.609km}{1milla} \right)\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1hora}{60min} \right)\left( \frac{1min}{60seg} \right)\ =3.57\frac{m}{seg}\
\end{equation}

PARA MI POST CUAL DEBE SER EL QUE DEBERIA IR

PRIMER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
3Km\left(\frac{1000m}{1Km}\right)\ =3000m\
\end{equation}

SEGUNDO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
14pies\left(\frac{1m}{3.28pies}\right)\ =4.268m\
\end{equation}

TERCER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
26\frac{km}{h}\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1h}{60\min } \right)\left( \frac{1\min }{60s} \right)=7.22\frac{m}{s}
\end{equation}

CUARTO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
14gal\left(\frac{3.785l}{1gal}\right)\left(\frac{1000cm^{3}}{1l}\right)\ =52990cm^{3}\
\end{equation}

QUINTO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
16\frac{millas}{h}\left( \frac{1.609km}{1milla} \right)\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1hora}{60min} \right)\left( \frac{1min}{60seg} \right)\ =7.14\frac{m}{seg}\
\end{equation}

 

5 EJERCICIOS DE NUEVO

PRIMER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
7km\left(\frac{1000m}{1km}\right)\left(\frac{3.28pies}{1m}\right)\ =22960pies\
\end{equation}

SEGUNDO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
10\frac{millas}{h}\left( \frac{1.609km}{1milla} \right)\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1hora}{60min} \right)\left( \frac{1min}{60seg} \right)\ =4.46\frac{m}{seg}\
\end{equation}

TERCER EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
193000\frac{cm3}{min}\left( \frac{1l}{1000cm3} \right)\left( \frac{1gal}{3.785l} \right)\left( \frac{1min }{60s} \right)=0.848\frac{gal}{s}
\end{equation}

CUARTO EJEMPLO
\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
1.2km\left( \frac{1000m}{1km} \right)\left( \frac{1000cm}{1m} \right)\left( \frac{1in }{2.54cm} \right)=47244.09in
\end{equation}

QUINTO EJEMPLO

\begin{equation}
\quicklatex{color=»#000000″ size=25}
0.94\frac{gal}{s}\left( \frac{3.785l}{1gal} \right)\left( \frac{1000cm3}{1l} \right)\left( \frac{60seg }{1min} \right)\left( \frac{60min }{1h} \right)=12808440\frac{cm3}{h}
\end{equation}

 

 

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Tecnicas de calorimetria en fisica

calorimetria en fisica

Hay libros dedicados a la calorimetría y sus aplicaciones. Referente a técnicas de calorimetria en fisica se pueden nombrar: de combustión, de alta temperatura, de solución, láser flash, isotérmica, diferencial de barrido, de inmersión, fotoacústica, de flujo, adiabática, isoperbólica, entre otras.

La calorimetria en fisica de flujo radica de un dispositivo para desplazar un gas en un recipiente a una velocidad constante, al aumentar cierta proporción de calor se mide el aumento de temperatura en el fluido.

A medida que la teoría es bastante sencilla, el diseño y creación del calorímetro de flujo de precisión es difícil, y se debería proteger los próximos puntos:

  • Minimizar la fuga de calor gracias a convección, conducción y radiación a un mínimo.
  • Afirmar la medición de un flujo constante.
  • Medición precisa de la temperatura del fluido.

La expansión a extrema presión y temperatura acentúa dichos inconvenientes y incorpora varios más. Se hacen mediciones directas, no es dependiente de ecuaciones de estado ó habilidades transforma en calor, mediante calefactores independientes, uno de ellos tiene la muestra, el otro puede estar vacío o usar un material de alusión.

Una vez que inicia el calentamiento de ambos recipientes, la PC graficará la diferencia en flujo de calor de ambos calefactores, contra la temperatura. Y desde la ecuación caloríficas relativas de otros gases. Las correcciones gracias a las fugas de calor se realizan de forma fácil y son pequeñas. La precisión es alta, y es dependiente principalmente del esfuerzo  puesto en y el diseño y creación del artefacto y el calor tiempo.

Propiedades de dichos calorímetros

  • Medición precisa de la velocidad de flujo constante;
  • Medida precisa de la proporción de calor introducida al fluido con un calefactor;
  • Medición precisa del crecimiento de temperatura en el gas provocado por la ingreso de energía. 
  • Diseño para evadir desmesuradas perdidas de calor del gas fluyendo al medio ambiente

Con en relación a la calorimetría de volumen constante, que es una técnica directa que se utiliza para medir el calor específico de líquidos y firmes, la técnica de flujo constante tiene una virtud sobresaliente.

La capacidad calorífica del calorímetro no participa en los cálculos de capacidad calorífica de la muestra. Esto hace el procedimiento de flujo conveniente para la medición de capacidad calorífica de gases ligeros bajo presión, donde las correcciones para la capacidad calorífica de un artefacto de volumen constante serían mas enormes comparadas a la del gas contenido.

Otros calorímetros en los que el recipiente calorimétrico está rodeado por un escudo a temperatura constante se designan, según el concepto acuñado por Kubaschewski y Hultgren, calorímetros isoperbólicos. Isoperibol es un vocablo griega que significa ‘ ambiente constante ‘ y éste término se utiliza para los calorímetros con temperatura constante del escudo. En un calorímetro isoperbólico la temperatura en el recipiente exterior se conserva constante durante todo el experimento.

Las condiciones de los efectos del calor son casi adiabáticas. Hay varios grupos de esta clase que se aplican para medir el calor de combustión, el calor de solución, etcétera.

Otra técnica de calorimetria en fisica usada es el Differential scanning  calorimetry

Bastante desarrollado y con varias aplicaciones. Esta técnica de calorimetria en fisica se basa en calentar 2 recipientes a una velocidad constante de energía eléctrica que se transforma en calor, mediante calefactores independientes, uno de ellos tiene la muestra, el otro puede estar vacío o usar un material de alusión.

La PC graficará la diferencia en flujo de calor de ambos calefactores, contra la temperatura cuando inicia el calentamiento de ambos recipientes. Y la ecuación:

calor/ tiempo=q/t =flujo de calor

incremento de temperatura/tiempo  ∆T/t= razón de calentamiento

La calorimetría fotoacústica la cual es bastante existente, sin embargo fundamental en la averiguación de rápidas actitudes químicas. Su origen se remonta al primer reporte del impacto fotoacústico en 1880 una vez que Bell escuchó el ruido creado por una muestra que se alumbró con la luz del sol. Entre las herramientas desarrollados se distinguen 4 tipos: el tradicional, el “transient grating method”, el “thermal lens calorimetry” y el “beam deflection”.

Fundamentos de la calorimetria en fisica

La calorimetría tradicional fotoacústica, se fundamenta en la decisión de las propiedades de amplitud y tiempo de una onda acústica iniciada por un pulso láser. La señal fotoacústica se mide en funcionalidad del tiempo de liberación de calor de las actitudes de los reactivos intermediarios foto generadores. En el procedimiento láser flash la difusividad térmica se puede calcular de la siguiente ecuación:

a =0.1388L2/(t1/2)

donde  L  es  el  espesor  de  la  muestra, es la difusividad térmica y t1/2  es la época a medio aumento de temperatura entre la inicial y la máxima alcanzada por la muestra. La capacidad calorífica específica se puede calcular utilizando la medición del aumento de temperatura de la muestra y el calor irradiado, de los datos de calibración hechos con anterioridad.

Otra técnica es la calorimetría adiabática cuyo motivo se apoya en como su nombre lo sugiere, eludir la transferencia de calor a partir del  recipiente donde se incorpora la muestra, a un recipiente exterior que circunda al anterior. 

Las técnicas mencionadas miden la capacidad calorífica que es una propiedad de interés para el Centro Nacional de Metrología. La medición debería desarrollarse con el mayor grado de precisión viable, para la evaluación de diferentes fluidos como refrigerantes, ciertos combustibles, diesel, gas, e inclusive de ciertos alimentos.

Con base a esto último y luego de un estudio entre varias de las técnicas mencionadas se muestra una controversia para elegir la más adecuada.

Un calorímetro que opera bajo la técnica Differential scanning calorimetry, no es un procedimiento primario ya que necesita de un material de alusión.

En el caso de un calorímetro isoperbólico necesita de componentes de corrección, además sus aplicaciones se fundamentan en la medición de efectos exotérmicos.

Un calorímetro de flujo es sofisticado una vez que se labora con gases ya que es preciso de un enorme conjunto de piezas como: vaporizadores, condensadores, válvulas, bomba para el desplazamiento del fluido y recipientes para el termostato.

Otros puntos de trascendencia

Otros puntos de trascendencia son el conservar un flujo constante, el cual complica todavía más la técnica, el intervalo de temperatura y presión está reducido. Además de la misma forma que el calorímetro isoperbólico se necesitan de componentes de corrección.

Dichos son los argumentos por lo cual se escogió un calorímetro que opere bajo los inicios de la calorimetría adiabática para la decisión de capacidad calorífica de fluidos.

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¿Cual es la formula de aceleracion?

formula de aceleracion

La rapidez explica cómo cambia la postura. La aceleración explica cómo cambia la rapidez a traves de su formula de aceleracion

Comparada con el movimiento y la rapidez, la aceleración es como el dragón molesto que escupe fuego de las variables de desplazamiento. La aceleracion podria ser aquel sentimiento una vez que estás sentado en un avión a lo largo del despegue, al frenar súbitamente en un carro o ofrecer una vuelta en un carrito de carreras, son situaciones en las que estás acelerando.

La aceleración es el nombre que le proveemos a cualquier proceso en donde la velocidad cambia. Solo hay 2 modalidades para que aceleres: cambia tu velocidad o cambia tu dirección (o cambia ambas).

Si no estás cambiando tu velocidad y no estás cambiando tu dirección, sencillamente no puedes estar acelerando, no importa qué tan veloz vayas. De esta forma, un avión que se mueve con rapidez constante a 800 millas por hora en una línea recta tiene cero aceleración, aunque el avión se encuentre moviendo veloz, debido a que la velocidad no está cambiando. Una vez que el avión aterriza y se detiene súbitamente, va a tener una aceleración, debido a que está frenando.

En un carro podrías apurar al pisar el acelerador o el freno, lo cual ocasionaría un cambio en la velocidad. Empero además podrías utilizar el volante para girar, lo que transformaría tu dirección de desplazamiento. Cualquier persona de dichos cambios se considerarían una aceleración, debido a que cambian la velocidad.

¿Cuál es la formula de aceleración?

Para ser específicos, la aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad.

a=Δv/Δt=(vf−vi)/Δt

La ecuación anterior plantea que la aceleración es igual a la diferencia en medio de las velocidades final e inicial, vf−vi, dividida entre Δt que es la velocidad modificada de vi a vf.

Observa que las unidades para la aceleración son (m/s)/s, que además tienen la posibilidad de redactar como m/s^2. En otras palabras ya que la aceleración te está mencionando el número de metros por segundo que está cambiando la rapidez, a lo largo de cada segundo. Ten en mente que si resuelves a=(vf−vi)/Δt para vf, obtienes la formula de aceleracion.

vf=vi+aΔt

Esta versión de la fórmula te posibilita descubrir la velocidad final vf, luego  Δt de aceleración constante a.

¿Qué es confuso sobre la aceleración?

Tengo que advertirte que la aceleración es una de las primeras ideas realmente complejas en física. El problema no es que a los individuos les falte intuición sobre la aceleración. Bastantes personas poseen una intuición sobre la aceleración, que numerosas veces resulta ser errónea. Como mencionó Mark Twain: «No es lo cual no sabes lo cual te mete en inconvenientes, es lo cual sabes con certeza que sencillamente no es de esta forma».

La intuición errónea es más o menos de esta forma: «La aceleración y la velocidad son la misma cosa ¿cierto o falso?. Constantemente la población supone de forma errónea que si la velocidad de un objeto es enorme, entonces la aceleración además debería ser enorme. O considera que si la rapidez de un objeto es pequeña, supone que la aceleración debería ser pequeña. Sin embargo «sencillamente no es de esta forma».

El valor de la rapidez en un rato dado no establece la aceleración. En otros términos, yo puedo estar cambiando mi rapidez a una tasa bastante enorme sin que importe si en la actualidad me estoy moviendo lenta o velozmente.

Para contribuir a convencerte de que el tamaño de la velocidad no establece la aceleración.

Me agradaría poder mencionar que solo hay un criterio incorrecto una vez que hablamos de la aceleración, empero hay otro todavía peor: trata sobre si la aceleración es positiva o negativa.

La población cree: «Si la aceleración es negativa, entonces el objeto está reduciendo su velocidad y si la aceleración es positiva el objeto está incrementando su velocidad, ¿cierto o falso?. Un objeto con aceleración negativa podría estar incrementando su velocidad y un objeto con aceleración positiva podría estar reduciendo su velocidad.

¿Cómo podría ser esto?

Estima el hecho de que la aceleración es un vector que señala en la misma dirección que el cambio en la velocidad. Esto quiere decir que la dirección de la aceleración establece si estarás sumando o restando a la velocidad.

Matemáticamente una aceleración negativa supone que le vas a restar del valor de la velocidad. Una aceleración positiva supone que le vas a sumar al valor presente de la velocidad. Restar del valor de la velocidad podría incrementar la velocidad de un objeto si, para comenzar, la velocidad ya fuera negativa, debido a que provocaría que el tamaño incrementara.

Si la aceleración muestra en la misma dirección que la velocidad, el objeto incrementará su velocidad, y si la aceleración señala en la dirección opuesta de la velocidad, el objeto reducirá su velocidad.

Examina las aceleraciones, en donde un coche por accidente se mete al lodo (que lo hace reducir su velocidad) o sigue una dona (que lo hace incrementar su rapidez). Si suponemos que ir hacia la derecha tiene símbolo positivo, la velocidad es positiva constantemente que el coche se mueva hacia la derecha, y la velocidad es negativa continuamente que el carro se mueva hacia la izquierda.

Otra forma de mencionar es decir que si la aceleración tiene el mismo símbolo que la velocidad, el objeto va a estar incrementando su velocidad, y si la aceleración tiene el símbolo contrario que la rapidez, el objeto va a estar reduciendo su velocidad.

¿Cómo se ven ciertos ejemplos resueltos que implican la formula de aceleracion?

Ejemplo 1 formula de aceleracion:

Un tiburón inicia a partir del reposo e incrementa su velocidad de forma uniforme hasta 12 metros por segundo en 3 segundos.

¿Cuál ha sido el tamaño de la aceleración promedio del tiburón tigre?

Comienza con la utiilizacion de la formula de aceleracion.

a=(vf−vi)/Δt

Suple la rapidez final, la rapidez inicial y el intervalo de tiempo.

a=(12m/s−0m/s)/3s

a=4m/s^2

Ejemplo 2 formula de aceleracion:

Un águila calva está volando hacia al izquierda con una velocidad de 34 metros por segundo. Una vez que una ráfaga de viento sopla contra ella, ocasiona que reduzca su velocidad con una aceleración constante cuya intensidad es de 8 metros por segundo cuadrado.

¿Cuál va a ser la velocidad del águila calva luego de que el viento sople a lo largo de 3 segundos?

Comienza con la utiilizacion de la formula de aceleracion.

a=(vf−vi)/Δt

Resuelve simbólicamente para despejar la rapidez final de un lado de la ecuación.

vf=vi+aΔt

Reemplaza la inicial rapidez como negativa debido a que muestra a la izquierda.

vf=−34m/s+aΔt

Suple la aceleración con el símbolo contrario al de la rapidez pues el águila está desacelerando.

vf=−34m/s+8m/s^2Δt

Sustituye el intervalo de tiempo a lo largo de el cual actuó la aceleración.

vf=−34m/s+8m/s^2(3s)

Encuentra la rapidez final.

vf=−10m/s

Nos preguntan por la velocidad; como la velocidad es constantemente un número positivo, la contestación debería ser positiva.

rapidez final=+10m/s

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Descargar Libro Física para la Ciencia y la Tecnología Tipler 4a Ed Vol 1

Física para la Ciencia y la Tecnología Tipler 4a Ed Vol 1

RESUMEN DEL LIBRO

La obra es una alusión impuesta para los cursos de física universitarios por su impecable claridad y exactitud. Los autores desarrollan novedosas maneras de exponer la fisica para no agobiar a los alumnos sin simplificar en exceso de contenido. Gene Mosca ha inspeccionado escrupulosa y críticamente cada una de las explicaciones y ejemplos del escrito a partir de el punto de vista de los alumnos de los primeros cursos universitarios. Esta nueva versión añade además muchas herramientas y técnicas pedagógicas.

 

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Descargar Libro Fisica para ingenieria y ciencias – Bauer Vol.1

Fisica para ingenieria y ciencias - Bauer Vol.1

El contenido de la segunda versión de Física para ingeniería y ciencias, volumen 1, fue enteramente actualizado para reflejar nueva in­vestigación en física y enseñanza en física. Los cambios varían a partir de la integración de recursos recién descubiertos en la tabla periódica hasta la suma de ejercicios nuevos de Revisión de conceptos en escrito y en final de capítulo. Se han añadido nuevos ejercicios de alternativa múltiple finalmente de todos los capítulos.

Éstos están compuestos por equipos de ejercicios involucrados que utilizan un grupo común de inconvenientes empero piden al alumno que despeje una porción distinto. Los ejer­cicios de versión múltiple ayudarán al alumno a conformar compren­sión conceptual, aprender cómo permanecen en relación entre sí porciones físicas diferentes y a reconocer inconvenientes involucrados una vez que se en­cuentren de nuevo.

Contenido:

Panorama general

Parte 1: Mecánica de partículas puntuales

1. Perspectiva general

2. Desplazamiento online recta

3. Desplazamiento en 2 y 3 magnitudes

4. Fuerza

5. Energía cinética, trabajo y potencia

6. Energía potencial y conservación de la energía

7. Instante y colisiones

Parte 2: Objetos extensos, materia y desplazamiento circular

8. Sistemas de partículas y objetos extensos

9. Desplazamiento circular

10. Rotación

11. Equilibrio estático

12. Gravitación

13. Firmes y fluidos

Parte 3: Oscilaciones y ondas

14. Oscilaciones

15. Ondas

16. Ruido

Parte 4: Física térmica

17. Temperatura

18. El calor y la primera ley de la termodinámica

19. Gases ideales

20. La segunda ley de la termodinámica

 

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Fisica para ingenieria y ciencias - Bauer Vol.1
Fisica para ingenieria y ciencias – Bauer Vol.1

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Descargar Libro Física Moderna Serway 3a edición

Física Moderna Serway 3a edición

CONTENIDO:

01. Relatividad I
02. Relatividad II
03. Teoría cuántica de la luz
04. Naturaleza corpuscular de la luz
05. Ondas de materia
06. Mecánica cuántica en una dimensión
07. Fenómeno de tunelaje
08. Mecánica cuántica en tres dimensiones
09. Estructura atómica
10. Física estadística
11. estructura molecular
12. El estado sólido
13. Estructura nuclear
14. Aplicaciones de la física nuclear
15. partículas elementales
16. Cosmología (solo en red)

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Física Moderna Serway 3a edición
Física Moderna Serway 3a edición

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Descargar Libro Curso de fisica teorica – Vol 1 – Mecanica

Curso de fisica teorica - Vol 1 - Mecanica

No fue primordial reconstruir la obra para esta segunda versión. Se han agregado tan solo unos pocos comentarios y ciertos inconvenientes en diferentes sitios del mismo, y además se han enmendado varias erratas.

Para el análisis de este volumen por los físicos teóricos dentro del contenido «teórico mínimo», cabe recomendar que se prescinda de los §§ 27, 29, 30, 37.

Contenido:

Capítulo I. ECUACIONES DEL Desplazamiento.

1. Coordenadas generalizadas.

2. El inicio de la mínima acción.

3. El inicio de relatividad de Galileo.

4. Lagrangiana de una partícula independiente.

5. Lagrangiana de un sistema de partículas.

Capítulo II. TEOREMAS DE CONSERVACIÓN.

6. Energía.

7. ímpetu.

8. Centro de masa.

9. Instante angular o cinético.

10. Analogías mecánicas.

Capítulo III. Adhesión DE LAS ECUACIONES DEL Desplazamiento

11. Desplazamiento lineal.

12. Decisión de la energía potencial en funcionalidad del lapso de las oscilaciones.

13. Masa limitada.

14. Desplazamiento en un campo central.

15. El problema de Kepler.

Capítulo IV. CHOQUE DE PARTÍCULAS.

16. Desintegración de partículas.

17. Choques flexibles.

18. Dispersión de partículas.

19. Fórmula de Rutherford.

20. Dispersión bajo pequeños ángulos.

Capítulo V. PEQUEÑAS OSCILACIONES.

21. Oscilaciones lineales libres.

22. Oscilaciones obligadas.

23. Oscilaciones de sistemas con diversos grados de independencia.

24. Vibraciones de las moléculas.

25. Oscilaciones amortiguadas.

26. Oscilaciones obligadas con rozamiento.

27. Resonancia paramétrica.

28. Oscilaciones anarmónicas.

29. Resonancia en oscilaciones no lineales.

30. Desplazamiento en un campo inmediatamente oscilante.

Capítulo VI. Desplazamiento DEL SÓLIDO.

31. Rapidez angular.

32. Tensor de inercia.

33. Instante cinético del sólido tieso.

34. Ecuaciones del desplazamiento de un cuerpo humano tieso.

35. Ángulos de Euler.

36. Ecuaciones de Euler.

37. La peonza asimétrica.

38. Cuerpos firmes en contacto.

39. Desplazamiento en un sistema de alusión no inercial.

Capítulo VII. ECUACIONES CANÓNICAS.

40. Ecuaciones de Hamilton.

41. Funcionalidad de Routh.

42. Paréntesis de Poisson.

43. La acción como una funcionalidad de las coordenadas.

44. inicio de Maupertuis.

45. Transformaciones canónicas.

46. Teorema de Liouville.

47. Ecuación de Hamilton-Jacobi.

48. División de cambiantes.

49. Invariantes adiabáticas.

50. Características en general del desplazamiento en el espacio.

 

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Curso de fisica teorica - Vol 1 - Mecanica
Curso de fisica teorica – Vol 1 – Mecanica

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Descargar Libro La evolución de la física autor Albert Einstein y Leopold Infeld

La evolución de la física autor Albert Einstein y Leopold Infeld

LA EVOLUCIÓN DE LA FÍSICA

ALBERT EINSTEIN / LEOPOLD INFELD

>

Esta definición dada por Albert Einstein y Leopold Infiel, autores del libro, tienen la posibilidad de ofrecer una iniciativa bastante aproximada del tipo de obra que encontrará el lector.

La evolución de la física, uno de los libro tradicionales de ciencia más representativos, constituye un indispensable para todo estudioso de la física y una lectura amena y productiva para el ser humano de la calle.

Sin tecnicismos, del libro plantea precisamente el desarrollo de la física típica, a partir de su génesis hasta su declive, sin olvidar, obviamente, la teoría de la relatividad.

Versión de España de la obra The evolution of physics de Albert Einstein y Leopold

Infeld.

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La evolución de la física autor Albert Einstein y Leopold Infeld
La evolución de la física autor Albert Einstein y Leopold Infeld

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Descargar Libro Electrodinámica, teoría y práctica autor Marco Antonio Cortijo

Electrodinámica, teoría y práctica autor Marco Antonio Cortijo

Actualmente, se está desarrollando una secuencia de proyectos e iniciativas de diversa índole con el objeto de usar los recursos naturales existentes para producir electricidad (elektron ‘ámbar’) sin necesidad de influir nuestro alrededor. De esta forma, ejemplificando, hay paneles que captan la energía del Sol para transformarla en energía eléctrica.

Corriente eléctrica:

La corriente crea varios efectos visibles, de allí es que se sospechaba de su vida durante la historia. Ejemplificando, en 1800 se encontró que el agua podía descomponerse por la corriente de una pila voltaica en un pro­ceso que se sabe como electrólisis. Posterior­mente, se vio que la corriente por medio de un conductor genera un incremento de la tem­peratura, un impacto que James Prescott Joule estudió matemáticamente en 1840.

Contenido:

PRESENTACIÓN

INTRODUCCIÓN

ELECTRODINÁMICA

1. Corriente eléctrica

1.1. Definición

1.2. Magnitud de corriente eléctrica (/)

1.3. Sentido de la corriente eléctrica

2. Resistencia eléctrica (R)

2.1. Definición

2.2. Ley de Poulliet

2.3. Resistividad

2.4. Resistor

3. Ley de Ohm

4. Conexión de resistores

4.1. En serie

4.2. En paralelo

5. Normas de Kirchhoff

5.1. Primera regla de Kirchhoff

5.2. Segunda regla de Kirchhoff

6. Artefactos de medición

6.1. Amperímetro (A)

6.2. Voltímetro (V)

7. Energía y potencia eléctrica

7.1. Energía eléctrica (E)

7.2. Potencia eléctrica (P)

Problemas resueltos

Corriente eléctrica – Resistencia eléctrica – Ley de Ohm

Conexión de resistores

Reglas de Kirchhoff

Instrumentos de medición

Energía y potencia eléctrica

Problemas propuestos

Nivel principal

Nivel intermedio

Nivel avanzado

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Electrodinámica, teoría y práctica autor Marco Antonio Cortijo
Electrodinámica, teoría y práctica autor Marco Antonio Cortijo

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Descargar Libro Física Recreativa autor Yakov Perelman

Física Recreativa autor Yakov Perelman

Al redactar este libro no me propuse proveer al lector nuevos conocimientos, sino más bien ayudarle a «conocer eso que ya sabe», o sea, a profundizar y animar los conocimientos de Física que ya tiene y a estimularle a que los aplique de forma consciente y multifacética. Este objetivo se consigue examinando toda una serie abigarrada de rompecabezas, cuestiones complejas, cuentos, inconvenientes divertidos, paradojas y comparaciones inesperadas del campo de la Física, en relación con fenómenos que observamos cotidianamente o que se toman de los libros de ciencia ficción más famosas. Este último tipo de materiales es el que más ha usado el creador, por tener en cuenta que es el que mejor se presta a los objetivos de la obra. Entre ellos se dicen trozos de novelas y cuentos de Julio Verne, Wells, Mark Twain, etcétera. Los fantásticos experimentos que en estas obras se describen, además de ser interesantes, tienen la posibilidad de servir de magníficas y animadas ilustraciones para la educación.

El creador ha procurado, en el tamaño de lo viable, darle a la exposición una forma interesante y hacer amena esta asignatura. Para eso ha partido del axioma psicológico que presupone, que el interés por una asignatura se incrementa la atención, permite la comprensión y, por lo tanto, provoca que su asimilación sea más sólida y consciente.

En la «Física Recreativa» no se sigue el sistema habitualmente empleado en los libros de esta clase. En ella se dedica poco espacio a la explicación de experimentos físicos divertidos y sensacionales. Pues el fin de este libro no es el de proveer material para hacer experimentos. El propósito importante de la «Física Recreativa» es el de excitar la fantasía científica, el de enseñar al lector a pensar en la esencia de la ciencia física y el de producir en su memoria varias asociaciones de conocimientos físicos involucrados con los fenómenos más diferentes de la vida diaria y con todo eso con que conserva asiduo contacto. Al verificar de la obra, el creador ha intentado continuar la orientación dada por V. Lenin en las próximas palabras: «El autor famosa lleva al lector a un pensamiento profundo, a una ideología fuerte, partiendo de los datos más fáciles y notorios señalando por medio de razonamientos básicas o ejemplos escogidos con acierto – las conclusiones primordiales que se infieren de aquellos datos y empujando al lector que cree a proponer novedosas y novedosas preguntas. El autor exitosa no presupone un lector que no considera, que no quiere o no sabe pensar; a la inversa, en el lector poco desarrollado presupone el serio objetivo de laborar con la cabeza y le ayuda a realizar dicha seria y difícil tarea, le conduce ayudándole a ofrecer los primeros pasos y enseñándole a continuar adelante por su cuenta.»

Teniendo presente el interés que han expresado los lectores por la crónica de este libro, insertamos ciertos de sus datos bibliográficos.

La «Física Recreativa» apareció hace un cuarto de siglo y es el primero de los libros de la recopilación publicada por su creador, la cual consta en la actualidad de algunas decenas de títulos.

La «Física Recreativa», según atestiguan las cartas de sus lectores, ha logrado penetrar hasta en los rincones más recónditos de la URSS.

La enorme divulgación alcanzada por este libro, que muestra el vivo interés que los amplios círculos de lectores sienten por los conocimientos de física, provoca que sobre el creador recaiga una enorme responsabilidad por la calidad del material que en él se plantea. Este sentimiento de responsabilidad explica el enorme conjunto de modificaciones y accesorios que se fueron introduciendo en el escrito de la «Física Recreativa» en las continuas ediciones. Se puede decir que el presente libro fue escrito a lo largo de sus 25 años de realidad. En la última versión se ha conservado escasamente medio escrito de la primera. Las ilustraciones fueron plenamente renovadas.

Ciertos lectores se han dirigido al creador rogándole que no modifique el escrito, para evadir así que «por una decena de páginas novedosas tengan que conseguir cada edición». Similares causas no tienen la posibilidad de eximir al creador de la obligación de mejorar cuanto logre su libro. La «Física Recreativa» no es una obra literaria, sino científica, pese a su carácter famosa, y la materia a que se dedica (la Física), hasta en sus fundamentos más necesarias, se enriquece una y otra vez con nuevos materiales, los cuales no tienen la posibilidad de dejar de incluirse periódicamente en de la obra.

Por otro lado hay quien nos reprocha que la «Física Recreativa» no dedique cierto espacio a temas tan relevantes como son los nuevos avances de la radiotécnica, la fisión del núcleo atómico, las novedosas teorías físicas, etcétera. Dichos reproches son resultado de la incomprensión. Pues la «Física Recreativa» tiene un objetivo claro y definido, que no alcanza a los antedichos temas, cuyo estudio corresponde a obras de otro género.

Con la «Física Recreativa» albergan estrecha interacción, además de su libro segundo, otras obras del mismo creador. Una de ellas está dedicada a lectores subjetivamente poco preparados, o sea, que todavía no comenzaron a aprender Física sistemáticamente, y se titula «La Física a cada paso». Otras 2, por otro lado, se redactaron para esos que ya han culminado el curso de Física de la educación secundaria o media. Sus títulos son «Mecánica Recreativa» y «¿Sabe usted Física?». Esta última es una especie de conclusión de la «Física Recreativa».

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Física Recreativa autor Yakov Perelman
Física Recreativa autor Yakov Perelman

 

 

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Descargar Libro Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna Serway y Jewett

Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna autor Serway y Jewett

Al redactar esta séptima versión de Física para ciencias e ingeniería, continuamos nuestros propios es­fuerzos recientes por mejorar la claridad de la presentación e integrar novedosas propiedades pedagógicas que ayudan a beneficiar los procesos de aprendizaje y educación. Al retroalimentar las recomendaciones de los usuarios de la sexta versión, así como de los revisores, hemos clarificado el escrito para saciar mejor las necesidades de los alumnos y docentes.

Este libro está diseñado para un curso introductorio de física para alumnos que se especializan en ciencia o ingeniería. Todo el contenido del libro en su versión extensa podría cubrirse en un curso de 3 semestres, empero es viable utilizar el material en secuen­cias más breves con la omisión de capítulos y subtemas seleccionados. Los precedentes matemáticos ideales de los alumnos que tomen este curso tienen que integrar un semestre de cálculo. Si esto no es viable, el alumno debería inscribirse en un curso simultáneo de introducción al cálculo.

Este libro de introducción a la física tiene 2 fines primordiales: dar al estu­diante una presentación clara y lógica de los conceptos básicos y inicios de la física y robustecer la comprensión de los conceptos y principios por medio de un extenso intervalo de aplicaciones interesantes al mundo real. Para saciar dichos fines, hemos enfatizado en argumentos físicos rígidos y metodología para solucionar inconvenientes. Paralelamente hemos intentado motivar al alumno por medio de ejemplos prácticos que demuestren el papel de la física en otras disciplinas, incluidas ingeniería, química y medicina.

Para elaborar la séptima versión de este escrito se hicieron diversos cambios y mejoras. Algu­nas de las novedosas propiedades se fundamentan en nuestras propias vivencias y en tendencias recientes en enseñanza en ciencia. Otros cambios se incorporaron en contestación a comentarios y recomendaciones ofrecidos por los usuarios de la sexta versión y por revisores del manuscrito. Las propiedades que se dicen aquí representan los primordiales cambios en la sép­tima versión.

Contenido:

Parte 4: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

23. Campos eléctricos

24. Ley de Gauss

25. Potencial eléctrico

26. Capacitancia y materiales dieléctricos

27. Corriente y resistencia

28. Circuitos de corriente directa

29. Campos magnéticos

30. Fuentes del campo magnético

31. Ley de Faraday

32. Inductancia

33. Circuitos de corriente alterna

34. Ondas electromagnéticas

Parte 5: LUZ Y ÓPTICA

35. Naturaleza de la luz y leyes de óptica geométrica

36. Formación de las imágenes

37. Interferencia de ondas de luz

38. Patrones de difracción y polarización

Parte 6: FÍSICA Actualizada

39. Relatividad

40. Introducción a la física cuántica

41. Mecánica cuántica

42. Física atómica

43. Moléculas y rígidos

44. Composición nuclear

45. Aplicaciones de la física nuclear

46. Física de las partículas y cosmología

Apéndices

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Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna autor Serway y Jewett

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Libro Física Conceptual Paul Hewitt 10ma ed

Física Conceptual Paul Hewitt 10ma ed

Independientemente de si está estudiando este curso como requisito para su futuro trabajo, como complemento para su titulación o por fácil curiosidad, deseamos que goce de su vivencia con la Física y esperamos que se convenza de que la Física es enriquecedora y estimulante, y de que nos posibilita conectarnos tanto con la Naturaleza como con la tecnología.

La Física es importante. Entender la Física es entender cómo funciona el planeta, tanto en nuestra vida diaria como en escalas de tiempo y de espacio que resultan inimaginablemente monumentales o pequeñas. Por esta razón, esperamos que encuentre fascinante la Física. Aunque además comprobará que constituye todo un reto. La Física pide exactitud tanto en la manera de pensar como en el lenguaje, necesita una sutil interpretación de las leyes del mundo y demanda una aplicación capaz de las Matemáticas.

Pese a lo que, la Física además es sencilla, pues realmente solo se debe aprender unos pocos principios básicos. Cuando se conocen estos principios, tienen la posibilidad de ocupar en un extenso rango de aplicaciones de carácter natural y tecnológico.

Hemos tratado de redactar este libro para que sea llamativo y legible, de esta forma que léalo. Y léalo en detalle, anteriormente de intentar solucionar ningún problema. No es un libro de mera alusión que haya que consultar únicamente en el momento de solucionar un problema concreto o contestar a una cuestión especial. En vez de ello, es una interesante historia de la Física que trata de destacar las conexiones entre diferentes principios físicos y aplicaciones, así como las conexiones con otros varios campos de análisis, incluyendo la titulación que pretenda obtener, sea esta la que sea.

La Física está más relacionada con las ideas en general y abstractas que con los detalles de las ecuaciones, del álgebra y de las respuestas numéricas. Estos detalles son relevantes, sin embargo se aprecian mejor y se aprende a laborar con ellos más correctamente si uno es capaz de ver cómo se infieren aquellos detalles desde aquel grupo subjetivamente diminuto de conceptos físicos. de esta forma que intente fijarse en aquellos conceptos primordiales y de tenerlos presentes inclusive a medida que se sumerge en los detalles de cada problema concreto.

Aunque hace falta el álgebra para solucionar los inconvenientes, se necesita no confundir la Física con las Matemáticas. Las Matemáticas son un instrumento para aprender y utilizar la Física, y las ecuaciones de la Física no son sencillamente ecuaciones matemáticas, sino enunciados sobre la manera en que funciona el planeta. Acostúmbrese a entender y a valorar las ecuaciones de la Física como enunciados sucintos y potentes sobre la verdad física; aquellas ecuaciones no son meros sitios en los cuales “insertar” números.

Hemos escrito de la obra para ayudarle a aprender Física. Sin embargo además va a poder aprender mucho de sus compañeros de clase. Le animamos a laborar conjuntamente con ellos para mejorar su comprensión y a intercambiar ideas con otros alumnos, que le apoyen a afinar su intuición sobre los conceptos de la Física y a desarrollar sus habilidades analíticas.

Por arriba de todo, esperamos que goce con la Física y que llegue a ver el entorno tan enorme de esta ciencia importante que subyace al mundo físico en el cual habitamos todos nosotros mismos.

Contenido:

Capítulo 1. Las medidas en la Física
Capítulo 2. Movimiento unidimensional
Capítulo 3. Movimiento bidimensional
Capítulo 4. La fuerza y las leyes del movimiento de Newton
Capítulo 5. Trabajo y energía
Capítulo 6. Cantidad de movimiento y colisiones
Capítulo 7. Oscilaciones
Capítulo 8. Movimiento de rotación
Capítulo 9. Gravitación
Capítulo 10. Sólidos y fluidos
Capítulo 11. Ondas y sonido
Capítulo 12. Temperatura, expansión térmica y gases ideales
Capítulo 13. Calor
Capítulo 14. Las leyes de la termodinámica
Capítulo 15. Cargas, fuerzas y campos eléctricos
Capítulo 16. Energía eléctrica, potencial eléctrico y condensadores
Capítulo 17. Corriente eléctrica, resistencia y circuitos
Capítulo 18. Campos magnéticos y fuerzas magnéticas
Capítulo 19. Inducción electromagnética y corriente alterna
Capítulo 20. Ondas electromagnéticas y relatividad especial
Capítulo 21. Óptica geométrica
Capítulo 22. Óptica ondulatoria
Capítulo 23. Física moderna
Capítulo 24. Física atómica
Capítulo 25. Física nuclear
Capítulo 26. Un universo de partículas

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Física General Juan Goñi Galarza 9 ed.

La Física es una ciencia de la investigación. de la observación, una ciencia natural cuyos problemas tienen soluciones matemáticas.

Ciencia os la investigación metodológica de los fenómenos naturales, que sobre la base de una recopilación de un conjunto de experimentos y conocimientos ordenados y relacionados entre sí, conduce al planteamiento de leyes por determinación y sistematización de las causas.

Contenido:

  1. Sistema Internacional de Medidas
  2. Ecuaciones Dimensionales
  3. Vectores
  4. Cinemática
  5. Estática
  6. Dinámica
  7. Centro de gravedad
  8. Trabajo, potencia y energía
  9. Movimiento oscilatorio
  10. Gravitación Universal
  11. Hidrostática
  12. Neumología
  13. Calor
  14. Termodinámica
  15. Electricidad
  16. Electrodinámica
  17. Energía y potencial de la corriente eléctrica.
  18. Magnetismo y electromagnetismo
  19. Óptica
  20. Fenómeno Ondulatorio

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Física General Juan Goñi Galarza 9 ed.

 

 

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¿Qué es la Caída Libre?

Caída Libre

De entre todos los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados (mrua) o movimientos rectilíneos uniformemente variados (mruv), existen dos de particular interés: la caída libre y el lanzamiento vertical. En este apartado estudiaremos la caída libre. Ambos se rigen por ecuaciones propias de los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados:

y=y0+v0*t+0,5*a*t^2

v=v0+a*t

a=constante

Caída Libre

Desde cierta altura H en la caída libre un objeto cae verticalmente despreciando cualquier tipo de rozamiento con el aire o cualquier obstáculo. Se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (mrua) en el que la aceleración coincide con el valor de la gravedad. Dentro de la Tierra, la aceleración de la gravedad se puede considerar constante, se designa por la letra g y su valor es de 9,8m/s^2.

Usemos un sistema de referencia para el movimiento de caída libre cuyo origen de coordenadas se encuentra en la vertical del punto desde el que soltamos el cuerpo y consideraremos el sentido + del eje y apuntando hacia arriba.

Sistema de Referencia en Caída Libre

Es normal usar un sistema de referencia a la hora de resolver este tipo de problemas. El cuerpo siempre se encuentra sobre el eje Y posítivo, e inicialmente su posición yo=H, su velocidad es 0 metros por segundo (parte del reposo) y su aceleración es constante e = a la gravedad pero con signo – ya que la tendencia del movimiento es contrario al sentido del eje y. Ten en cuenta que los valores de velocidad que obtengas  serán negativos.

Con todo esto nos quedaría:

v0=0; y0=H; a=-g

La caída libre en el que se deja caer un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (mrua) un cuerpo verticalmente desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su camino. Las ecuaciones son:

y=H-0,5*g*t^2

v=-g*t

a=-g

Donde:

  • y: La posición final del cuerpo. Su unidad es el metro (m)
  • v: La velocidad final del cuerpo. Su unidad es el metro (m/s)
  • a: La aceleración del cuerpo en el movimiento. Su unidad es m/s^2 el metro por segundo al cuadrado.
  • t: Intervalo en el que se produce el movimiento. Su unidad es el segundo (s)
  • H: La altura desde la que cae el cuerpo. Se mide en metros al tratarse de una medida de longitud.
  • g: El valor de la aceleración de la gravedad, en la superficie terrestre es 9.8 m/s^2

Experimenta y Aprende

H

t(s) = 0,0

La bola azul

La bola azul representa un cuerpo suspendido sobre el suelo. Puedes arrastrarlo hasta la altura inicial H que desees y a continuación pulsar el botón para dejarlo caer.

Observa que, una vez iniciada la simulación, puedes deslizar el tiempo y ver como, bajo la etiqueta Datos, se calculan los valores de posición y velocidad  correspondientes, en el camino del cuerpo hacia el suelo.

Datos

H = 40 m

y = H-(1/2)*g*t^2 = 40 – 0,5*9.8*0.002 = 40 m

v = -g*t = -9.8*0.00 = 0.00 m/s

g = 9.8 m/s^2

Puede que te estés preguntando si entiendes las fórmulas que hemos visto hasta ahora, ¿Dónde está la masa? El sentido común nos dice que un cuerpo pesado, por ejemplo, un martillo, debería caer a mayor velocidad que un cuerpo ligero, como una pluma. No acierta en esa ocasión el sentido común. Es que si la pluma y  martillo estuvieran en el vacío, ambos caerían a la misma velocidad. Su efecto es más evidente sobre la pluma, que llegará al suelo más tarde cuando no están en el vacío y el aire se encuentra ofreciendo resistencia a estos cuerpos.

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Encuentro en movimiento rectilíneo uniforme

movimiento rectilíneo uniforme

Los ejercicios de encuentro se usan para decidir en qué instante o en qué postura se encontrarán 2 móviles. Los móviles se hallan en el sitio donde su postura dentro del sistema de coordenadas sea la misma (donde tengan la misma X) para un mismo momento de tiempo. Por consiguiente para resolverlos planteamos 2 ecuaciones horarias diversas (una para cada móvil) y las igualamos.

En los gráficos de postura respecto del tiempo poseemos líneas que se cruzan en la postura de encuentro. Sobre el eje X poseemos la tiempo de encuentro y sobre el eje Y la postura respecto del origen.

Gráficos de Ejemplo

1) En el siguiente ejemplo un móvil sale con velocidad inicial constante y positiva a partir de los origen y en el mismo instante otro móvil sale a partir de una cierta X positiva hacia los origen (es mencionar con rapidez de símbolo negativo).

2) En el siguiente ejemplo 2 móviles salen con velocidad positiva y del mismo módulo, a partir de diversas posiciones. No se hallan.

3) En el siguiente ejemplo un móvil sale con velocidad de símbolo – (yendo hacia el 0). Al pasar por el origen otro móvil que estaba detenido en una postura negativa comienza a seguir además en el mismo sentido que el primero, sin embargo a menor velocidad (notar la menor pendiente). Se hallan en la época te y en la postura Xe (que es negativa).

Ejercicios de encuentro en MRU

Ejercicio 1

Un móvil parte a 10 kilómetros por hora a las 12:00:00 en dirección este-oeste por una ruta rectilínea. A la misma hora, otro móvil que está a 80 km después que el primero parte en sentido opuesto (o sea en dirección al primero) con una velocidad de 25,5 kilómetros por hora.

¿A qué hora se encuentran?

Solución

La ecuación horaria para el primer móvil es:

X1=X0 + V0*t = 0m + 2,78 m/s t = 2,78 m/s t

La ecuación horaria para el segundo móvil es:

X2=X0 + V0*t = 8000m + (-7,08 m/s) t =

= 8000m -7,08 m/s t 

Igualamos ambas ecuaciones horarias y despejamos la era:

2,78 m/s t = 8000m -7,08 m/s t 

2,78 m/s t +7,08 m/s t = 8000m 

t = 8113,59 s

Se hallan 2 horas, 15 min y 13 segundos luego de la salida, o sea a las 14:15:13 horas.

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Aceleración en movimiento rectilíneo uniforme

Aceleración en movimiento rectilíneo uniforme

La aceleracion mide la alteración de la rapidez respecto del tiempo. En MRU es cero debido a que la rapidez es constante, o sea que la rapidez velocidad es igual a la velocidad final (no hay aceleración).

a = Aceleración [metros por segundo al cuadrado]

Δv = Variación de rapidez [metros por segundo]

Δt = Variación de tiempo [segundo]

Vf = Velocidad final [metros por segundo]

V0 = Velocidad inicial [metros por segundo]

tf = Tiempo final [segundo]

t0 = Tiempo inicial [segundo]

Gráfico de la aceleración

Movimiento rectilíneo uniforme – Gráfico de la aceleración respecto del tiempo:

Posición respecto del tiempo en MRU

La fórmula con la que se calcula el sitio en dónde está un móvil frecuenta llamarse ecuación horaria. Establece la postura en funcionalidad de su velocidad (que es constante), del tiempo y de su posicion inicial.

X(t): Posición que obtenemos como consecuencia en funcionalidad del tiempo [metros].

X0 = Posición inicial (dónde está el móvil en tiempo 0) [metros].

V0 = Velocidad inicial. En MRU deberíamos llamarla V debido a que es constante, sin embargo para hacer las ecuaciones de MRU y MRUV lo más parecidas usamos V0 (velocidad inicial) que además es conveniente debido a que la velocidad inicial es la misma a lo largo del recorrido [metros por segundo].

t: Tiempo [s]

Si el principios de coordenadas coincide con el sitio a partir de donde parte el móvil entonces la posición inicial es 0, por consiguiente la distancia recorrida se calcula como la velocidad por el tiempo.

Recordemos que si usamos un sistema de referencia, lo cual estamos calculando es una posicion (vector). En esta situación, lo que imaginamos para calcularla es la velocidad que al tener carácter vectorial además tiene símbolo.

Sin embargo si solo deseamos conocer la distancia recorrida no usamos un sistema de referencia y en vez de velocidad consideramos la rapidez.

Gráficos de ejemplo

1) Ejemplo de posiciones respecto del tiempo para 2 velocidades diversas. Para cada rapidez, a igual tiempo recorre el mismo espacio.

2) Móvil con velocidad negativa anterior a tiempo cero, que pasa por el origen t=0 y continúa moviéndose con la misma velocidad negativa. Lo cual mencionamos con velocidad negativa es que el móvil se dirige en sentido opuesto hacia como planteamos el sistema.

En los gráficos de posición respecto del tiempo en MRU, constantemente obtenemos rectas (de más grande o menor pendiente según la velocidad, inclusive de pendiente cero si está detenido).

 

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¿Que son las revoluciones por minuto en física?

revoluciones por minuto

Las revoluciones por minuto son una unidad de medida usada para manifestar frecuencia o rapidez angular e indican la proporción de rotaciones por minuto que completa un cuerpo que gira. En los coches se refiere al número de vueltas que ejecuta el cigüeñal cada minuto.

Todos los vehículos cuentan con un panel de aparatos de frecuencia disponen de un velocímetro, un indicador de temperatura del refrigerante, un indicador de combustible restante y un tacómetro que es el instrumento que mide la rapidez de rotación del cigüeñal del motor, generalmente, expresada en rpm, o revoluciones por minuto, así sea en un dial analógico o digital.

Las rpm acostumbran estar expresadas con unidades que se tienen que multiplicar por 1000, o sea, si la aguja del tacómetro se localiza en el 3, supone que el motor del transporte está girando a 3000 rpm.

Los motores que funcionan con gasolina no deberían girar, a distinción de primera y segunda marcha, a menos de 1500 rpm, en motores diésel, estás rpm acostumbran ser más bajas y rondan las 1300 rpm. Por consiguiente conducir a revoluciones por abajo de estas cifras, no es nada conveniente para la mecánica del transporte, tienen la posibilidad de provocar inconvenientes en la culata, en los cilindros, en la válvula EGR, en el turbo o en el filtro.

Es correcto incrementar las rpm del transporte ocasionalmente y aprovechar ciertos instantes para borrar y limpiar el exceso de carbonilla del motor del transporte. Ciertos de dichos instantes adecuados para subir las rpm del coche son: al subir o inclusive al descargar una pendiente, es correcto minimizar la marcha y revolucionar el automóvil, en adelantamientos y en incorporaciones a autopistas y autovías. Si el transporte se frecuenta usar mucho en urbe, es correcto además circular ocasionalmente y a lo largo de unos min por autovías a rpm más altas, exigiendo, y a la vez limpiando, al motor.

La sigla RPM

La sigla RPM puede hacer alusión a diferentes conceptos. En la mayoría de los casos, su uso está vinculado a las revoluciones por minuto: la proporción de vueltas que un cuerpo giratorio que completa cerca de su eje cada sesenta segundos.

Las RPM, en este sentido, conforman una unidad de frecuencia que no forma parte del Sistema Universal de Unidades, debido a que éste apela al hercio (un hercio representa un periodo por segundo). Es usual ocupar la iniciativa de RPM con alusión al manejo de un motor.

Tomemos la situación de los carros. Las RPM revelan las vueltas que realiza su motor: a más grande proporción de vueltas, más grande RPM y más grande potencia. Los cambios de marcha permiten regular la exigencia a la que se somete el motor del transporte. Mientras se incrementa la marcha, las RPM descienden.

El dispositivo que mide las RPM se sabe como tacómetro. En los carros, las RPM se marcan en unidades que se debe multiplicar por 1.000 para obtener las RPM. De esta manera, si el tacómetro sugiere 4, el motor del transporte va a estar girando a 4.000 RPM.

A continuación se pueden apreciar tres ejercicios que muestran cómo transformar las unidades de revoluciones por minuto a radianes por segundo.

Ejemplo 1: ¿Cuánto es 60 rev/min en rad/seg?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 1 min=60 seg y 1 revolución = 2π radianes

60 rev/min*(2π rad/1rev)*(1min/60seg) = 6.283 rad/seg

Ejemplo 2: ¿Cuánto es 40 rev/min en rad/seg?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 1 min=60 seg y 1 revolución = 2π radianes

40 rev/min*(2π rad/1rev)*(1min/60seg) = 4.19 rad/seg

Ejemplo 3: ¿Cuánto es 20 rad/seg en rev/min?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 1 min=60 seg y 1 revolución = 2π radianes

20 rad/seg*(1 rev / 2π rad)*(60 seg/1 min) = 190 rev/min

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Conversión entre grados y radianes

radianes a grados

En física pudimos encontrar muchas veces al radián (unidad del Sistema Internacional) como medida de ángulo plano. Es eficaz una vez que medimos ángulos de circunferencias y arcos, aun cuando además se usa para ángulos de otras figuras.

Un radián equivale al ángulo determinado por el arco de una circunferencia, siendo la longitud de aquel arco igual al radio.

Entendemos que se define al número π como la interacción entre el perímetro y el diámetro de una circunferencia, por consiguiente el perímetro dividido por π es lo mismo al diámetro (es mencionar a 2 veces el radio). Tiene sobre su perímetro 2π arcos de aquellas propiedades (de longitud igual al radio) el ángulo de una circunferencia completa. Entonces equivale a 2π radianes, el ángulo de una circunferencia completa.

Es bastante común descubrir π una vez que se miden ángulos con radianes, de otra forma los números periódicos como por ejemplo π y sus múltiplos y submúltiplos (Por ejemplo π radianes equivale alrededor de a 3,14 radianes).

Algunas equivalencias entre grados y radianes

0° = 0 Radianes

90° = ½ π Radianes

180° = π Radianes

270° = (3/2) π Radianes

360° = 2π Radianes

Conversión entre grados y radianes

Para pasar de grados a radianes y al revés, usamos una regla de 3 fácil. Tomamos ejemplificando 180° como π Radianes y después calculamos el número.

A continuación se pueden apreciar tres ejercicios que muestran cómo transformar los grados a radianes.

Ejemplo 1: ¿Cuánto es 240° en π Radianes?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 180° = 1π Radianes por lo tanto:

=240° *(1π Radianes)/ 180° = 4/3 π Radianes

Ejemplo 2: ¿Cuánto es 290° en π Radianes?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 180° = 1π Radianes por lo tanto:

=290° *(1π Radianes)/ 180° = 1,61 π Radianes

Ejemplo 3: ¿Cuánto es 330° en π Radianes?

Para hacer las conversiones debemos tener presente que 180° = 1π Radianes por lo tanto:

=330° *(1π Radianes)/ 180° = 1,83 π Radianes

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Unidades Electricas

Unidades Electricas

¿Qué es un vatio, un voltio o un amperio? Unidades de medida eléctricas que, a veces, se confunden. Veamos qué mide todas ellas y su definición.

Veamos brevemente estas 3 unidades eléctricas simples para lograr entender otras unidades como las que acostumbran ocurrir en la factura de la luz.

Voltios o Voltaje: ¿Qué es un voltio?

Como ya hablamos en su instante, los electrones, al circular por un conductor, producen una corriente eléctrica. Un voltio es la tensión existente entre 2 aspectos (diferencia de potencial) de aquel conductor (un cable), por el cual pasa una corriente de un Amperio (A) y se disipa una potencia de 1 vatio (W).

Dicha diferencia de potencial, impone a los electrones a desplazarse, no tienen la posibilidad de resistirse a aquel desplazamiento. Es como una vez que dejas caer un objeto, que por la fuerza de la gravedad, va cayendo sin contraposición. Aquel es el término de voltaje.

De esta forma puesto que, una vez que tu enchufas cualquier artefacto al enchufe que tienes en tu pared, entre ambos «orificios» del enchufe, existe una diferencia de potencial de 230 Voltios.

Mencionemos para entendernos, que entonces que los electrones comenzarán a «caer» a partir de uno de aquellos orificios, hasta el otro, pasando por los equipamientos enchufado, obligados por dicha diferencia de potencial y generando una corriente eléctrica, que va a ser la que realice que aquel artefacto empiece a funcionar.

Símbolo eléctrico de de Voltios:

Intensidad Eléctrica: ¿Qué es un Amperio?

Es el tamaño de la magnitud de corriente eléctrica (intensidad eléctrica) que circula por un conductor. Los amperios sirven para saber la proporción de energía, la proporción de electrones, que transitan por aquel conductor. A más grande proporción de electrones, más grande va a ser su magnitud eléctrica. Se mide en amperios (A).

¿Qué son los amperios?

Sin embargo, el amperio-hora (símbolo Ah) es la proporción de energía que puede circular por un definido circuito a lo largo de una hora. Se frecuenta usar en las baterías, para medir su capacidad. O sea, si una batería tiene una capacidad de 10 Ah, supone que puede dar un mayor de 10 amperios a lo largo de una hora.

¿Qué diferencia hay entonces entre Voltaje y e Magnitud Eléctrica?

Para esta especificación, se frecuenta recurrir al comportamiento del agua. Imagina que tienes 2 depósitos de agua conectados entre si. Uno de ellos medio vacío y el otro, medio lleno.

Dicha diferencia de niveles de agua es como la diferencia de potencial y la corriente de agua al circular a partir del que tiene más agua al que tiene menos, podría ser la magnitud eléctrica, a más grande diferencia de potencial entre ambos depósitos, más grande su río (electrones, corriente eléctrica).

Vatios: ¿Qué es un Vatio?

Seguro que si echas un vistazo a cualquier equipo eléctrico o a los paneles fotovoltaicos que tienes en tu vivienda, en su ficha eléctrica verás las unidades de potencia, en vatios o watt. El signo de medida es W.

Los vatios es el tamaño de la potencia eléctrica. Y la definición física de potencia es la proporción de energía que se suministra en un definido espacio de tiempo.

Por consiguiente, un vatio relaciona a la tensión y a la magnitud eléctrica según esta ecuación:

Vatios [W] = Voltios [V] x Amperios [A]

A partir de dicha ecuación, además puedes pasar de amperios a vatios:

Amperios [A] = Vatios [W] / Voltios [V]

O si lo prefieres, puedes pasar de voltios a vatios:

Voltios [V] = Vatios [W] / Amperios [A]

Frecuentemente te encontrarás la potencia eléctrica expresada en kilowatio (kW).

Simplemente es lo mismo que 1.000 vatios.

Si deseas pasar de w a kilovatios o a la inversa, solo tienes que hacer esta simple cuenta:

Pasar de w a kilovatios: 1 w = 0,001 kilovatios

Pasar de kilovatios a w: 1 kilovatios = 1.000 W

Para que puedas hacerte una iniciativa con un caso muestra más visual, si seguimos con la afinidad de los depósitos de agua, cuanto más diferencia de agua en cada depósito, y cuanto más grande sea la diferencia de potencia entre los dos, más grande va a ser la corriente de agua, y, para entendernos, más grande su Potencia (kW)

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¿Cuáles son las unidades de velocidad?

unidades de velocidad

Las unidades de velocidad generalmente son el metro por segundo. La velocidad es una intensidad física que expresa la interacción entre el espacio recorrido por un objeto y el tiempo empleado.  El término procede de latín velocĭtas, velocitātis.

Ya que la velocidad además estima la dirección en que se crea el movimiento de un objeto, se considera una intensidad de carácter vectorial.

De esta forma, la velocidad involucra el cambio de postura de un objeto en el espacio dentro de cierta proporción de tiempo, o sea, la velocidad, más la dirección en que se genera hablado desplazamiento. De ahí que rapidez y velocidad no sean lo mismo.

Su unidad en el Sistema Mundial de Unidades es el metro por segundo (m/s), e incluye la dirección del movimiento.

Galileo Galilei es el primero en formular científicamente el término de velocidad al aprender el desplazamiento de los cuerpos en un plano inclinado, dividiendo la distancia recorrida por un objeto en unidades de tiempo. De esta forma, ideó el término de velocidad que no es más que una alteración de la distancia recorrida por unidad de tiempo.

Sin embargo, como velocidad además denominamos la ligereza o prontitud en el desplazamiento. Ejemplificando: “Es increíble la velocidad con que has venido”.

Por su lado, en mecánica se denomina velocidad a la marcha, o sea, a todas las posiciones motrices de un transporte automotor.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de unidades de velocidad:

Ejercicio n° 1

¿A cuántos m/s equivale la velocidad de un móvil que se desplaza a 72 km/h?

Desarrollo

Datos:

v= 72 km/h

Solución

v= 72 Km/h

v=72km/h*(1h/3600s)*(1000m/1km)

v=72km/h*(1h/36s)*(10m/1km)

v=20m/s

Resultado:

v = 72 km/h = 20 m/s

Ejercicio n° 2

¿A cuántos m/s equivale la velocidad de un móvil que se desplaza a 36km/h?

Desarrollo

Datos:

v= 36km/h

Solución

v= 36Km/h

v=36km/h*(1h/3600s)*(1000m/1km)

v=36km/h*(1h/36s)*(10m/1km)

v=10m/s

Resultado:

v=36km/h=10 m/s

Ejercicio n° 3

¿A cuántos m/s equivale la velocidad de un móvil que se desplaza a 18km/h?

Desarrollo

Datos:

v= 18 km/h

Solución

v= 18Km/h

v=18km/h*(1h/3600s)*(1000m/1km)

v=18km/h*(1h/36s)*(10m/1km)

v=5m/s

Resultado:

v = 18 km/h = 5 m/s

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¿Que es velocidad media?

que es velocidad

La velocidad media para cualquier objeto es la distancia recorrida por un objeto entre el tiempo que paso. La velocidad es una porción vectorial y la velocidad media se puede conceptualizar como el movimiento dividido por el tiempo.

La definición involucra que la unidad de velocidad debería ser m/segundo o generalmente cualquier distancia dividido por cualquier tiempo.

Puede obtenerse una expresión para la velocidad rápida en cualquier punto del recorrido, tomando el límite una vez que el intervalo de tiempo se hace más diminuto. A aquel proceso de tomar el límite se le llama derivación y la rapidez inmediata.

La velocidad media se puede conceptualizar como el desplazamiento dividido por el tiempo. Para los casos en general donde se involucra aceleración no constante, se debería utilizar de manera directa pues las expresiones de velocidad media en linea recta no se tomaran como válidas.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios:

Ejercicio n° 1 ¿Que es velocidad media?

Un camión  viaja en línea recta a velocidad media de 1.200cm/s por 9segundos, y posteriormente con 480centimetros/s por 7segundos, siendo el mismo sentido para ambas:

  1. a) ¿Determine el desplazamiento en el viaje?
  2. b) ¿Determine la velocidad media en el viaje?

Desarrollo

Datos:

v1=1.200cm/s

t1=9s

v2=480cm/s

t2=7s

Fórmulas:

Δv=Δx/Δt

Solución

  1. El desplazamiento es:

x = v·t

Para cada lapso de tiempo:

x1=(1.200 cm/s)*9s=10.800 cm

x2=(480 cm/s)*7s=3.360 cm

Calculamos el desplazamiento total:

xt=x1+x2

xt=10.800cm+3.360cm

desplazamiento total en el viaje=:

xt=14.160cm=141,6 m

  1. tiempo total es=:

tt=t1+t2=9s+7s=16s

Con el desplazamiento total recien calculado aplicamos:

Δv=xt/tt

Δv=141,6 m/16s=8,85 m/s

Ejercicio n° 2 ¿Que es velocidad media?

Un móvil viaja en línea recta a velocidad media de 2.400cm/s por 9s, y luego con 480cm/s por 14s, siendo ambas del mismo sentido:

  1. a) ¿Determine el desplazamiento en el viaje?
  2. b) ¿Determine la velocidad media en el viaje?

Desarrollo

Datos:

v1=2.400 cm/s

t1=9s

v2=480 cm/s

t2=14s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

  1. El desplazamiento es:

x = v·t

Para cada lapso de tiempo:

x1=(2.400 cm/s)*9s=21.600 cm

x2=(480 cm/s)*14s=6.720 cm

Calculamos el desplazamiento total:

xt=x1+x2

xt=21.600 cm + 6.720 cm

desplazamiento total en el viaje=:

xt=28.320cm=283,2m

  1. tiempo total es=:

tt=t1+t2=9s+14s=23s

Con el desplazamiento total recien calculado aplicamos:

Δv=xt/tt

Δv=283,2 m/23s=12,31 m/s

Ejercicio n° 3 ¿Que es velocidad media?

Un auto rojo viaja en línea recta a velocidad media de 600centimetros/segundo por 9segundos, despues con  240centimetros/s por 7s, siendo las velocidades del mismo sentido:

  1. a) ¿Determine el desplazamiento en el viaje?
  2. b) ¿Determine la velocidad media en el viaje?

Desarrollo

Datos:

v1=600 cm/s

t1=9 s

v2=240 cm/s

t2=7 s

Fórmulas:

Δv=Δx/Δt

Solución

  1. El desplazamiento es:

x= v·t

Para cada lapso de tiempo:

x1=(600 cm/s)*9 s=5.400 cm

x2=(240 cm/s)*7s=1.680 cm

Calculamos el desplazamiento total:

xt=x1+x2

xt =5.400cm+1.680 cm

desplazamiento total en el viaje=:

xt=7.080cm=70,8 m

  1. tiempo total=

tt=t1+t2=9s+7s=16s

Con el desplazamiento total recien calculado aplicamos:

Δv = xt/tt

Δv = 70,8 m/16 s= 4,42 m/s

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¿Cuál es la dirección y sentido de la velocidad?

Direccion y sentido de la velocidad

El término de velocidad está asociado al cambio de posición de un cuerpo en el tiempo. La información sobre la dirección y el sentido del movimiento, así como su rapidez nos da la velocidad.

La velocidad se representa por flechas que indican la dirección y sentido del movimiento que sigue un cuerpo y cuya longitud puede ser establecida por el valor numérico, siendo esta una intensidad vectorial. Depende del desplazamiento, ósea del punto inicial y final del movimiento y no como la rapidez que está en base a la trayectoria.

Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es m/s, esto significa que cuando decimos que la velocidad de un cuerpo es de 10 metros por segundo, estamos indicando que cada segundo ese mismo cuerpo se desplaza 10 m por ejemplo. 

La velocidad es la cantidad de espacio recorrido por unidad de tiempo con la que un cuerpo se desplaza en una determinada dirección y sentido. Se trata de un vector cuyo valor se expresa por:

v=Δr*Δt

Donde:

  • v: Módulo de la velocidad del cuerpo. El metro sobre segundo (m/s) es la unidad.
  • ∆r: Módulo del desplazamiento. El metro es su unidad de medida.
  • ∆t: Tiempo empleado en realizar el movimiento. Es el segundo es la medida de unidad.

Otro aspecto es que un cuerpo que varía la dirección de su movimiento en la velocidad no mantiene constante, ya que toma en cuenta la dirección del mismo. Aunque el módulo de la velocidad no cambie esto sucede.

Introducción al movimiento

En este tema de introducción al movimiento:

  • Trabajamos con la velocidad en dos instantes de tiempo o velocidad media. 
  • El módulo de la velocidad media es igual a rapidez media sólo en el caso de que es una línea recta (no se da cambio de sentido). En estos casos, y aunque el módulo de un vector es siempre una cantidad positiva, solemos adoptar, para facilitar cálculos, el siguiente pacto de signos:
    • v>0: El móvil se mueve en el sentido + del eje
    •  v<0:El móvil se mueve en el sentido – del eje
  • Es frecuente que utilicen el término velocidad referido a la celeridad media.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de dirección y sentido de la velocidad:

Ejercicio n° 1

Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de 1.200cm/s durante 9s, y luego con velocidad media de 480cm/s durante 7s, siendo ambas velocidades de distinto sentido:

  1. a) ¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje?
  2. b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo?

Desarrollo

Datos:

v1=1.200 cm/s

t1=9 s

v2=480 cm/s

t2=7s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

  1. Si son de distinto sentido:

xt = x1 – x2

xt = 10.800 cm – 3.360 cm

Resultado, el desplazamiento total en el viaje es:

xt = 7.440 cm = 74,4 m

b)

Δv=xt/tt

Δv=74,4 m/16 s

Resultado, la velocidad media del viaje completo es:

Δv = 4,65 m/s

Ejercicio n° 2

Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de 2.400cm/s durante 9s, y luego con velocidad media de 480cm/s durante 14s, siendo ambas velocidades de distinto sentido:

  1. a) ¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje?
  2. b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo?

Desarrollo

Datos:

v1=2.400 cm/s

t1=9 s

v2=480 cm/s

t2=14s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

  1. Si son de distinto sentido:

xt = x1 – x2

xt = 21.600cm – 6.720cm

Resultado, el desplazamiento total en el viaje es:

xt = 14.880 cm = 14,88 m

b)

Δv=xt/tt

Δv=14,88 m/23s

Resultado, la velocidad media del viaje completo es:

Δv = 6,47 m/s

Ejercicio n° 3

Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de 600cm/s durante 9s, y luego con velocidad media de 240cm/s durante 7s, siendo ambas velocidades de distinto sentido:

  1. a) ¿Cuál es el desplazamiento total en el viaje?
  2. b) ¿Cuál es la velocidad media del viaje completo?

Desarrollo

Datos:

v1=600 cm/s

t1=9s

v2=240 cm/s

t2=7s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

  1. Si son de distinto sentido:

xt = x1 – x2

xt = 5.400 cm – 1.680 cm

Resultado, el desplazamiento total en el viaje es:

xt = 3.720 cm = 37,2m

b)

Δv=xt/tt

Δv=37,2 m/16 s

Resultado, la velocidad media del viaje completo es:

Δv = 2,32m/s

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¿Cuáles son las graficas de movimiento rectilineo uniforme acelerado?

Graficas de movimiento rectilineo uniforme acelerado

¿Cuáles son las graficas de movimiento rectilineo uniforme acelerado? En física, el MRUA, también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado, es aquel en el que estando sometido a una aceleración constante un cuerpo se desplaza sobre una trayectoria recta.

En este tipo de movimiento la caída libre vertical es un ejemplo, en el cual la aceleración interviene, y considerada constante, es la conocida como la gravedad.

También es el movimiento que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.

Del movimiento uniformemente acelerado (MUA) tiene como caso particular el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA).

En mecánica clásica el MRUA presenta dos características:

  1. La trayectoria es rectilínea
  2. La aceleración sobre la partícula son constantes por lo que:

La aceleración constante tiene como causa una fuerza resultante constante, dado que la masa es una constante.

Por lo que:

  1. La velocidad varía linealmente respecto del tiempo.
  2. La posición varía según una relación^2 respecto del tiempo.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de graficas de movimiento rectilineo uniforme acelerado:

Ejercicio n° 1 graficas de movimiento rectilineo uniforme acelerado 

Se representa un movimiento rectilíneo uniforme en el gráfico, diga la distancia recorrida en los primeros 4 s.

Desarrollo

Datos:

v= 4m/s

t= 4s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

v = x/t

x = v·t

x = 4 m/s·4 s

Resultado, la distancia recorrida en 4 s es:

x = 16 m

Ejercicio n° 2 

Se representa un movimiento rectilíneo uniforme en el gráfico, diga la distancia recorrida en los primeros 8s.

Desarrollo

Datos:

v = 4m/s

t = 8s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

v = x/t

x = v·t

x = 4m/s*8s

Resultado, la distancia recorrida en 8s es:

x = 32 m

Ejercicio n° 3 movimiento rectilineo uniforme acelerado

Se representa un movimiento rectilíneo uniforme en el gráfico, diga la distancia recorrida en los primeros 16 s.

Desarrollo

Datos:

v=4 m/s

t=16s

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

v=x/t

x=v·t

x=4 m/s*16s

Resultado, la distancia recorrida en 16s es:

x=64m

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¿Cómo se elabora una grafica posicion vs tiempo?

grafica posicion vs tiempo

La grafica posicion vs tiempo es cuando la trayectoria por donde pasa el movil, es decir su punto de posición se relaciona con su respectivo tiempo, ejemplificando cuando esta en el punto x=7 metros cae en t=12 segundos punto x=17 metros cae en t=28 segundos. Con esos datos se analiza la posicion que quieras y te dara su tiempo.

Para representar el tiempo frente a la velocidad, seleccionamos una ecuación que se ajuste al movimiento; posteriormente se despeja la velocidad en función del tiempo.

Velocidad media

La velocidad media relaciona el cambio de posición vrs tiempo, es muy importante para poder resolver un grafico posicion vs tiempo.

Si tu sabes la diferencia entre distancia y desplazamiento, no tendrás problemas para realizar: Una persona pasea desde A hasta D, retrocede hasta E y retrocede de nuevo para alcanzar el punto F. Calcula su rapidez y velocidad media.

Velocidad instantánea y rapidez instantánea

Si realizamos un viaje de 180km y demoramos dos horas en recorrer esa distancia podemos decir que nuestra rapidez media es de noventa km/h.

Es posible que durante el viaje nos hayamos detenido a echar gasolina o a comer y sabemos que al atravesar las poblaciones hemos viajado más lento.

Nuestra rapidez, por tanto, no ha sido siempre de 90km/h sino que en algunos intervalos ha sido mayor y en otros menor, incluso ha sido de 0km/h mientras paramos a comer.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de grafica posicion vs tiempo:

Ejercicio n° 1 grafica posicion vs tiempo

n móvil recorre una recta con velocidad constante. En los instantes t1=0 s y t2=4s, sus posiciones son x1=9,5cm y x2=25,5cm.

Determinar:

  1. a) Velocidad del móvil.
  2. b) Su posición en t3=1s.
  3. c) Las ecuaciones de movimiento.
  4. d) Su abscisa en el instante t4=2,5s.

Desarrollo

Datos:

t1=0s

x1=9,5cm

t2=4 s

x2=25,5cm

Fórmulas:

Δv=Δx/Δt

Solución

a)

Como:

Δv=Δx/Δt

Δv=(x2 – x1)/(t2 – t1)

Δv=(25,5 cm-9,5 cm)/(4 s-0s)

Δv=16 cm/4 s

Resultado, la velocidad del móvil es:

Δv=4 cm/s

b)

Para t3=1s:

Δv=Δx/Δt

Δx=Δv·Δt

Δx=(4 cm/s)*1s

Δx=4 cm

Sumado a la posición inicial:

x3=x1+Δx

x3=9,5cm+4cm

la posición en t3 es:

x3=13,5cm

c)Ecuación de movimiento:

x=4(cm/s)*t+9,5cm

d)

para t4=2,5s:

x4=(4 cm/s)*t4+9,5cm

x4=(4 cm/s)*2,5s+9,5cm

la posición en t4 es:

x4=19,5cm

Ejercicio n° 2 graficas de posicion contra tiempo

Un móvil recorre una recta con velocidad constante. En los instantes t1 = 0 s y t2 = 8s, sus posiciones son x1 = 9,5 cm y x2 = 25,5 cm.

Determinar:

  1. a) Velocidad del móvil.
  2. b) Su posición en t3=1s.
  3. c) Las ecuaciones de movimiento.
  4. d) Su abscisa en el instante t4=2,5s.

Desarrollo

Datos:

t1=0s

x1=9,5cm

t2=8s

x2=25,5cm

Fórmulas:

Δv=Δx/Δt

Solución

a)

Como:

Δv=Δx/Δt

Δv=(x2 – x1)/(t2 – t1)

Δv=(25,5cm – 9,5cm)/(8s-0s)

Δv=16cm/8s

Resultado, la velocidad del móvil es:

Δv=2cm/s

b)

Para t3=1s:

Δv=Δx/Δt

Δx=Δv·Δt

Δx=(2 cm/s)*1s

Δx=2cm

Sumado a la posición inicial:

x3=x1+Δx

x3=9,5cm+2cm

la posición en t3 es:

x3=11,5cm

c)Ecuación de movimiento:

x=2(cm/s)*t+9,5cm

d)

para t4 = 2,5s:

x4=(2 cm/s)*t4+9,5cm

x4=(2 cm/s)*2,5s+9,5cm

la posición en t4 es:

x4=14,5cm

Ejercicio n° 3 graficos de posicion contra tiempo

Un móvil recorre una recta con velocidad constante. En los instantes t1 = 0 s y t2 = 16s, sus posiciones son x1 = 9,5 cm y x2 = 25,5 cm.

Determinar:

  1. a) Velocidad del móvil.
  2. b) Su posición en t3=1s.
  3. c) Las ecuaciones de movimiento.
  4. d) Su abscisa en el instante t4=2,5s.

Desarrollo

Datos:

t1=0 s

x1=9,5 cm

t2=16s

x2=25,5 cm

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

a)

Como:

Δv=Δx/Δt

Δv=(x2 – x1)/(t2 – t1)

Δv=(25,5 cm – 9,5 cm)/(16s – 0 s)

Δv=16 cm/16s

la velocidad del móvil es:

Δv=1cm/s

b)

Para t3=1s:

Δv=Δx/Δt

Δx= Δv·Δt

Δx= (1 cm/s)·1 s= 1 cm

Sumado a la posición inicial:

x3=x1 + Δx

x3=9,5 cm + 1 cm

la posición en t3 es:

x3 = 10,5 cm

c)Ecuación de movimiento:

x=1 (cm/s)*t + 9,5 cm

d)

Con la ecuación anterior para t4 = 2,5 s:

x4= (1 cm/s)*t4 + 9,5 cm

x4= (1 cm/s)*2,5 s + 9,5 cm

Resultado, la posición en t4 es:

x4=12cm

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¿Cómo se elabora una grafica de posicion velocidad y aceleracion?

Grafica de posicion velocidad y aceleracion

Cuando la distancia y el tiempo son los mismos, decimos que el objeto se mueve con una rapidez constante o uniforme.

Si divides la distancia que toma el objeto sobre el tiempo de desplazarse en esa distancia verás algo interesante. Estarás calculando la pendiente. Por ejemplo, cuando el objeto se desplaza se tiene:

distancia/tiempo=75m/10s=7,5m/s

La ecuación de la pendiente

Hagamos nuestro análisis más profundo. Si te fijas en una gráfica, los puntos, se encuentran en una línea recta. La pendiente caracteriza a las líneas rectas  porque tienen una cantidad que es constante. A partir de analizar la gráfica se aplicará la ecuación para calcular la pendiente.

La velocidad es uniforme cuando la pendiente es constante. Esto significa que posee la misma velocidad durante el recorrido.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de grafica de posicion velocidad y aceleración:

Ejercicio n° 1

Una partícula se desplaza en el eje X y en sentido de los x>0, es decir lo positivo. Sabiendo que la velocidad es 2m/s, y su posición es x0=-4m, trazar las gráficas x=f(t) y v=f(t).

Desarrollo

Datos:

v=2m/s

x0=-4m

Solución

Gráficos de posición y velocidad o rapidez

Ejercicio n° 2

Una partícula se desplaza en el eje X y en sentido de los x>0, es decir lo positivo. Sabiendo que la velocidad es 4m/s, y su posición es x0=-8m, trazar las gráficas x=f(t) y v=f(t).

Desarrollo

Datos:

v=4m/s

x0=-8m

Solución

Gráficos de posición y velocidad o rapidez

Ejercicio n° 3

Una partícula se desplaza en el eje X y en sentido de los x>0, es decir lo positivo. Sabiendo que la velocidad es 8m/s, y su posición es x0=-16m, trazar las gráficas x=f(t) y v=f(t).

Desarrollo

Datos:

v=8m/s

x0=-16m

Solución

Gráficos de posición y velocidad o rapidez

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¿Como calcular la velocidad media de un tramo?

velocidad media de un tramo

En esta página, se explica el movimiento más simple, el movimiento rectilíneo, específicamente la Velocidad media de un tramo. Se introducen las magnitudes cinemáticas: velocidad, posición y aceleración.

Diferenciar entre posición y desplazamiento entre los instantes t0 y final t es importante.

Se calcula la velocidad en un instante, a partir de las velocidades medias en intervalos de tiempo pequeños lo que posibilita recordar el concepto de derivada de una función.

Desde un registro de la velocidad en función del tiempo, se calcula el desplazamiento del móvil entre el instante inicial t0 y el instante final t, lo que posibilita rememorar el concepto de integral definida.

Finalmente, se estudian dos casos particulares:

  • Movimiento rectilíneo uniforme
  • Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Magnitudes cinemáticas

Se denomina movimiento rectilíneo, cuya trayectoria es una línea recta.

Donde estará un observador que medirá la posición del móvil x en el instante t situamos un origen en la recta. Las posiciones serán – si está a la izquierda del origen y + si el móvil está a la derecha.

Posición

La posición x del móvil se relaciona con el tiempo t mediante la función x=f(t).

Desplazamiento

Si en el tiempo t, el móvil se encuentra en posición x, más tarde, en el instante t’ el móvil se encontrará en la posición x’. Decimos que hubo  desplazamiento Δx=x’-x en el intervalo de tiempo Δt=t’-t, medido.

Velocidad

En un tiempo Δt finito se calcula la velocidad media. La velocidad (instantánea) en un intervalo de tiempo Δt→0

Debemos hacer el intervalo de tiempo Δt tan pequeño como sea posible, en el límite cuando Δt tiende a cero para determinar la velocidad del instante t.

Aceleración

La velocidad de un cuerpo es una función del tiempo casi siempre. La velocidad del móvil es v’ si en un instante t la y en el instante t’.

A dividir el cambio de velocidad Δv=v’-v y el intervalo de tiempo en lo que efectúa el cambio, Δt=t’-t, se denomina aceleración media entre los instantes t y t’.

Una vez que el intervalo Δt tiende a cero, la aceleración en el instante t es el límite de la aceleración media.

A continuación se pueden ver los siguientes ejercicios de velocidad media de un tramo:

Ejercicio n° 1 ¿Como calcular la velocidad media de un tramo?

Un auto recorre una ruta de la siguiente forma:

  • AB, con velocidad de 60 km/h durante dos horas,
  • BC, con velocidad de 90 km/h durante una hora,

La velocidad media del vehiculo será:

Desarrollo

Datos:

ΔvAB=60 km/h

ΔvBC=90 km/h

tAB=2h

tBC=1h

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

Hallamos la distancia:

AB:

ΔxAB=v*t

ΔxAB=60 km/h*2 h=120 km

BC:

ΔxBC=v*t

ΔxBC= 90 km/h*1 h=90 km

Sumamos:

ABC=120km+90km=210 km

Sumamos:

t=2h+1h=3h

Aplicamos la ecuación:

v=Δx/t

vABC=210 km/3h

Resultado es:

vABC=70 km/h

Ejercicio n° 2 ¿Como calcular la velocidad media de un tramo?

Un auto recorre una ruta de la siguiente forma:

  • AB, con velocidad de 60 km/h durante tres horas,
  • BC, con velocidad de 90 km/h durante una hora,

La velocidad media del vehiculo será:

Desarrollo

Datos:

ΔvAB=60 km/h

ΔvBC=90 km/h

tAB=3h

tBC=1h

Fórmulas:

Δv =Δx/Δt

Solución

Hallamos la distancia:

AB:

ΔxAB=v·t

ΔxAB=60 km/h*3h=180 km

BC:

ΔxBC= v·t

ΔxBC= 90 km/h*1h=90km

Sumamos:

ABC=180km+90km=270 km

Sumamos el tiempo total:

t=3h+1h=4h

Aplicamos la ecuación:

v =Δx/t

vABC=270 km/4h

Resultado es:

vABC=67,6 km/h

Ejercicio n° 3 ¿Como calcular la velocidad media de un tramo?

Un auto recorre una ruta de la siguiente forma:

  • AB, velocidad de 60 km/h durante dos horas,
  • C, velocidad de 180 km/h durante una hora,

La velocidad media del vehiculo será:

Desarrollo

Datos:

ΔvAB=60 km/h

ΔvBC=180 km/h

tAB=2h

tBC=1h

Fórmulas:

Δv=Δx/Δt

Solución

Hallamos la distancia:

AB:

ΔxAB=v*t

ΔxAB=60 km/h·2 h=120 km

BC:

ΔxBC=v*t

ΔxBC=180 km/h*1 h=180 km

Sumamos la distancia total:

ABC=120km+180km=300 km

Sumamos:

t=2h+1h=3h

Aplicamos la ecuación:

v =Δx/t

vABC=300km/3h

Resultado es:

vABC=100km/h

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Las Leyes de Newton

mecanica clasica

Si sobre un cuerpo no actúan fuerzas, o actúan varias fuerzas y el resultado es cero, es porque el cuerpo está en equilibrio.

Primera Ley de Newton

Cuando un cuerpo está en equilibrio, se encuentra en reposo o se mueve con velocidad constante en línea recta. Para un cuerpo en equilibrio, la fuerza neta es cero, lo que enuncia la primera Ley de Newton.

ΣF=0 ΣFx=0 ΣFy=0, para que se cumpla que las sumatorias de las fuerzas sea igual a cero, cada componente de la fuerza neta deber ser cero.

2 Ley de Newton

Pero que ocurre si la fuerza neta no es cero, entonces una fuerza que actúa sobre un cuerpo hace que el cuerpo se acelere. La dirección de la aceleración es la de la fuerza neta. Si la magnitud de la fuerza es constante, la magnitud de la aceleración también lo es. En un cuerpo que se mueve en una trayectoria curva, esto también se aplica. Pero si una combinación de fuerzas se aplica a un cuerpo, éste tendrá la misma aceleración (la misma que está compuesta por dirección y magnitud), que si se aplicara una sola fuerza igual a la suma vectorial, tanto para una trayectoria curva o rectilínea, a esto se llama

2 Ley de Newton:

 

ΣF=m*a (segunda ley de Newton) normalmente se la usa en forma de componentes, con una ecuación para cada componente de fuerza y la aceleración correspondiente: ΣFx=m*a ΣFy=m*a ΣFz=m*a, cada componente de la fuerza total es igual a la masa producto del componente de la aceleración.

Debemos tomar en cuenta que esta ecuación solo es válida si la masa es constante y la  m*a. no es una fuerza, sino que es igual en magnitud y dirección a la resultante ΣF, de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

3 Ley de Newton

Si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B es decir una acción, entonces B, ejerce una fuerza sobre A es decir una reacción. Estas fuerzas tienen la misma magnitud y dirección pero sentido opuesto, conocida como la 3 Ley de Newton.

FA sobre B= -FB sobre A.

En cualquier problema primero se establece el sistema de coordenadas, indicando el origen y la dirección del eje positivo, si conoce el sentido de la aceleración, suele ser conveniente tomarla como dirección positiva. Al aplicar la 1 o 2 ley de Newton grafique el cuerpo con todas las fuerzas que actúan sobre él, sin incluir las que actúen sobre otros cuerpos, es conveniente usar colores para indicar las distintas fuerzas.

Al escribir tanto la 1 y 2 ley de Newton, se debe realizar de manera de componentes usando el sistema de coordenadas definido con anterioridad, no deje de lado los ángulos. No olvidar que una superficie en contacto con el cuerpo ejerce una fuerza normal perpendicular a la superficie, y una fuerza de fricción paralela a la superficie y que una cadena o una cuerda no pueden empujar un cuerpo sino tirar de él en la dirección de su longitud, Luego podrá despejar las incógnitas en estas ecuaciones.

Cuando estamos usando la 2 ley de Newton y hay más de un cuerpo, vuelva a realizar los pasos para cada uno de ellos, usando una ecuación para cada componente, antes de tener despejadas las incógnitas, ya que puede haber relaciones entre los movimientos de los cuerpos.

Si están unidos por una cuerda o cadena y accionan en forma conjunta ejemplificando, la aceleración es igual para la totalidad de los cuerpos actuantes cuando estos tienen el mismo sentido.

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¿Cuáles son las unidades fundamentales de la física?

áles son las unidades fundamentales de la física

Unidades fundamentales de la física. Tal vez a partir de que apareció la figura del ser humano este ha medido y contado, por consiguiente son 2 ocupaciones ineherentes en el ser humano. Tenemos la posibilidad de pensar que en la antiguedad, por los malos sistemas de comunicación cada zona, reino, pais, empezó adoptar sus propias maneras para medir distintas variables, no obstante esto producía una complicación la cual era:

  • tener que cambiar de un sistema a otro para descubrir la equivalencia
  • Una porción drásticamente elevadas de maneras y unidades de medida como reinos hubieran
  • La concientización de la unidad de medida, ejemplificando todos entendemos cuanto es 1 metro, si mencionamos «muevete un metro» todos sabremos en cierta medida cuanto es 1 metro, generalmente poseemos puntos de vista para la unidad. Ahora si mencionamos «muevete una vara», estamos en complicaciones, pues no comprendemos que es una vara.

La metrología ha pasado por diferentes fases; al inicio su máxima inquietud y el objeto de su análisis ha sido la exploración de los sistemas de pesas y medidas. No obstante, a partir de mediados del siglo XVI el interés por el tamaño del globo terrestre y los trabajos que corresponden pusieron de manifiesto la necesidad de un sistema de pesos y medidas mundial, proceso que se observó agudizado a lo largo de la revolución industrial y terminó con la construcción de la Oficina Mundial de Pesos y Medidas y los patrones para el metro y el kg el 20 de mayo de 1875, como unidades básicas del que, se llamó entonces, Sistema métrico decimal. La Oficina garantiza la uniformidad de mediciones y trazabilidad al Sistema Internacional de Unidades.

Sistema Internacional – unidades fundamentales de la física

El Sistema Internacional se instauró en el año mil novecientos sesenta, desde la Conferencia de Pesos y Medidas, a lo largo de la cual al principio se reconocieron 6 unidades físicas primordiales. En 1971 se agregó la séptima unidad: el mol.

Una de las funciones más importante o la más importante es que del Sistema Internacional, es que sus unidades se fundamentan en fenómenos físicos primordiales. Exclusión exclusiva es la unidad de masa, el kg, determinada por un cilindro de platino e iridio guardado en una en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.

El Sistema Internacional de Unidades es la manera del sistema métrico decimal y instituye las unidades que tienen que ser usadas internacionalmente. Se creó por la junta Internacional de Pesos y Medidas en Francia. En él se establecen 7 dimensiones primordiales, con los patrones para medirlas:

Característica Medida Unidad
Longitud Metro M
Masa Kilógramos Kg
Tiempo Segundo S
Intensidad de corriente Ampere A
Intensidad luminosa Candela Cd
Temperatura Kelvin K
Cantidad de materia Mol Mol

Definición de patrones – unidades fundamentales de la física

Metro: Distancia que recorre la luz en el vacío a lo largo de un intervalo de 1/299792 458=3,333*10^-9 segundos

Kg: Se define como la masa compuesta de una aleación de platino e iridio, la misma que se encuentra guardada en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas.

Segundo: Es la duración de 9.192.631.770 oscilaciones de la radiación emitida en la transición entre ambos niveles hiper-finos del estado importante del isótopo 133 del átomo de cesio a una temperatura de cero kelvin..

Mol: Proporción de dicha sustancia que tiene tantas unidades elementales. 1 mol = 6,02*10^23 unidades elementales.

Prefijos Griegos

Es una manera resumida de redactar enormes números, los mismos estas relacionados con las potencias de 10.

Es primordial respetar las Mayúsculas y minúsculas, puesto que tienen valores diversos.

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Libros de fisica cuantica

Libros de fisica cuantica

El libro de física cuántica, introducción a la física cuántica de Joaquın Retamosa Granado, Alvaro Tejero Cantero y Pablo Ruiz Muzquiz tiene por objeto mostrar esta  rama de la ciencia que se encarga de estudiar la ciencia desde la rama atómica hasta la subatómica. Es decir, estudia el mundo de lo microscópico: desde los átomos hasta los protones y neutrones.

Lo más fascinante de la física cuántica y a la vez, complicado de entender es que las leyes de la física clásica se oponen a las de la física cuántica. Para entender el paradigma entre la física clásica y la física cuántica, entendámoslo con un ejemplo: Cuando una persona sostiene una pelota, la puede lanzar contra una pared y, luego de verla rebotar, incluso puedes señalar el lugar donde cayó. Hasta ahí, nada fuera de nuestra “realidad”.

En cambio, en la física cuántica sería como tirar la pelota en un cubo con agua y tratar de agarrar las pequeñas olas que se generan: pasarán por los costados de tu mano, por arriba y entre tus dedos, pero no podrás atraparlas.

Esta ciencia aparentemente imperfecta, ha permitido desarrollar tecnologías que funcionan de manera muy precisa como el desarrollo de la fibra óptica, la inteligencia artificial, el GPS, la tecnología láser y demás.

El libro de física cuántica, introducción a la física cuántica tiene el siguiente contenido:   

Contenido

  • Introducción a la física cuántica
  • Estructura fina del átomo de hidrogeno
  • Partículas idénticas
  • Sistemas con pocos electrones
  • Introducción a la física estadística: distribución de Maxwell-Boltzmann
  • Estadísticas Cuánticas
  • Transiciones electromagnéticas

El libro de física cuántica, tiene por objeto mostrar esta  rama de la ciencia que se encarga de estudiar la ciencia desde la rama atómica hasta

A continuación, les muestro para descargar gratis el libro introducción a la física cuántica de Joaquın Retamosa Granado, Alvaro Tejero Cantero y Pablo Ruiz Muzquiz:

Libro 1 libros de física cuántica: Introducción a la física cuántica de Joaquın Retamosa Granado, Alvaro Tejero Cantero y Pablo Ruiz Muzquiz

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Libros de fisica cuantica

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Libros de termodinamica

Libros de termodinamica

El libro de Termodinámica y energía Energías renovables de Laura Jarauta y Rovira Marta Morata Cariñena tiene por objeto estudiar a grado macroscópico las transformaciones de la energía, y cómo esta energía puede transformarse en trabajo (movimiento). Históricamente, la Termodinámica surgió durante el siglo XIX de la necesidad de mejorar el rendimiento de las primeras máquinas térmicas fabricadas por el ser humano a lo largo de la Revolución Industrial.

La Termodinámica tradicional (que es la que se tratará en estas páginas) se desarrolló previo a que la composición atómica fuera descubierta (a finales del siglo XIX), por lo cual los resultados que arroja y los principios que trata son independientes de la composición atómica y molecular de la materia.

El punto de inicio de la mayoría de consideraciones termodinámicas son las denominadas leyes o inicios de la Termodinámica. En términos fáciles, estas leyes definen cómo poseen sitio las transformaciones de energía. Con la época, han llegado a ser de las leyes más relevantes de la ciencia.

Antecedente de entrar en el análisis de los inicios de la termodinámica, se necesita meter varias nociones preliminares, como qué es un sistema termodinámico, cómo se explica, qué tipo de transformaciones puede experimentar, etcétera.

El contenido del libro es el siguiente:

  • Introducción
  • Acceso a la energía
  • Energía térmica y energía nuclear
  • Energías eólica y fotovoltaica
  • Sistema fotovoltaico autónomo
  • Sistemas generadores aislados
  • Problemas resueltos

A continuación, les muestro para descargar gratis un libro de Termodinámica y energía Energías renovables de Laura Jarauta y Rovira Marta Morata Cariñena:

Libro 1 Libros de termodinamica: Termodinámica y energía Energías renovables

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Libros de mecanica de fluidos

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El libro Apuntes de Mecánica de Fluidos, del autor Agustín Martín Domingo mostrar esta ciencia especializada en el análisis del comportamiento de los fluidos en reposo y en desplazamiento. Sin embargo, ¿Qué es un fluido?, un fluido se define como una sustancia que cambia su forma con relativa facilidad, los fluidos integran tanto a los líquidos, que cambian de manera empero no de volumen, como a los gases, los cuales cambian de forma fácil de manera y de volumen.

Existe otra definición más hecha que define a un fluido como una sustancia capaz de fluir; entiéndase la fluidez como la propiedad de deformarse constantemente bajo la acción de una fuerza tangente al piano de aplicación por pequeña que sea.

La mecánica de fluidos pertenece a la currícula de la mayor parte de ingenierías pues nos otorga los fundamentos y herramientas necesarios para diseñar y evaluar conjuntos y procesos en campos tecnológicos tan varios como el transporte de fluidos, generación de energía, control ambiental, vehículos de transporte, construcciones hidráulicas, etcétera.

Tales fundamentos se refieren a la naturaleza de los fluidos y de las características que los describen; las leyes físicas que gobiernan su comportamiento; la expresión matemática de estas leyes y las múltiples metodologías que tienen la posibilidad de emplearse en la solución de los inconvenientes.

Los temas que toca el mencionado libro son los siguientes:

  • Introducción a los fluidos. La hipótesis del continuo.
  • Estática de fluidos.
  • Dinámica de fluidos perfectos.
  • Dinámica de fluidos reales. Flujo de fluidos en tuberías.
  • Mecánica de fluidos en medios permeables.

A continuación, les muestro para descargar gratis un libro de mecanica de fluidos denominado Apuntes de Mecánica de Fluidos del autor Agustín Martín Domingo:

Libro 1 libros de Mecanica de Fluidos: Apuntes de Mecánica de Fluidos

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Libros de fisica secundaria

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El libro de fisica secundaria, con nombre  Introducción a la física de Silvana Macedo tiene por objeto mostrar las características de la materia, la energía, la era, el espacio y sus relaciones.

La física en su intento de explicar los fenómenos naturales con precisión y autenticidad ha llegado a parámetros impensables, el razonamiento de hoy encierra a partir de la especificación de partículas primordiales microscópicas, el origen de las estrellas en el cosmos e inclusive conocer con una enorme posibilidad lo cual aconteció los primeros momentos del origen de nuestro mundo, por citar unos pocos conocimientos.

La finalidad de la Física es describir la verdad. Una viable especificación de la verdad, o de una sección de ella, es lo cual comúnmente llamamos teoría. Esto no es tan obvio como logre parecer, no es trivial detallar en que debería consistir una especificación; y mucho menos conceptualizar que es realidad y que no lo es.

En primera instancia, la verdad es todo eso que es medible. En esta situación, con medible no deseamos mencionar tan solo que exista un método fiable que posibilite cuantificar numéricamente alguna intensidad, sino que dota el término de un sentido más extenso para integrar cada una de esas mediciones de carácter cualitativo.

¿Qué es la fisica?

La física se delega de los fenómenos físicos. Fenómenos físicos son esos que no modifican la composición íntima de la materia, a diferencia de los fenómenos químicos, que sí la modifican». En cierta medida en otras palabras cierto, ya que la caída de un cuerpo humano, ofrecer cuerda a un reloj, calentar agua para el mate, patear una pelota, son fenómenos físicos; construir ácido sulfúrico, chicharrar un papel, la oxidación de un cuchillo, son fenómenos químicos. Sin embargo hablando con propiedad, no existe una diferencia sustancial entre fenómenos físicos y químicos:

Las leyes de la física gobiernan las cosas más modestas, como el desplazamiento de una puerta, y las más diarias, como el desempeño de una tijera, y las más tremendas, como la bomba atómica, y las más misteriosas, como los relámpagos cósmicos, y las más fantásticas, como los satélites artificiales, y las más triviales, como la meditación en un espejo, y las más específicas, como el manejo de un motor, y las más abstractas, como la naturaleza del calor.

Sepamos aprender física al divisar el ferrocarril, al ver lo cual pasa en el centro de un elevador, al improvisar un péndulo con una roca, y un reloj con el pulso, creando un galvanómetro con el imán de cualquier auto viejo y ciertos alambres de cobre, o una cámara fotográfica con una caja de cartón. Y de esta forma conoceremos más física y más a fondo que observando a partir de un asiento el deslumbrante artefacto venido de una fábrica. Todos somos un poco físicos, sin saberlo.

El libro de fisica secundaria, con nombre  Introducción a la física de Silvana Macedo tiene por objeto muestra los siguientes capítulos:

Primera Parte

  • Energía en el mundo cotidiano – Energía Mecánica
  • Energía térmica

Segunda Parte

  • Energía eléctrica
  • Energía en un Universo Físico

A continuación, les muestro para descargar gratis libros de fisica secundaria:

Libro 1 Libros de fisica secundaria: Introducción a la física de Silvana Macedo

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Libros de Fisica Basica

Libros fisica basica

Los libros de fisica basica de la Universidad de Palma tiene por objeto reducir los esfuerzos que sufren un óptimo número de los estudiantes ingresantes a la carrera de ingeniería con pocos conocimientos de ciencias. Esta complejidad ha obligado a que en los programas de análisis de las carreras de ingeniería se optara por implantar una asignatura introductoria de Física Basica cuyo contenido posibilite reforzar o consolidar conforme el caso los conocimientos de mecánica.

Este libro de Física Basica fue diseñado y enriquecido en los últimos años por los maestros del Departamento de Ciencias, tomando en cuenta para el desarrollo del estudiante solo tenga que usar los conocimientos de matemáticas necesarias que fueron impartidos en la secundaria.

El libro está organizado instituye la recolección del material usado en la preparación de las clases en los últimos años, la solución de inconvenientes y propuestas de prácticas y tests y material de lectura que es usado en la Universidad Ricardo Palma.

Esta primera versión del libro de física básica tiene como objetivo situar a importancia de alumnos y docentes todo el material recopilado y se espera que se realice llegar cada una de las recomendaciones.

A continuación, les muestro para descargar gratis un libro de física básica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Ricardo Palma:

Libro 1 libros de fisica basica: Fisica-Basica-Universidad-Ricardo-Palma

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Por otra parte se desarrolló un texto de física para estudiantes con conocimientos medios de física básica elaborado por Jimmy Rodríguez  el cual abarca las siguientes temáticas:

Unidad 1: Fuerza y movimiento que abarca los siguientes capítulos

  • Mecánica de los cuerpos en trayectorias curvilíneas.
  • Mecánica de fluidos.
  • Física de los cuerpos cargados.
  • Física al interior del núcleo atómico.

Unidad 2: Tierra y universo que abarca los siguientes capítulos

  • Capítulo 1 Mecanismos fisicoquímicos y la acción humana que afectan a la Tierra.
  • Capítulo 2 Nuestro universo.

A continuación se vee para descargar el mencionado libro:

Libro 2 libros física: Fisica III y IV Texto del Estudiante

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fisica basica

 

 

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¿Qué es el Electromagnetismo?

Que es magnetismo

¿Que es magnetismo? En los años 1820 los fenómenos eléctricos y magnéticos se tomaban como dos cosas distintas sin ninguna relación. Como en otros monumentales descubrimientos de la historia, una casualidad ayudó a Hans Christian Oersted a hallar que los dos estaban involucrados, al mirar que la orientación de la aguja de una brújula variaba al pasar corriente por medio de un conductor próximo a ella.

Los estudios de Oersted concluyeron que la electricidad y el magnetismo eran partes de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en desplazamiento. Este ha sido los principios de lo cual hoy conocemos como electromagnetismo, la base del manejo de todos los motores eléctricos y generadores eléctricos.

Que es magnetismo

El magnetismo ocasiona que los objetos ejerzan fuerzas de atracción o repulsión sobre diversos materiales. El exclusivo imán natural conocido es un mineral denominado magnetita. Todos los materiales son influidos, en más grande o menor forma por la existencia de un campo magnético. En ciertos de ellos es más simple identificar estas características magnéticas, tales como el níquel, el hierro o el cobalto.

Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por primera ocasión por los viejos griegos, aun cuando a lo largo de siglos se creyó que las magnetitas contenían ciertas características curativas.

En la actualidad, los imanes son usados por la ciencia médica para medir la actividad cerebral por medio de la magnetoencefalografía (MEG), o como terapia de choque para corazones.

¿Qué es un imán? ¿Qué es el campo magnetico?

Los imanes son los materiales que muestran las características del magnetismo y tienen la posibilidad de ser naturales, como la magnetita, o artificiales.

Además se ordenan en permanentes o temporales, conforme el material con el que se fabriquen o la magnitud de campo magnético al que son sometidos.

Los imanes muestran 2 regiones donde las ocupaciones se expresan con más fuerza, situadas en los extremos y llamadas polos magnéticos: norte y sur.

Una de las características primordiales de la relación entre imanes es que los polos equivalentes se repelen, en lo que los polos opuestos se atraen. Este impacto de atracción y repulsión trata sobre las líneas de campo magnéticas, que acostumbran ir del polo norte al sur.

Una vez que se acercan 2 polos opuestos, estas líneas tienden a saltar de un polo a otro: tienden a pegarse. Esta atracción va a ser más grande o menor según sea la distancia entre ambos imanes.

Sin embargo, una vez que se acercan 2 polos equivalentes, estas líneas de campos se comienzan a comprimir hacia su propio polo. Una vez que esta compresión es máxima, las líneas de campo tienden a expandirse, lo cual hace que los polos equivalentes de 2 imanes no logren acercarse y se repelan.

Impacto repulsión y atracción en un imán

Otra característica de los imanes es que los polos no se pueden dividir. Si un imán se rompe en 2 piezas no se obtienen un polo norte y un polo sur sino que se obtienen 2 imanes, todos ellos con un polo norte y un polo sur.

Impacto de un imán al ser divididos en algunas piezas

Si poseemos un imán suspendido por un hilo colocado en su centro de gravedad, observamos que constantemente queda orientado hacia una misma dirección. Uno de los polos se orienta hacia el norte y otro hacia el sur, puesto que los polos del imán se alinean según los polos magnéticos de la Tierra, que actúa como imán natural.

El campo magnético

El campo magnético es la agitación que crea un imán a la zona que lo envuelve. Se representa con líneas de campo que parten por el exterior del imán del polo norte al polo sur, y por su interior al contrario, del polo sur al norte. Son líneas que no se cruzan y se parten unas de otras y del imán, tangencialmente a la dirección del campo en cada punto.

Este recorrido de las líneas de fuerza es el circuito magnético y la porción que lo conforman se denomina flujo magnético. Su magnitud es inversamente proporcional al espacio en medio de las líneas (a menos espacio, más intensidad).

En un campo magnético uniforme, la densidad de flujo de campo magnético que atraviesa una área plana y perpendicular a las líneas de fuerza valdrá:

Lineas de fuerza

B = Φ/S Donde la letra griega phi (Φ) es el flujo magnético y su unidad es el Weber (Wb).

En la situación de que el área atravesada por el flujo magnético no sea perpendicular a la dirección de éste tendremos que:

Φ=B*5*cos α Donde alfa (α) es el ángulo que forma B con el vector perpendicular a el área.

Las líneas de campo magnético atraviesan cada una de las sustancias, sin embargo no cada una de se comportan de la misma forma, diferenciándose entre materiales ferromagnéticos, materiales paramagnéticos y materiales diamagnéticos.

Los materiales ferromagnéticos se quedan imantados permanentemente y poseen la propiedad de ser atraídos con más magnitud que los paramagnéticos o diamagnético, gracias a su permeabilidad relativa.

La permeabilidad relativa es igual a dividir la permeabilidad magnética entre la permeabilidad de vacío.

μr = μ / μ0

Curva de histéresis magnética

La magnetización de un material está establecido por medio de la curva de histéresis. Sea como sea el material específico, la manera continuamente tiene propiedades semejantes:

  • Al inicio, la magnetización necesita un gran esfuerzo eléctrico. Este intervalo es la llamada región reversible.
  • En un definido punto, la magnetización se genera de manera proporcional. En aquel punto se inicia la llamada región lineal.
  • Al final, se llega un momento desde el cual, por mucha fuerza magnética que induzcamos al material, por el momento no se magnetiza más. Este es el denominado punto de saturación, que establece el principio de la llamada región de saturación.

La curva de histéresis magnética se representa:

  • En horizontal la magnitud de campo magnético H.
  • En vertical representamos la inducción magnética B, que surge en el material que estamos estudiando como resultado del campo magnético desarrollado.

El campo magnético desarrollado por una corriente eléctrica

El costo del campo magnético realizado en un punto dependerá de diversos componentes: la magnitud de la corriente eléctrica, la distancia del punto respecto al hilo conductor y la manera que tenga el conductor por donde pasa la corriente eléctrica.

Para establecer la dirección y sentido del campo magnético tenemos la posibilidad de utilizar la llamada regla de la mano derecha. Usando esa mano y apuntando con el dedo pulgar hacia el sentido de la corriente, la curvatura del resto de dedos nos indicará el sentido del campo magnético.

La regla de la mano derecha

En la situación de un hilo conductor rectilíneo se crea un campo magnético circular en torno al hilo y perpendicular a él.

Una vez que poseemos un hilo conductor a modo de espira, el campo magnético va a ser circular. La dirección y el sentido del campo magnético es dependiente del sentido de la corriente eléctrica.

Una vez que poseemos un hilo conductor enrollado a modo de hélice poseemos una bobina o solenoide. El campo magnético en su interior se refuerza aún más al existir más espiras. 

Una aplicación bastante común de las bobinas es aprovecharlas como electroimanes. Su desempeño se fundamenta en la corriente eléctrica que circula por medio de la bobina, y un núcleo ferromagnético, colocado en el centro de la bobina, que se convierte en un imán temporal. Cuantas más espiras tenga la bobina, más grande va a ser su campo magnético.

Que es la Fuerza electromagnetica

Para responder que es la fuerza electromagnetica, debemos saber que una vez que una carga eléctrica está en desplazamiento crea un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor. Este campo magnético ejecuta una fuerza sobre cualquier otra carga eléctrica que se encuentre situada en su radio de acción. Esta fuerza que lleva a cabo un campo magnético va a ser la fuerza electromagnética.

Si poseemos un hilo conductor rectilíneo por donde circula una corriente eléctrica y que atraviesa un campo magnético, se origina una fuerza electromagnética sobre el hilo. Es decir ya que el campo magnético crea fuerzas sobre cargas eléctricas en desplazamiento.

Si en vez de tener un hilo conductor rectilíneo poseemos un espiral rectangular, aparecerán dos fuerzas de igual costo, sin embargo de distinto sentido situadas sobre ambos lados perpendiculares al campo magnético. Esto no causará un movimiento, sino que la espira girará sobre sí misma.

Espira rectangular girando de un campo magnético

La dirección de esta fuerza originada se puede decidir por la regla de la mano izquierda.

Si la dirección de la rapidez es paralela a la dirección del campo magnético, la fuerza se anula y la trayectoria de la partícula va a ser rectilínea.

Si la dirección de la rapidez es perpendicular al campo magnético la fuerza vendrá dada por la expresión:

F = Q • v • B

En caso de que esta fuerza sea perpendicular al plano compuesto por la rapidez y el campo magnético, la partícula describirá una trayectoria circular.

Si la dirección de la rapidez es oblicua a la del campo magnético, la partícula describirá una trayectoria en espiral.

Faraday-Lenz, la inducción electromagnética y la fuerza electromotriz inducida

La inducción electromagnética es la producción de corrientes eléctricas por campos magnéticos cambiantes con la era. Este fenómeno es opuesto al que encontró Oersted, debido a que es la vida de un campo magnético lo que producirá corrientes eléctricas. Además, la corriente eléctrica aumenta al incrementar la velocidad con la que se generan las variaciones de flujo magnético.

Dichos hechos han permitido enunciar la ley que se sabe como la Ley de Faraday-Lenz.

Con base en el inicio de conservación de la energía, Michael Faraday pensaba que, si una corriente eléctrica era capaz de crear un campo magnético, entonces un campo magnético debía además crear una corriente eléctrica.

En 1831 Faraday llevó a cabo una secuencia de experimentos que le han permitido hallar el fenómeno de inducción electromagnética. Halló que, moviendo un imán por medio de un circuito cerrado de alambre conductor, se generaba una corriente eléctrica, llamada corriente inducida. Además, esta corriente se mostraba al desplazar el alambre sobre el mismo imán fijo.

Faraday describió los principios de esta corriente en términos del número de líneas de campo atravesados por el circuito de alambre conductor. Esta ha sido después expresada matemáticamente en la hoy llamada Ley de Faraday, una de las 4 ecuaciones primordiales del electromagnetismo.

Enunciado Ley de Faraday

Ley de Faraday «La fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual y de símbolo contrario a la velocidad con que cambia el flujo magnético que atraviesa un circuito, por unidad de tiempo”.

Ley de Lenz «La corriente inducida crea un campo magnético que se opone constantemente a la alteración de flujo magnético que la ha producido”.

En la ecuación está establecido que el cociente entre la alteración de flujo (Δϕ) en relación a la alteración del tiempo(Δt) es igual a la fuerza electromotriz inducida (ξ). El símbolo negativo viene dado por la ley de Lenz e sugiere el sentido de la fuerza electromotriz inducida, causa de la corriente inducida, que se debería al desplazamiento relativo que hay entre la bobina y el imán.

Inducción electromagnética

La inducción electromagnética constituye un fenómeno destacado en el electromagnetismo, del que se han desarrollado varias aplicaciones prácticas.

  • El transformador que se emplea para conectar un teléfono móvil a la red.
  • La dinamo de una bicicleta.
  • El alternador de una gigantesca central hidroeléctrica.
  • La inducción electromagnética esta en una bobina

Para comprender de manera correcta qué es la inducción electromagnética analizaremos una bobina, un elemento del circuito eléctrico a modo de espiral que almacena energía eléctrica.

  • Una vez que el imán y la bobina permanecen en reposo el galvanómetro no apunta paso de corriente eléctrica por medio de la bobina.
  • Acercamos un imán a esta bobina, observamos que el galvanómetro marca el paso de una corriente eléctrica en la bobina.
  • Alejamos el imán, el galvanómetro marcará el paso de la corriente eléctrica por medio de la bobina, sin embargo de sentido opuesto a una vez que lo acercábamos.
  • Si en sitio de desplazar el imán movemos la bobina, tenemos la posibilidad de revisar los mismos efectos por medio del galvanómetro.

De esta vivencia se puede deducir que la corriente tiesa a medida que se hace el desplazamiento del imán o de la bobina y es más fuerte como más veloz se realice este desplazamiento. La corriente eléctrica que surge en la bobina es la corriente inducida.

Corrientes de Foucault

Las corrientes de Foucault, además conocidas como corrientes parásitas, fueron descubiertas por el físico francés Léon Foucault en 1851, al edificar un dispositivo que empleaba un disco de cobre el cual se movía en un campo magnético profundo.

Este fenómeno se genera una vez que un material conductor atraviesa un campo magnético variable, o al revés. En esta situación, el desplazamiento relativo entre el material conductor y el campo magnético variable, causa una circulación de electrones, o corriente inducida por medio del material conductor.

Estas corrientes circulares de Foucault inventan campos magnéticos cambiantes en la época, que se oponen al sentido del flujo del campo magnético aplicado.

Las corrientes de Foucault, y los campos opositores causados van a ser más grandes cuanto:  Más intenso sea el campo magnético aplicado, más grande la conductividad del conductor y más grande la rapidez relativa de desplazamiento.

Las corrientes de Foucault inventan pérdidas de energía por medio del impacto Joule, que es un fenómeno irreversible por el que en un conductor circula corriente eléctrica. La energía cinética de los electrones se transforma en calor gracias a los choques que padecen con los átomos del material conductor por el cual transitan, elevando la temperatura del mismo.

Aplicaciones en las corrientes de Foucault

Hay infinidad de aplicaciones que se fundamentan en las corrientes de Foucault, como:

  • Los hornos de inducción, de gran utilidad en la industria debido a que funcionan a altas frecuencias y con monumentales corrientes.
  • Los detectores de metales.
  • Además permanecen presentes en los sistemas de levitación magnética utilizado en los ferrocarriles.

Empero las corrientes parásitas además reducen la eficiencia de varios dispositivos que utilizan campos magnéticos cambiantes, como los transformadores de núcleo de hierro y los motores eléctricos. Estas pérdidas son minimizadas usando núcleos con materiales magnéticos que tengan baja conductividad eléctrica (como ejemplificando ferrita) o usando delgadas hojas de acero eléctrico, apiladas empero separadas entre sí por medio de un barniz aislante u oxidadas tal que queden mutuamente recluidas eléctricamente.

Generalmente, las corrientes de Foucault son indeseadas, debido a que representan una disipación de energía a modo de calor, empero, como ya hemos observado, estas corrientes son la base de muchas aplicaciones. Además son la causa primordial del impacto pelicular en conductores que transportan corriente alterna, lo cual crea la mayoría de las pérdidas en el transporte de la electricidad.

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¿Qué es la potencia en física?

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La potencia en física es un trabajo efectuado en una unidad de tiempo definida. Mejor dicho, es la proporción de trabajo por unidad de tiempo que cualquier objeto o sistema.

La potencia se mide en watts (W), unidad que rinde homenaje al creador escocés James Watt y equivale a un julio (J) de trabajo llevado a cabo por segundo (s).

La destreza para entender y medir lo qué es potencia en física con exactitud ha sido un componente determinante en el desarrollo de los primeros motores a vapor, artefacto sobre el cual se sostuvo la Revolución Industrial. En nuestros propios días, sin embargo, frecuenta estar vinculada a la electricidad y a otro tipo de recursos energéticos modernos, puesto que además puede nombrar la proporción de energía transmitida.

Tipos de potencia

Hay los próximos tipos de potencia:

  • Potencia mecánica. Aquella que se deriva de la aplicación de una fuerza sobre un sólido duro, o bien un sólido deformable.
  • Potencia eléctrica. En vez de trabajo, tiene relación con la proporción de energía transmitida por unidad de tiempo en un sistema o circuito.
  • Potencia calorífica. Tiene relación con la proporción de calor que un cuerpo humano libera al medio ambiente por unidad de tiempo.
  • Potencia sonora. Se entiende como la proporción de energía que una onda sonora lleva por unidad de tiempo por medio de una área definida.

Fórmulas de potencia

La potencia de una maquinaria nos sugiere si va a poder hacer un trabajo. La potencia se calcula, en general, según la fórmula siguiente:

P = ΔE/ Δt

ΔE representa el cambio de energía o la alteración de trabajo.

Δt representa la época medido en segundos.

No obstante, cada tipo de potencia se expresa por medio de su propia formulación, ejemplificando:

  • Potencia mecánica. P(t) = F.v, cuando existe rotación del sólido y las fuerzas aplicadas alteran su rapidez angular, se aplicara la fórmula P(t) = F.v + M.ω. F y M van a ser la fuerza resultante y el instante resultante, respectivamente; en lo que V y ω van a ser la rapidez del punto en base al calculó de la resultante y la rapidez angular.
  • Potencia eléctrica. P(t) = I(t). V(t). I es la corriente circulando, medida en amperios y V la caída de voltaje medida en voltios. En caso de que se intente una resistencia en vez de un conductor de electricidad, la fórmula a ocupar va a ser P = I2R = V2/R, donde R es la resistencia que tendra el material, expresada en ohmios.
  • Potencia calorífica. P = E/t, donde E es la energía calórica concedida, medida en julios (J). Vea que esto no repercute con los grados de calor.
  • Potencia sonora. PS = ʃIs dS, donde Is es la magnitud sonora y dS el factor alcanzado por la onda.

Ejemplos de qué es potencia en física

1. Potencia en física para desplazar una masa

Queremos subir 100 kilogramo de materiales de creación al séptimo piso de un inmueble en creación, o sea, a unos 20 metros del suelo. Queremos realizarlo utilizando una grúa y en 4 segundos de tiempo, de esta forma que debemos consultar la potencia elemental de la misma.

Para usar la fórmula P = w/t, debemos calcular el trabajo llevado a cabo por la grúa primero.

Para ello usamos la fórmula W = F. d. cos a = 200 x 9,8 x 40 x 1 = 78400 N. 

2. Potencia que disipa una resistencia

Debemos calcular la proporción de potencia que disipa una resistencia eléctrica de 10 ohmios, una vez que la atravesamos con una corriente de 10 amperios. Aplicamos en esta situación la fórmula P = R x I2, de la siguiente forma: P = 10 x 102, lo que arroja como consecuencia una potencia disipada de 1000 watts.

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Tipos de energía

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Tipos de energía. La energía es importante en el desarrollo humano. El ser humano necesita la energía para sobrevivir. ¿por qué tiene tanta importancia?

La energía es la función de los cuerpos para hacer un trabajo y crear cambios en los otros cuerpos. A partir de la energía se hacen funcionar las cosas.

La unidad de medida que usamos para cuantificar la energía es el joule (J), en honor al físico inglés James Prescott Joule.

La energía se muestra de diferentes posibilidades, recibiendo de esta forma diferentes denominaciones según las ocupaciones y los cambios que puede ocasionar.

Tipos de Energía – Energía mecánica

La energía mecánica es aquella relacionada tanto con la postura como con el desplazamiento de los cuerpos y, por consiguiente, implica a las diversas energías que tiene un objetivo en desplazamiento, como son la energía cinética y la potencial. Su fórmula es:

Em =Ep+Ec

Donde:

Em es la energía mecánica.

Ep la energía potencial.

Ec la energía cinética.

La energía potencial se refiere a la postura que ocupa una masa en el espacio. Su fórmula es:

Ep=m•g•h

Donde:

m es la masa (kg), gramo la gravedad de la Tierra (9,81 m/s^2 ), h es la elevación (m) y Ep la energía potencial (J=Kg•m^2 /s^2 ).

La energía cinética por su lado se declara una vez que los cuerpos se mueven y está vinculada a la rapidez. Se calcula con la fórmula:

Ec= ½ m*v^2

Donde:

m es la masa (Kg), v la rapidez (m/s) y Ec la energía cinética (J=Kg•m^2 /s^2 )

Tipos de Energía – Energía interna

La energía interna se muestra desde la temperatura. Cuanto más caliente se encuentre un cuerpo humano, más energía interna va a tener.

Tipos de Energía – Energía eléctrica

Una vez que 2 aspectos poseen una diferencia de potencial y se conectan por medio de un conductor eléctrico se crea lo cual conocemos como energía eléctrica, relacionada con la corriente eléctrica.

Energía térmica

Se asocia con la proporción de energía que pasa de un cuerpo humano caliente a otro más gélido manifestándose por medio del calor.

Energía electromagnética

Esta energía se atribuye a la existencia de un campo electromagnético, creado desde el desplazamiento de partículas eléctricas y magnéticas moviéndose y oscilando a la vez. Son lo cual conocemos como ondas electromagnéticas, que se propagan por medio del espacio y se trasladan a la rapidez de la luz.

El Sol es una ejemplificación de ondas electromagnéticas que tienen la posibilidad de expresar como luz, radiación infrarroja y además ondas de radio.,

Energía química

La energía química se muestra en determinadas actitudes químicas en las que están formados o rompen enlaces químicos. El carbón, el gas natural o el desempeño de las baterías son ciertos ejemplos del uso de esta energía.

La energía nuclear

La energía nuclear es la que se produce al interactuar los átomos entre sí. Puede liberarse por medio de su rotura, lo cual se sabe cómo fisión, o de su alianza, lo cual se llama fusión.

Tipos de Energía – Características de la energía

La energía tiene 4 características primordiales:

  • Se transforma. La energía no se crea, sino que se transforma y es a lo largo de esta transformación una vez que se expresan las diversas maneras de energía.
  • Preserva. Finalmente de cualquier proceso de transformación energética jamás puede haber más o menos energía que la que había al inicio, constantemente se preserva. La energía no se deshace.
  • Transfiere. La energía pasa de un cuerpo humano a otro a modo de calor, ondas o trabajo.
  • Degrada. Solo una sección de la energía transformada es capaz de crear trabajo y la otra se pierde a modo de calor o sonido (vibraciones mecánicas no deseadas).

Tipor de Energía – Transferencia de energía

Hay 3 maneras primordiales de transferir energía de un cuerpo a otro:

Trabajo

Una vez que se hace un trabajo se pasa energía a un cuerpo que cambia de una postura a otra. Como pasa, ejemplificando, si empujamos una caja para desplazarla: estamos llevando a cabo un trabajo para que su postura varíe.

Ondas

Las ondas son la propagación de perturbaciones de ciertas propiedades, como el campo eléctrico, el magnetismo o la presión. Al desplazarse por medio del espacio transmiten energía.

Calor

Es uno de los tipos de energía que se afirma una vez que se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro cuerpo más gélido. Esta energía puede viajar de 3 modalidades primordiales:

  • Conducción: una vez que se calienta un extremo de un material, sus partículas vibran y chocan con las partículas vecinas, transmitiéndoles parte de su energía.
  • Radiación: el calor se propaga por medio de ondas de radiación infrarroja (ondas que se propagan por medio del vacío y a la rapidez de la luz).
  • Convección: que es propia de fluidos (líquidos o gaseosos) en desplazamiento.

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¿Que es la Calorimetria?

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Ahora nos enfocaremos en aprender que es la calorimetria en física, prácticamente desarrollaremos los conceptos de calorimetría, calor, equilibrio térmico y transferencia de calor.

Que es la calorimetria

La calorimetría es la rama de la física que se delega del análisis y medición de calor, o sea examina los fenómenos que involucran trueque de calor que están afectando a materiales, así sea por cambios de etapa hechos por actitudes químicas, cambios físicos, de temperatura, etcétera.

Calor

El calor es una manera de energía que tienen los cuerpos, se plantea por medio de un crecimiento de temperatura y se transfiere de cuerpos con más temperatura hacia cuerpos con menor temperatura, procurando de conseguir la estabilidad térmico.

Equilibrio térmico

Se estima como equilibrio térmico al estado en que 2 o más cuerpos en contacto alcanzan una misma temperatura, de tal forma que el calor queda homogéneamente distribuido, hasta que no haya transferencia de calor entre ellas, esa temperatura se sabe como temperatura de equilibrio.

Imagina lo que pasa una vez que mezclas agua caliente con agua gélida en un recipiente de paredes adiabáticas, puesto que por supuesto al mezclar del todo el resultado va a ser agua tibia.

Ello ocurre pues el agua caliente transfiere calor al agua gélida hasta llegar al equilibrio térmico.

Se plantea que un sistema es adiabático una vez que es térmicamente aislante, en nuestro ejemplo comentamos un que no deja salir ni entrar calor.

Que es la Calorimetria en fisica: Transferencia de calor

Al preguntarnos que es la calorimetria, podemos decir que es la transferencia de calor; es decir el proceso por el que un cuerpo  transfiere calor a otro, como ya comentamos, el calor se transfiere de los cuerpos calientes hacia los fríos. Este proceso puede pasar de numerosas posibilidades.

O sea el calor se puede transferir por: conducción, convección y radiación; ahora observaremos en qué radica todas estas maneras. Sin embargo previamente respondamos una pregunta curiosa.

Analicemos que es la calorimetria ¿El frio entra o sale?

Esta es la célebre pregunta que se plantean una vez que se estudia calorimetría o termodinámica; es bastante curioso ya que toda la vida has escuchado de padre, madre u otras personas, de que el frio entra, que cierres la puerta o las ventanas pues el frio entra, de dicha forma asumimos que el frio entra, y ya te habrás dado cuenta que está mal.

Puesto que conforme con la teoría que desarrollamos hasta ahora, es el calor el que se transfiere, no el frio.

Entonces ¿Qué pasa, el frio sale o entra? Puesto que ni una de ambas, ni sale, ni entra, lo cual realmente pasa, es que el calor sale, el calor se transfiere de cuerpos calientes a fríos y no a la inversa.

Lo cual pasa una vez que abres la puerta o la ventana en etapa de frio, es que el calor se sale para conseguir la estabilidad térmico con el exterior, de tal forma que la temperatura reduce, dando una falsa sensación de que el frio entra.

Bien ahora ya sabes, si un día cierras la ventana para evadir el frio, lo cual está procurando de hacer es que el calor de tu habitación o sitio se mantenga. Comentado esto, ahora pasemos a la descripción de las maneras de transferencia de calor.

Que es la Calorimetria física: Conducción térmica

La conducción térmica es un proceso en el que la energía se transfiere de un cuerpo a otro aprovechando la propiedad de conductividad térmica que tienen los materiales. Ahi podemos entender de una forma lo que es la calorimetria.

Ver Ejercicios de calorimetria

Un claro ejemplo de este proceso se puede mirar una vez que se calienta el extremo de una varilla metálica de forma directa en el fuego, acorde pasa la era, se nota que el otro extremo además aumenta su temperatura, esto ya que el calor es conducido por medio del metal, debido a su conductividad térmica.

Tenemos la posibilidad de mencionar que la conducción térmica pasa por contacto directo, en el cual solo hay trueque de calor, sin embargo no existe trueque de masa.

Convección

La transferencia de calor por convección, pasa una vez que el calor es transferido por medio de un fluido principalmente, o sea, en esta situación pasa además una transferencia de masa.

Un claro ejemplo de transferencia de calor por convección es una vez que prende una vela, claramente el calor se crea por la combustión de la vela, notarás que el aire a su alrededor comienza a calentarse, el aire caliente comienza a subir puesto que su densidad es menor que la del aire frio, tal el calor se transfiere por medio del flujo de aire.

Radiación

El calor además se transmite por medio de la radiación, en esta situación el calor se transfiere por medio de ondas electromagnéticas. Un caso claro sobre esta clase de transferencia de calor, es la radiación que emite el sol a la tierra.

Unidades de calor

La unidad de medida del calor es el Joule (J), puesto que se trata de una manera de energía. Bien, sin embargo en la práctica se frecuenta utilizar como unidad la caloría (cal) y todavía más su múltiplo, la kilocaloría (kcal).

Para objetivos prácticos, se puede transformar calorías a Joule y a la inversa, sencillamente empleamos su equivalente: 1 caloría= 4,186Joule

Calor específico

El calor específico es una intensidad que tienen todos los materiales, o sea cada sustancia poseen un calor especifico, que sugiere la proporción de calor que debería triunfar o perder una unidad de masa para que su temperatura cambie en una unidad.

Que es la Calorimetria: Capacidad calorífica

Esta intensidad no es propia de los materiales, puesto que es dependiente de la proporción de material, o sea de su masa total; la capacidad calorífica nos sugiere la proporción de calor que la masa total debería ganar o perder para que su temperatura total incremente o reduzca en una unidad respectivamente.

Conservación de la energía

La ley de conservación de la energía, instituye que la energía total en un sistema físico cerrado se conserva constante en el tiempo, o sea la energía en un sistema aislado, no se se incrementa ni reduce.

En calorimetría, esto quiere decir que, una vez que 2 o más cuerpos que se hallan a diferentes temperaturas y permanecen aislados en un sistema cerrado, dichos cambian calor hasta lograr la estabilidad térmica, en este proceso, los cuerpos con menor temperatura ganan calor y los de más grande temperatura ceden calor.

El calor total ganado por los cuerpos fríos debería ser igual al calor total perdido por los cuerpos calientes. Puesto que la energía total del sistema cerrado se conserva constante.

Calorímetro de mezclas

El calorímetro de mezclas es un recipiente térmicamente aislado, o sea, no deja entrar ni salir calor, en ella el calor se conserva o por lo menos minimiza el trueque de calor con su exterior.

Equivalente en agua de un calorímetro

Como su nombre sugiere, el equivalente en agua de un calorímetro es la proporción de agua que tiene la función de triunfar o perder igual proporción de calor que un calorímetro, al hacer variar su temperatura en la misma medida.

El equivalente en agua se puede calcular multiplicando la masa del calorímetro por su calor específico y dividiendo comentado resultado entre el calor especifico del agua.

Cambio de etapa

Un cambio de etapa es un proceso causado por un cambio en el ordenamiento molecular de un material en su interior, y se expone una vez que hablado material cambia su estado de solido a líquido, de líquido a vapor y al revés.

Una ejemplo típico de este fenómeno se muestra en el agua, según la temperatura a la que se somete, este puede estar en estado líquido, sólido o vapor.

La temperatura fundamental para crear un cambio de etapa sobre un material, es dependiente de la presión. Ejemplificando, a menor presión el agua hierve a menor temperatura y a más grande presión, hierve a más grande temperatura.

  • Primero: Fusión.- solido a líquido.
  • Segundo: Solidificación.- de estado líquido a sólido.
  • Tercero: Vaporización.- de líquido a vapor.
  • Cuarto: Condensación.- una vez que el vapor se transforma en líquido.
  • Quinto: Sublimación directa es el cambio de solido a vapor y la sublimación inversa es el cambio de vapor a estado sólido.

Que es la Calorimetria: Calor latente

El calor latente es una intensidad que tiene cada material, sugiere la proporción de calor que se debería ceder o restar a una unidad de masa de un material definido, para que se logre crear un cambio de etapa, bajo condiciones idóneas de presión y temperatura. Esto quiere decir existente un calor latente de: fusión, solidificación, vaporización y condensación.

Ejemplificando, el calor latente para cambios de etapa del agua a cierta presión y temperatura son los próximos valores.

Diagrama de etapas

Es una representación gráfica de la presión vs temperatura a la cual está un material, en ella tenemos la posibilidad de representar y mirar la conducta de un material una vez que se somete a cierta temperatura y presión, notaremos cómo el material cambia de etapa una vez que estos límites cambian.

Ahora describiremos los puntos de vista y curvas más relevantes del diagrama de etapas que acabamos de conocer.

Punto triple

El punto triple (A) de un material es ese en el que tienen la posibilidad de coexistir las 3 etapas del material a la misma temperatura y presión, o sea, es viable que un material esté en su estado líquido, sólido y vapor a la vez, a una temperatura y presión definida.

Curva de sublimación

Esta curva está formada por todos los puntos de vista en los cuales una sustancia coexiste en su estado sólido y vapor, esto ocurre a una temperatura y presión definida y observable en la curva.

Curva de vaporización

La curva de vaporización está formada por los aspectos en los que tienen la posibilidad de coexistir los estados líquido y vapor de una sustancia o material. Esto quiere decir que a esa temperatura y presión, el material está en estado líquido y además gaseoso, lo cual puede estar ocurriendo es que el material se se encuentre vaporizando, o en caso opuesto se se encuentre condensando.

Curva de fusión

La curva de fusión está conformada por el grupo de puntos de vista en los que el material puede coexistir en su estado sólido y líquido, o sea a una presión y temperatura definida, el material puede hallarse en estado líquido y solido a la vez.

Esto puede pasar una vez que el material está pasando de líquido a solido en un proceso de solidificación o a la inversa, una vez que pasa un fusión.

Comportamiento anómalo del agua

Estudiando que es la calorimetria, estamos con un fenómeno que llama bastante la atención y es la conducta anómalo del agua, una vez que el agua es sometida a una alteración de temperatura, pasa algo curioso:

  • Una vez que se eleva la temperatura del agua de 0°C hasta los 4°C, el agua en sitio de dilatarse, se contrae.
  • Sin embargo, una vez que la temperatura del agua se disminuye de 4°C hasta 0°C, esta se dilata en vez de contraerse.

Los 4°C que comentamos, en verdad son 3,98°C, puesto que a esa temperatura el agua alcanza su máxima densidad.

Ejercicios de calorimetría

Si agregamos 10 litros de agua a 13°C en un acuario de 90 litros de agua con temperatura de 27°C. ¿Qué temperatura queda en el acuario luego de agregar el agua?

Sabemos que los cálculos nos guiarán hacia la respuesta.

En primer lugar, escribamos los datos:

m1=10 000g
c1= 1 cal/g°C
Ti1= 13°C
m2=90 000g
c2= 1 cal/g°C
Ti2= 27°C

En segundo lugar, aplicamos la ecuación 3, que deriva en la ecuación 4 para hallar la temperatura final de equilibrio térmico entre las dos masas de agua:

 

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Qué es la tensión eléctrica

Que es la tensión eléctrica

Que es la tensión eléctrica. En diferentes situaciones hemos explicado cuál es la diferencia entre el concepto de potencia y el concepto de energía de nuestra factura de luz. Los dos son necesarios para conocer lo cual pagamos y poder ahorrar, sin embargo ¿qué pasa con los otros conceptos que son parte del sistema eléctrico? ¿Conoces qué es la tensión eléctrica? ¿Cuál es la diferencia entre la tension alta, baja y media?

Que es la tensión eléctrica

Lo que es tension electrica o diferencia de potencial es una intensidad física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre 2 puntos de vista. O sea, es el voltaje con que la electricidad pasa de un cuerpo a otro, por esa razón usualmente se le nombra voltaje; su unidad de medida es el voltio.

Técnicamente, la Real Academia Española define tension electrica como: “voltaje con que se hace una transmisión de energía eléctrica” y/o “voltaje entre 2 polos o electrodos”.

Si 2 puntos de vista (A y B) que poseen diferencia de potencial se incorporan por medio de un conductor, se genera un flujo de electrones. El punto de más grande potencial (A) cede parte de su carga al punto de menor potencial (B) por medio del conductor hasta que los dos igualen su potencial eléctrico. Este traslado de cargas es lo cual se sabe como corriente eléctrica dentro del concepto de que es la tensión electrica.

La corriente eléctrica se diferencia, en funcionalidad del voltaje, entre: baja, media y alta tensión.

Baja tensión

Se estima baja tensión una vez que la instalación:

1 – Distribuye o crea energía eléctrica para consumo propio.

2 – Es receptora de corriente alterna que sea inferior o igual a 1 kV(mil voltios).

3 – Es receptora de corriente continua inferior o igual a 1,5 kV (mil quinientos voltios).

La electricidad de pequeños clientes (tarifas 2.0 o 2.1), como casas o iluminado público, son baja tensión.

Que es la tensión eléctrica: Media tensión

Se estima media tensión una vez que la instalación eléctrica consta de tensión nominal entre 1 kV (1000 voltios) y 36 kV (36000 voltios). 

La electricidad de enormes clientes como nosocomios, aeropuertos o industria, son media tensión. Además está en la generación y repartición de energía eléctrica.

Alta tensión

Se diferencian 4 categorías para distinguir las líneas de alta tensión:

1 – Se estima Categoría Particular una vez que: la tensión nominal es igual o mayor a 220 kV; o las tensiones normalizadas son entre 220 y 240 kV. La Red de Transporte de electricidad (a enormes distancias) está a veces a alta tensión de Categoría Particular.

2 – Se estima 1ª Categoría una vez que: la tensión nominal es mayor a 66 kV e inferior a 220 kV; o las tensiones normalizadas son 110 kV, 132 kV y 150 kV. La Red de transporte y el Sistema de Repartición de Energía Eléctrica, se hallan a veces a alta tensión de 1ª Categoría.

3 – Se estima 2ª Categoría una vez que: la tensión nominal es mayor a 30 kV e igual o inferior a 66 kV; o las tensiones normalizadas son 45 kV y 66 kV. El Sistema de Repartición de Energía Eléctrica está algunas veces a alta tensión de 2ª Categoría.

4 – Se estima 3ª Categoría una vez que: esta es la llamada media tensión, como hemos explicado en el punto anterior. La tensión nominal es mayor a 1 kV e igual o inferior a 30 kV.

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¿Qué es un Divisor de tension?

Divisor de tension

Divisor de tension: Es una configuración de circuito eléctrico que brindará la tensión eléctrica de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie.

Hablamos de un circuito cómodo de extensa implementación en electrónica que posibilita obtener desde un generador de tensión de un costo dado, otro generador con una parte de tensión cualquier persona. Por medio de este circuito es viable alimentar (proporcional tensión de ingesta de alimentos o polarización) a un equipo de bajo consumo o a un elemento electrónico tales como un transistor. Hoy en día se puede resolver este tipo de ejercicios con calculadora divisor de tension.

¿Cómo funciona un divisor de tension?

Un divisor de tensión es una configuración de circuito eléctrico que reparte la tensión eléctrica de una fuente entre una o más impedancias conectadas en serie, ambos resistores conforman, un circuito.

¿Cómo calcular los valores de R1 y R2?

Supón que pretendes alimentar con una pila de 9 voltios un equipo de bajo consumo como un diminuto receptor de radio o una calculadora, de los que se alimentan con una pila o 2, y en cualquier persona de los casos el circuito que montaremos va a ser por medio de un divisor de tensión, para eso:

Primer Paso divisor de tension

Averigua, antes que nada el consumo de corriente de tu artefacto. Si no conoces este dato puedes quitarle las pilas, conéctalo a una fuente de ingesta de alimentos ajustada a su tensión nominal y mediante un multímetro o polímetro mide cuanta corriente consume en miliamperios.

Segundo Paso

Debes consultar la resistencia equivalente de tu artefacto, si no la conoces la puedes calcular la misma.

Donde U es la tensión en voltios que consume los equipamientos que pretender alimentar, e I la magnitud de la corriente en amperios.

Tercer Paso divisor de tension

Calcula ahora cual debe ser la resistencia total del divisor de tensión o el calculo divisor resistivo para que circule por él una corriente 10 veces preeminente que la que requiere tu artefacto, esta resistencia puedes calcularla por medio de la formula divisor de tension.

Si solo pretendes hacer circular en la salida del divisor la misma corriente que consume tu artefacto (carga), existiendo divisor de tension formula para el calculo.

Cuarto Paso

Determinar los valores de los resistores R2 y R1 que existen para el resistor R2

Rememora, si solo te atrae que la corriente de salida tenga el mismo costo que en la carga la fórmula del divisor de tension.

Quinto Paso

Ahora debes escoger el valor de los resistores que más se acerca. Rememora que no se fabrican resistores de todos los valores.

Sexto Paso

Una vez establecido el divisor de tensión, se deberá verificar con un polímetro que la tensión en la salida del divisor es similar al valor que requiere tu artefacto y así habrás comprobado que tus cálculos fueron correctos.

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Ventajas de los sistemas trifásicos

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Ventajas de los sistemas trifasicos. Los sistemas monofásicos tienen la posibilidad de generarse realizando rotar 2 conductores curvados en un campo magnético. Tales máquinas se denominan alternadores monofásicos. Sin embargo el voltaje producido por una sola curva es bastante diminuto y no es suficiente como para suministrar cargas prácticas. Por esto se conectan varias curvas en serie para conformar un devanado en un alternador a gusto. La suma de los voltajes inducidos en cada una de las curvas esta ahora disponible como voltaje en corriente alterna monofásica, que es suficiente para promover cargas prácticas.

Empero en la práctica hay ciertas cargas que necesitan ingesta de alimentos polifásica. Etapa significa ramal, circuito o del devanado de la armadura. Muchas aplicaciones requieren ser abastecidas por varios voltajes AC presentes en él paralelamente. Tales sistemas se llaman sistemas polifásicos.

Sistemas Polifasicos

Para desarrollar sistemas polifásicos, el devanado es un alternador dividido en el número de etapas requeridas. En tales secciones, se induce un voltaje AC separado. De esta forma que hay varios voltajes AC independientes presentes equivalentes al número de etapas del devanado de la armadura. Algunas etapas del devanado de la armadura permanecen dispuestos de tal forma que las dimensiones y frecuencias de dichos voltajes son la misma empero poseen una diferencia de etapa determinada con en interacción a las demás. La diferencia de etapa es dependiente del número de etapas en los cuales la armadura se divide. Ejemplificando, si la armadura se divide en 3 bobinados entonces tendremos accesibles 3 voltajes AC separados que van a tener la misma frecuencia sin embargo tendrían una diferencia de etapa de 360º/3 = 120 º con en relación a las demás.

Los 3 voltajes con una diferencia de etapa de 120 º permanecen accesibles para proporcionar una carga trifásica. Los 3 voltajes con una diferencia de voltaje de 120 º permanecen accesibles para proporcionar una carga trifásica. Tales sistemas se denominan sistemas trifásicos. Similarmente dividiendo la armadura en diversos números de etapas, en un sistema de 2 etapas, puede obtenerse un sistema de ingesta de alimentos de 6 etapas. Una diferencia de etapas entre tales voltajes es 360º/n donde n es el número de etapas.

En la práctica un sistema trifásico es más económico y tiene ciertas ventajas sobre otros sistemas polifásicos. Por esto los sistemas trifásicos resultan muy famosas y extensamente utilizados.

En este nuevo artículo dedicado a la administración eficiente de la energía eléctrica describimos los circuitos trifásicos, analizamos los circuitos estrella-triángulo y las colaboraciones entre la potencia activa, reactiva y aparente en los circuitos trifásicos.

Ventajas de los sistemas trifásicos

En los sistemas trifásicos, la armadura del alternador tiene 3 devanados y crea 3 voltajes alternos independientes. El tamaño y frecuencia de todos ellos es igual empero poseen una diferencia de etapa de 120º entre sí. Tales sistemas trifásicos poseen las próximas ventajas sobre los sistemas monofásicos.

1. La producción de las máquinas trifásicas es constantemente más grande que las de las máquinas monofásicas del mismo tamaño, alrededor de 1,5 más. De esta forma para un tamaño y voltaje dado un alternador trifásico ocupa menos espacio y es menos costoso además que los monofásicos del mismo tamaño.

2. Para una transmisión y repartición, los sistemas trifásicos requieren menos cobre o menos material conductor que un sistema monofásico sencillo dado en voltio amperios y voltaje por lo cual la transmisión es muchísimo más económica.

3. Es viable generar campos magnéticos rotatorios con bobinados estacionarios utilizando el sistema trifásico. Por esto los motores trifásicos son de autoarranque.

4. En un sistema monofásico, la potencia rápida es una funcionalidad del tiempo y fluctúa w.r.t. veces Esta fluctuación de potencia causa vibraciones considerables en los motores monofásicos. Por esto el rendimiento de los sistemas monofásicos es pobre. No obstante, la potencia inmediata en los sistemas trifásicos es constante.

5. Los sistemas trifásicos otorgan una salida estable.

6. Una ingesta de alimentos monofásica puede obtenerse de los circuitos trifásicos sin embargo trifásica no puede obtenerse de un motor monofásico.

7. El elemento de potencia de los motores monofásicos es pobre respecto a los motores trifásicos iguales.

8. Para máquinas convertidoras como los rectificadores, el voltaje de salida en corriente continua es más uniforme si el número de etapas aumenta.

Ventajas de los sistemas trifasicos: Conexiones de los sistemas trifásicos

En los sistemas monofásicos, 2 conductores son suficientes para transmitir el voltaje a la carga, o sea, etapa y neutro. Sin embargo en caso de sistemas trifásicos, 2 extremos de cada etapa, o sea, R1 – R2, Y1 – Y2, y B1 – B2 permanecen accesibles para proporcionar el voltaje a la carga. Si todos los 6 terminales se aplican independientemente para proporcionar voltaje a la carga, se necesitan 6 conductores y va a ser bastante costoso.

Para reducir los costes disminuyendo el número de devanados, los devanados trifásicos se interconectan de un modo especial. Esto otorga diferentes conexiones trifásicas.

Ventajas de los sistemas trifasicos: Conexión en estrella

La conexión en estrella está formada conectando entre sí los terminales de inicio y finalización. Los extremos R1 – Y1 – B1 se conectan entre sí y los extremos R2 – Y2 – B2 se conectan entre sí. Este punto común es denominado punto neutral. Los 3 extremos restantes se llevan para fines de conexión. Dichos extremos a los que las cargas se conectan son principalmente referidos como R – Y – B.

Ventajas de los sistemas trifasicos: Conexión en triángulo

La conexión delta está formada conectando un extremo del devanado para empezar en el extremo del otro y las conexiones continúan para conformar un bucle cerrado. Los terminales de ingesta de alimentos son tomados de los 3 puntos de vista de alianza.

Concepto de corrientes y voltajes de línea

La diferencia de potencial entre 2 líneas de ingesta de alimentos se denomina voltaje de línea y la corriente pasando por medio de cualquier línea se denomina corriente de línea.

Los voltajes de línea se denotan por VL. Estas son VRY, VYB y VBR. Las corrientes de línea se denotan por IL. Estas son IR, IY e IB.

Similarmente para los sistemas conectados en triángulo tenemos la posibilidad de demostrar los voltajes de línea y las corrientes de línea como en la siguiente figura.

Los voltajes de línea VL son VRY, VBR y VYB.

Mientras que las corrientes de línea IL son IR, IY e IB.

Concepto de voltajes de etapa y corrientes de etapa

Ahora definamos los voltajes de etapa y corrientes de etapa que nos permiten ver las conexiones de las 3 cargas de etapa a las líneas de ingesta de alimentos.

La carga podría ser conectada de 2 maneras: i) Conexión estrella y ii) Conexión triángulo.

La carga trifásica son impedancias conectadas juntas a modo de estrella o triángulo.

Carga conectada en estrella: Hay 3 impedancias diferentes y se conectan de tal forma que los extremos de cada una se conectan juntas y las demás 3 se conectan para proporcionar a los terminales de etapa.

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Sistema termodinámico

Sistema termodinámico

Un sistema termodinámico es una sección del mundo físico con un límite específico para la observación. Este límite puede estar determinado por paredes reales o imaginarias.

Un sistema tiene lo cual se denomina un objeto de análisis. Un objeto de análisis es una sustancia con una enorme proporción de moléculas o átomos. Este objeto se compone por un volumen geométrico de magnitudes macroscópicas sometidas a condiciones experimentales controladas.

Un sistema termodinámico puede experimentar transformaciones internas e intercambia energía y/o materia con el ámbito externo.

Definición de lo que es un sistema termodinamico

Un sistema termodinámico se define como una proporción de materia o una zona en el espacio sobre el cual la atención se reúne en el estudio de un problema.

Todo lo cual forma parte del exterior del sistema se denomina ámbito o ámbito. El sistema está separado del ámbito por el límite del sistema.

El límite podría ser fijo o móvil. Un sistema y sus alrededores ligados.

Tipos de sistema termodinámico

Dentro de la termodinámica hay los próximos tipos de sistemas:

Sistema abierto

Un sistema está abierto si posibilita un flujo con el ámbito externo por medio de su límite. El trueque podría ser energía (calor, trabajo, etc) o materia.

Una ejemplificación de un sistema abierto es una piscina llena de agua. En la piscina el agua puede entrar o salir de la piscina y puede calentarse por medio de un sistema de calefacción y refrigeración por viento.

Sistema cerrado

En termodinámica, un sistema cerrado posibilita un flujo de energía con el ámbito exterior, por medio de su frontera, (por medio de calor, trabajo u otra forma de energía), empero no de masa.

Un caso muestra es un cilindro mantenido cerrado por una válvula, que puede calentar o enfriar, sin embargo no pierde masa (mientras que el mismo cilindro se comporta como un sistema abierto si abrimos la válvula).

Sistema aislado

Se plantea que un sistema está aislado si

  • No posibilita el trueque de materia con el ámbito exterior.
  • No posibilita la transferencia de energía con el ámbito externo.

Un caso muestra es el cosmos. La mayor parte de los astrónomos además piensan el cosmos como un sistema aislado. No posibilita la acceso ni la salida de materia ni de energía.

Otras subdivisiones

Todos dichos sistemas aún se puede esquematizar gracias a su dificultad interna existe la probabilidad de subdividirse en subsistemas más pequeños. Así obtendremos que un sistema abierto, adiabático abierto, cerrado, adiabático y aislado podría ser:

  • Sistema termodinámico fácil. Un sistema es fácil si está reducido por un límite, dentro del cual no hay otros muros.
  • Sistema termodinámico compuesto. Un sistema es compuesto si está delimitado por un límite, dentro del cual hay otros muros.

Los sistemas además se puede clasificar según su homogeneidad. Tal se habla de sistemas:

  • Sistemas homogéneos, en dichos sistemas las características macroscópicas son las mismas en cualquier parte.
  • Sistemas heterogéneos, una vez que no pasa lo anterior. Ejemplificando, un líquido en presencia de su vapor.

¿Qué supone que un sistema está en equilibrio termodinámico?

Un equilibrio termodinámico es un estado en el cual un sistema termodinámico tiene un equilibrio térmico y mecánico y una actitud de equilibrio.

El estado del equilibrio termodinámico está definido por cambiantes intensivas. Los límites intensivos son cambiantes termodinámicas que no dependen del tamaño del sistema. Ejemplificando, la presión y la temperatura.

Una variable extensiva es una variable que es dependiente del tamaño del sistema. Ejemplificando, el volumen.

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Leyes de la termodinámica

leyes de la termodinamica

Las leyes de la termodinamica fisica son un grupo de leyes sobre las que se inspira la termodinámica. En específico, hablamos de 4 leyes que son universalmente válidas una vez que se usan a sistemas que caen en las limitaciones implícitas en cada uno.

Con la era, dichos principios se han convertido en «leyes». En la actualidad se enuncian un total de 4 leyes. En los últimos 80 años, ciertos autores han sugerido otras leyes, sin embargo ni una de ellas ha sido aceptada por unanimidad.

Curiosamente, la ley cero se formuló luego de haber enunciado las demás 3 leyes de la termodinámica y es una efecto de cada una de ellas. Por esta razón, tiene la postura 0.

¿Cuáles son las leyes de la termodinamica?

En las múltiples descripciones teóricas de la termodinámica, estas leyes tienen la posibilidad de expresarse en maneras aparentemente diferentes, sin embargo las formulaciones más destacadas son las próximas 4 leyes de la termodinamica:

  • La ley cero de la termodinámica: Instituye que “si 2 sistemas termodinámicos que permanecen en equilibrio térmico con un tercero, además permanecen en equilibrio entre sí”.
  • La primera ley de la termodinámica: Ley de la conservación de la energía. Este inicio instituye que “La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se elimina, permanece constante”.
  • La segunda ley de la termodinámica: Instituye que la proporción de entropía del mundo tiende a incrementarse. De esta ley se extrae que no existe la eficiencia del 100% de una máquina térmica. Además se extrae que no todos los procesos termodinámicos son reversibles.
  • La tercera ley de la termodinámica: instituye que es imposible conseguir una temperatura igual al cero absoluto (0 kelvin).

Ley cero de la termodinámica

A este comienzo se denomina del equilibrio termodinámico. Si 2 sistemas A y B permanecen en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C permanecen paralelamente en equilibrio termodinámico.

Este comienzo es importante. El inicio 0 no ha sido formulado formalmente hasta luego de haber enunciado las demás 3 leyes. De allí que obtiene la postura 0.

¿Qué supone que un proceso está en equilibrio termodinámico?

La igualdad de un sistema termodinámico se define como la condición del mismo en el cual las cambiantes empíricas usadas para conceptualizar un estado del sistema han llegado a un punto de equilibrio. Al estar equilibradas, no varían en todo el tiempo.

A estas cambiantes empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema. Entre otras cambiantes empíricas poseemos: presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, etcétera.

Leyes de la termodinamica: Primera ley de la termodinámica

La primera de as leyes de termodinamica dice “La energía total de un sistema aislado ni se crea ni se elimina, permanece constante”.

Se puede pasar de una manera de energía a otra empero la energía ni se crea ni desaparece. Ejemplificando, en un motor térmico se puede transformar la energía térmica de la combustión en energía mecánica.

La primera ley de la termodinámica además se sabe como ley de la conservación de la energía. Esta ley termodinámica instituye que, si se hace trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

Observado de otro modo, esta ley posibilita conceptualizar el calor como la proporción de energía elemental que debería intercambiar el sistema para indemnizar las diferencias entre trabajo y energía interna. Ha sido iniciativa por Antoine Lavoisier.

Segunda ley de la termodinámica

La segunda de las leyes de la termodinamica regula la dirección en que se han de realizar los procesos termodinámicos y, por consiguiente, la incapacidad de que ocurran en el sentido opuesto. Ejemplificando, la transferencia de calor se puede elaborar de un cuerpo caliente a otro gélido, sin embargo no al contrario.

Además instituye, en algunas ocasiones, la inviabilidad de transformar del todo toda la energía de un tipo a otro sin pérdidas. Ejemplificando, en un motor ideal, la proporción de calor suministrada se convierte en trabajo mecánico. No obstante, en un motor real, parte del calor suministrado se pierde.

Esta ley posibilita conceptualizar la entropía. La alteración de la proporción de entropía de un sistema termodinámico aislado continuamente debería ser más grande o igual a cero y únicamente es igual a cero si el proceso es reversible.

La primera y segunda leyes de la termodinámica surgieron al mismo tiempo en la década de 1850. Primordialmente ha sido el resultado de las obras de William Rankine, Rudolf Clausius y William Thomson (Lord Kelvin).

Leyes de la termodinamica: Tercera ley de la termodinámica

La tercera de las leyes de la termodinamica asegura que es imposible conseguir una temperatura igual al cero absoluto por medio de un número limitado de procesos físicos. El cero absoluto equivale a 0 kelvin, o sea, a -273 grados Celsius. Esta ley ha sido iniciativa por Walther Nernst.

Una vez que la temperatura tiende a cero absoluto, la entropía de cualquier sistema tiende a cero

El tercer inicio de la termodinámica puede formular además como que mientras un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un costo constante específico.

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Tipos de desplazamiento

tipos de desplazamiento en fisica

Tipos de desplazamiento en fisica. Hay diversos tipos de desplazamiento, conforme con la trayectoria que describa la partícula, los cuales son:

Desplazamiento rectilíneo: Para el caso de desplazamiento rectilíneo se puede citar lo siguiente:

  • Desplazamiento rectilíneo uniforme (MRU): la partícula se desplaza por una trayectoria sobre una linea recta a rapidez constante con aceleración cero.
  • Rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA): la partícula se mueve por una trayectoria teniendo una aceleración constante por encima de una linea recta.
  • Desplazamiento rectilíneo con aceleración variada: la partícula se desplaza por una trayectoria sobre una linea recta a rapidez y aceleración variable.

Desplazamiento circular: Para el caso de desplazamiento circular se puede citar lo siguiente:

  • Circular uniforme (MCU): la partícula se desplaza por una trayectoria sobre una circunferencia a rapidez constante con aceleración cero.
  • Desplazamiento circular uniformemente acelerado (MCUA): la partícula se mueve con aceleración constante describiendo una trayectoria circular.

Desplazamiento parabólico: es el desplazamiento de una partícula o cuerpo tieso en el cual la trayectoria que se explica es una parábola. Éste desplazamiento es el resultante de la aplicación simultánea y perpendicular de un MRU y otro MRUA.

Movimientos periódicos: Son esos en los cuales para intervalos de tiempo equivalentes, son equivalentes además cambiantes como la rapidez, la aceleración, la postura, etcétera. El desplazamiento periódico más fácil es el ya citado MCU.

Desplazamiento oscilatorio: Es un desplazamiento periódico en que el móvil recorre sucesivamente por una distancia máxima a una mínima respecto al centro de oscilación. Un caso es el péndulo.

Desplazamiento vibratorio: En cada vibración el móvil pasa por un punto intermedio.

Desplazamiento armónico fácil (M.A.S.): Este es un desplazamiento periódico, oscilatorio y vibratorio. Se llama sencilla pues no se poseen presente los rozamientos o atenuaciones que le pudiera provocar el medio.

Luego vamos a ver más detalladamente los tipos de desplazamiento:

Desplazamiento rectilíneo

El desplazamiento rectilíneo es el desplazamiento de una partícula o cuerpo duro sobre una línea recta.

Desplazamiento rectilíneo uniforme

El desplazamiento rectilíneo uniforme (MRU) es el desplazamiento que explica un cuerpo o partícula por medio de una línea recta a rapidez constante. O sea:

  • El desplazamiento tiene una dirección fija y se lo realiza de forma lineal.
  • La rapidez de movimiento es constante

Desplazamiento rectilíneo uniformemente acelerado

El desplazamiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es el desplazamiento de una partícula o cuerpo por una línea recta con una aceleración constante. O sea:

  • El eje de coordenadas X y Y es por donde se mueve la partícula.
  • La rapidez se incrementa (o disminuye) de forma lineal respecto al tiempo. O sea, la aceleración es constante.

En este ejemplo vemos como el objeto va incrementando su rapidez uniformemente acorde va pasando la época y avanza por su trayectoria.

Desplazamiento rectilíneo con aceleración variada

El desplazamiento rectilíneo con aceleración variada es el desplazamiento de una partícula o cuerpo sólido por una línea recta a rapidez y aceleración no constantes.

Desplazamiento circular

El desplazamiento circular es el que recorre una partícula o cuerpo por una circunferencia. Este desplazamiento tiene un eje y todos los puntos de vista por los que pasa la partícula se hallan a una distancia constante (r) del eje.

Hay diferentes conceptos bastante relevantes para describir el desplazamiento circular:

  • Eje: punto fijo en el interior de la circunferencia por la que gira el cuerpo.
  • Radio: distancia a la que gira el punto P sobre el eje O (en nuestro caso r).
  • Postura: Es el lugar P donde se encuentra la partícula.
  • Rapidez angular: define la alteración angular por unidad de tiempo (ω)
  • Rapidez tangencial: Es la manera veloz en que se mueve y viene determinado como el recorrido, en unidades de longitud por unidad de tiempo.
  • Aceleración angular: es el aumento de rapidez angular por unidad de tiempo (α).
  • De forma tangencial la aceleracion: se define como el aumento de rapidez lineal por unidad de tiempo (at).
  • Aceleración centrípeta: Se denomina así cuando la aceleración esta dirigida al centro de la circunferencia. 
  • Lapso: Es el tiempo que se tarda en realizar  una vuelta al círculo.
  • Frecuencia: La cantidad de vueltas que realiza una partícula en una unidad de tiempo. 

Desplazamiento circular uniforme

Los tipos de desplazamiento en fisica circular uniforme (MCU) es el desplazamiento que explica una partícula una vez que da vueltas sobre un eje estando constantemente a la misma distancia (r) del mismo y desplazándose a una rapidez constante.

Desplazamiento circular uniformemente acelerado

Los tipos de desplazamiento en fisica circular uniformemente acelerado (MCUA) se muestra una vez que una partícula o cuerpo sólido explica una trayectoria circular incrementando o reduciendo la rapidez de manera constante en cada unidad de tiempo. O sea, la partícula se mueve con aceleración constante.

Desplazamiento parabólico

Los tipos de desplazamiento en fisica parabólico es el desplazamiento de una partícula o cuerpo tieso describiendo su trayectoria una parábola. Ejemplificando, el balón de fútbol una vez que es chutado por un jugador y cae al suelo es un desplazamiento parabólico.

El desplazamiento parabólico se puede examinar como la alianza de 2 movimientos. Por un lado, la trayectoria en la proyección del eje de las x (el eje que va paralelo al suelo) describirá un desplazamiento rectilíneo uniforme. Sin embargo, la trayectoria de la partícula al ascender o caer verticalmente (en proyección sobre el eje de las y) describirá un desplazamiento rectilíneo uniformemente acelerado, donde la aceleración es la gravedad.

Nota: la gravedad comúnmente se estima gramo = 9.81 m/s2.

Para hacernos una iniciativa visual de ambos elementos del desplazamiento parabólico, imaginemos un lanzamiento de peso de atletismo.

Si pudiésemos continuar el recorrido de la bola verticalmente a partir de arriba, en el mismo plano vertical de la trayectoria, a partir de dicha postura privilegiada veríamos la bola continuar a una rapidez constante, a partir de la salida de la mano del atleta hasta que la bola toca el césped. Apreciaríamos un desplazamiento rectilíneo uniforme (velocidad constante).

Empero si nos pudiésemos poner sobre el césped, detrás de donde se localizan los jueces y que estuviésemos además justo en el plano vertical de la trayectoria (es mencionar, que lanzase hacia nosotros) nos proveería la impresión de que la bola asciende y baja como si se tratase de un lanzamiento vertical hacia arriba (movimiento rectilíneo uniformement acelerado).

Desplazamiento oscilatorio

El desplazamiento oscilatorio es un desplazamiento periódico en que el móvil recorre sucesivamente por una distancia máxima a una mínima respecto al centro de oscilación. La situación más exitoso es el péndulo.

Péndulo

El péndulo simple es un péndulo ideal que se conforma por un punto material, o además una masa m (que frecuenta llamarse “lenteja”) suspendida de un punto fijo S por medio de un hilo sin masa e inextensible, de longitud l.

Una vez que el péndulo está en reposo, el punto O representa la postura de equilibrio y el hilo está vertical (SO).

Si desplazamos la masa del punto de equilibrio O un ángulo φ, manteniendo el hilo extendido y la soltamos, el péndulo iniciará a oscilar.

Para que podamos tener en cuenta que hablamos de un péndulo sencilla, además la amplitud A debería ser pequeña, o sea, un ángulo φ no más grande de 20°.

En caso opuesto, el péndulo dejaría de ser un péndulo sencilla, aun cuando su desplazamiento seguiría siendo periódico. A continuación analice los ejercicios:

Ejercicio 1

Encontrar el lapso de un péndulo de 50 centímetros de longitud sometido a una aceleración de la gravedad de 9,81 m/s².

Ejercicio 2

Un reloj de péndulo funciona con precisión en una latitud de 45° donde gramo = 9,806 m/s². Si se transporta un punto del ecuador de la Tierra, donde la gravedad es 9,78 m/s², de establecer en el nuevo emplazamiento cuánto adelantará o se atrasará en un dia.

En el ecuador, el reloj tiene una época un 1,3°‰ más grande que el que poseía en el paralelo 45° ya que el denominador gramo es menor. El péndulo batirá más poco a poco en el ecuador terrestre, por consiguiente ahí el reloj atrasará.

Como en un dia hay 24 * 60 * 60 segundos, o sea 86400 segundos:

En el ecuador, el reloj atrasará casi 2 min cotidianos.

Desplazamiento armónico sencilla

El desplazamiento armónico sencilla, (M.A.S.) es un desplazamiento periódico, en el cual un punto material o un cuerpo oscila, respecto del punto de equilibrio O con una aceleración proporcional al movimiento, aun cuando de símbolo contrario. El desplazamiento se repite durante la recta x(t).

Es resultado de una fuerza recuperadora que es dependiente de la distancia a la que se desplaza, conforme con la ley de Hooke.

Si poseemos una cuerpo de masa m individuo a un muelle con constante flexible k que se desliza horizontalmente, desde la postura de reposo, sobre una área sin rozamiento, oscilará a derecha e izquierda de O con un desplazamiento armónico sencilla.

En la imagen se ve la interacción entre el desplazamiento circular uniforme y el desplazamiento armónico fácil. La proyección del mencionado punto se desplaza según MCU encima el diámetro horizontal explica sobre él un desplazamiento armónico fácil.

En el desplazamiento circular uniforme, la proyección sobre OX, o sea la coordenada x es:

Análogamente, la ecuación de la postura en el desplazamiento armónico fácil es:

Aquí:

  • A es la amplitud o máxima elongación.
  • El argumento ωt + δ es la etapa medida en radianes.
  • ω Expresado en radianes por segundo se refiere a la frecuencia angular.
  • t es la era contado a partir del instante en que se ha empezado a tener en cuenta el desplazamiento, en segundos.
  • δ es el desfase o la constante de etapa, o llamada además etapa inicial. Es dependiente de una vez que se comience a contar la época.

Aquí se debe mencionar que la fórmula de la postura puede expresarse tanto con el coseno como con el seno, únicamente es dependiente del instante en que fijemos t = 0, debido a que:

El mayor del coseno es +1 y el mínimo, -1, por lo cual el desplazamiento oscila entre +A y -A.

La frecuencia angular o pulsación es:

El lapso T es la época que tarda m en hacer una oscilación completa. La frecuencia es la cantidad de oscilaciones por unidad de tiempo. Es la inversa del lapso:

De dichos 3 valores, pulsación ω, frecuencia f o lapso T, sabiendo uno de ellos, automáticamente sabremos los demás 2.

En un desplazamiento armónico sencilla tanto el lapso T y, por consiguiente, la frecuencia f son independientes de la amplitud A.

La rapidez se recibe derivando respecto al tiempo la ecuación de la postura. La fórmula de la aceleración se obtendrá por igual derivando la rapidez respecto al tiempo, quedando de esta forma:

Una vez que la etapa inicial δ = 0, estas ecuaciones se disminuyen a:

Gráficas de las funcionalidades x, v y a una vez que δ = 0. En esta situación, se habrá comenzado a contar la era del M.A.S. desde el punto de la máxima elongación x = +A.

Otra fórmula (que no demostraremos) para saber la rapidez en funcionalidad de la postura x, conociendo las condiciones iniciales de amplitud A y el lapso o la frecuencia es:

El símbolo ± se debería a que, en una oscilación completa, el cuerpo pasa por el mismo punto x en ambos sentidos.

Ejemplos de desplazamiento armónico fácil

Ejemplo 1

Una masa de 1 kilogramo está sujeta a un muelle en reposo, cuya k = 200 N/m. Calcular el lapso y la frecuencia de esta masa una vez que se la aparta de la postura de equilibrio y se la suelta.

Solución:

f = (1/2π)(√k/m) = (1/2π)(√200/1) = (14,142/2π) = 2,25 Hz

T = 1/f = 1 / 2,25 = 0,44 s

Ejemplo 2

Un cuerpo ejecuta un desplazamiento armónico fácil en el cual su rapidez máxima es de 0,4 m/s y su aceleración máxima de 16 m/s².

Establecer la pulsación ω, la frecuencia f y el lapso T . ¿Cuál va a ser la ecuación de la postura en funcionalidad del tiempo?

Solución:

Como la rapidez dada es la máxima y el costo más alto de la funcionalidad seno es 1, tendremos:

V(t) = -A*w*sen(wt + L)

V(t)máx = -A*w*1 = 0,4 m/s

Además nos otorgan la aceleración máxima. El costo más alto de la funcionalidad coseno es además 1.

a(t) = -A*w^2*cos(wt + L)

a(t)máx = A*w^2*1 = 16 m/s^2

Si dividimos integrante a integrante la ecuación obtenida de la aceleración máxima por la de la rapidez máxima, nos quedará el costo de la pulsación ω.

A*w^2/A*w = 16/0,4 = w = 40 rad/s

Si poseemos el costo de la pulsación, rápidamente poseemos la frecuencia y el lapso.

f = w/2π = 0,4/2π = 0,2 rad/s

T = 1/f = π / 0,2 s

En la ecuación de la rapidez máxima y sabiendo la pulsación, obtenemos la amplitud:

A*w = 0,4

A = 0,4/w = 0,4/40 = 0,01 m

Con dichos datos tenemos la posibilidad de redactar la ecuación de la postura en funcionalidad del tiempo:

x(t) = A*cos(wt + L)

x(t) = 0,01*cos(40*t + L)

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¿Que es la cinematica?

que es la cinematica

El análisis de que es la cinematica te posibilita aplicarla a tu ámbito como ser el vuelo de un insecto, los juegos mecánicos de la feria, el futbolista que patea la pelota, el salir de tu vivienda y caminar al colegio donde se realizan diversos tipos de desplazamiento, en este apartado únicamente se ve el Desplazamiento rectilíneo.

Tambien podemos decir que lo que es la cinematica es el fragmento de la mecánica que estudia los tipos de desplazamiento sin atender las razones que lo generan. La categorización de lo que es la cinematica es:

  1. Mecánica: rama de la física que estudia los movimientos y estados en que se hallan los cuerpos
  2. Dinámica: estudia las razones que originan el desplazamiento de los cuerpos

 

¿Que es la cinematica?

Desplazamiento de los cuerpos en lo que es la cinematica

La trayectoria de una partícula, es decir, el camino recorrido al pasar de su postura inicial a su postura final, podría ser recta o curva, resultando de esta forma los movimientos rectilíneos y curvilíneos, mismos que tienen la posibilidad de ser uniformes o diferentes, dependiendo de que la rapidez permanezca constante o no.

Sistemas de referencia

Una vez que un cuerpo se está moviendo mencionamos que su postura está cambiando con en relación a un punto considerado como fijo. Este sistema de referencia se lo puede conocer como absoluto.

Desplazamiento horizontal

Un cuerpo tiene desplazamiento una vez que cambia su Postura mientras avanza la época.

El desplazamiento de los cuerpos podría ser de una magnitud o sobre un eje, ejemplo: el movimiento online recta de un ferrocarril o un coche; en 2 magnitudes o sobre un plano como el desplazamiento de la rueda de la fortuna o el de un proyectil cuya trayectoria es curva; en 3 magnitudes o en el espacio como el vuelo de un insecto.

Velocidad

Es una porción escalar que solamente sugiere el tamaño de la rapidez y no específica la dirección del desplazamiento.

Rapidez

Es una intensidad vectorial que para estar bien determinada necesita además de su intensidad, origen, dirección y sentido.

Desplazamiento rectilíneo uniformemente variado en lo que es la cinematica

Es una vez que un móvil sigue una trayectoria online recta, recorre distancias equivalentes en cada unidad de tiempo.

Rapidez

Es la distancia recorrida por un móvil dividido entre la época que tarda en donde:

v = rapidez del móvil en m/s

d = distancia recorrida en m

t = tiempo transcurrido en s

Rapidez media

Una vez que en el desplazamiento de un cuerpo, los intervalos de tiempo considerados son cada vez más pequeños, la rapidez media se aproxima a una rapidez inmediata

Aceleración

Es la alteración de la rapidez de un móvil en cada unidad de tiempo.

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¿Que son los Circuitos eléctricos?

que son los circuitos eléctricos

¿Que son los circuitos eléctricos? Un circuito eléctrico es el grupo de componentes eléctricos conectados que van a producir y usar toda la energía eléctrica con el objetivo de transformarla o cambiarla en otro tipo de energía como, ejemplificando, energía calorífica, lumínica o mecánica. Los recursos de un circuito eléctrico que se aplican para conseguirlo son los próximos:

  • Generador. Parte del circuito donde se crea la electricidad, manteniendo una diferencia de tensión entre sus extremos.
  • Conductor. Es por donde pasan los electrones, los cuales  son impulsados por el generador.
  • Resistencia eléctrica. Son componentes del circuito en contra de la corriente eléctrica.
  • Interruptor. Factor que posibilita abrir o cerrar el paso de la corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no transitan los electrones y si está cerrado posibilita su paso.

Resistencias de los conductores eléctricos

La resistencia es la contraposición que descubre la corriente eléctrica para pasar por los materiales y esta es dependiente de 3 componentes:

1. El tipo de material. Cada material muestra una resistencia distinto y unas propiedades propias, habiendo materiales más conductores que otros. La resistencia se denomina resistividad [ρ] y tiene manteniendose el valor. Se mide [Ω*m].

2. La longitud. Cuanto más grande es la longitud del conductor, más resistencia da. Se mide en metros [m].

3. La parte. Cuanto más enorme es la parte, menos resistencia da el conductor. Se mide en [m2].

La resistencia tiene un conductor en ohmios (Ω) y para resolver los ejercicios se utiliza la siguiente fórmula:

R = ρ • l / s

Asociación de resistencias

Las resistencias (y otros recursos del circuito) tienen la posibilidad de conectarse de 2 maneras diferentes:

1. Sociedad en serie. Los recursos asociados se colocan uno luego del otro. La corriente eléctrica tiene un exclusivo camino por recorrer, habiendo de esta forma la misma magnitud a lo largo del circuito. Ejemplificando, en caso de tener 4 resistencias conectadas en serie, la resistencia equivalente se puede calcular como:

Req=R2+R4+R1+R3

2. Agrupación en paralelo. Se generan derivaciones en el circuito. La corriente eléctrica que sale del generador tiene diversos senderos por recorrer. Ejemplificando, en caso de tener 4 resistencias similares en paralelo, la resistencia equivalente del circuito se calcula como:

1/Req=1/R2+1/R3+1/R4 +1/R1

El circuito eléctrico se puede expresar gráficamente por  símbolos aceptados por reglas mundiales. Los esquemas de los circuitos eléctricos son dibujos simplificados que se aplican para ver de manera clara y inmediata como permanecen conectados los circuitos.

Sistema mundial de símbolos de circuitos eléctricos

La Ley de Ohm

La Ley de Ohm, empezo en el siglo 18 por el alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes primordiales de la electrodinámica. Se usa para decidir la interacción existente entre la diferencia de potencial, la magnitud de corriente y la resistencia.

Ley de Ohm: «En un circuito eléctrico, la magnitud de la corriente que pasa es directa proporcional a la tensión aplicada y será lo  inversamente proporcional a la resistencia que la muestra». Su fórmula es la siguiente:

V=R*I

La Ley Joule

La ley de Joule permite dejar ver la interacción existente entre el calor creado por una corriente eléctrica que circula por un conductor, la corriente misma, la resistencia del conductor y la época que está circulando la corriente. Esta ley lleva el nombre del físico del Reino Unido James Prescott Joule, quien en 1845 enseñó que el calor es proporcional a:

  • Al tiempo a lo largo de el que pasa la corriente eléctrica.
  • De la misma forma al cuadrado de la magnitud que circula.
  • A la resistencia del conductor.

La fórmula es la siguiente:

W=R*I2*t

El impacto Joule limita la corriente eléctrica que tienen la posibilidad de mover los cables de las conducciones eléctricas.

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Leyes de Kepler

ley de kepler

Ley de kepler. Publicamos sobre el asunto de la gravitación mundial y resolvimos ejercicios que hicieron que comprendiéramos mucho mejor el asunto de la atracción gravitatoria entre los planetas, puesto que bien hasta allí todo bien. Empero para profundizar mejor el asunto, poseemos que retroceder un poco al tiempo, o sea, muchísimo más anterior a la aparición de las leyes de Newton, y nos remontemos al análisis de los planetas y sus movimientos, para conocer a fondo las Leyes de Kepler. De esta forma que toma asiento, y prepárate para comprender la breve historia y a solucionar ejercicios.

Empecemos hablando del astrónomo Johannes Kepler (1571-1630) , Kepler ha sido un espectacular y brillante astrónomo alemán, que aprendió de las enseñanzas tanto de Nicolás Copérnico como de Tycho Brahe, tanto que le produjo bastante interés en conocer como se movían los planetas en torno al Sol, y que luego de una tediosa averiguación ha podido confirmar que los plantes no se movían en forma circular, sino que se movían describiendo órbitas elípticas. Las cuales le permitió entablar diversos enunciados matemáticos, involucrados con el sistema solar, y de esta forma poder formular 3 leyes sobre el desplazamiento de los planetas, conocidos como las leyes de Kepler.

Sin embargo, milenios atrás ya había mucho análisis relacionado al desplazamiento de los planetas y las estrellas. Ejemplificando durante el siglo II d.C, el griego Claudio Ptolomeo había postulado la teoría de que la tierra era el centro del mundo, esto paso a ser el célebre modelo geocéntrico, tiempo después al rededor del siglo XIV y comienzos del siglo XV el astrónomo Nicolás Copérnico ha sido capaz de mostrar que los planetas incluida la tierra en verdad se movían en órbitas circulares al rededor del Sol. Aun cuando ésto carecía de exactitud tuvo que llegar el astrónomo danés Tycho Brahe donde perfeccionó las mediciones sobre el desplazamiento de los planetas. Puesto que para aquel entonces el telescopio no se había descubierto.

La Ley de Kepler se publico en el año 1609, curiosamente aquel mismo año el físico Galileo Galilei construyó su primer telescopio.

Primera Ley de Kepler

La primera ley de Kepler o además llamada como la ley de órbitas, muestra lo próximo: Los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol en uno de los aspectos focales. Veamos la siguiente imagen que explica el primer enunciado.

El punto de la órbita más cercano al Sol se le conoce como perihelio y el punto más lejano se le llama afelio, las elipses tienen una forma ovalada o de círculo aplanado, el ancho de aquel círculo achatado se le conoce como “excentricidad”, la parte que está sobre el eje “x” se le llama eje más grande, y del eje “y” se le conoce como eje menor.

Segunda Ley de Kepler

La segunda ley de Kepler o además llamada como la ley de zonas , es aquella ley que enuncia lo próximo; Una linea del Sol a un mundo barre zonas equivalentes en periodos de tiempo de tiempo equivalentes. Veamos la imagen que lo explica mejor.

Esta ley nos sugiere que la velocidad orbital de un mundo cambia en diferentes punto de su órbita. Ya que la órbita del mundo es elíptica, su velocidad orbital es más grande una vez que está más cerca del Sol que una vez que está más lejos. Curiosamente Newton después mostró que esto era efecto de su ley de la gravitación mundial.

Tercera Ley de Kepler

La tercera ley de Kepler o además famosa como la ley de periodos , es una ley que instituye que el cuadrado del lapso orbital de un mundo es de forma directa proporcional al cubo de la distancia promedio entre el mundo y el Sol; o sea que:

Es simple deducir la fórmula de la tercera ley de Kepler, desde la ley gravitacional de Newton, e igualando con la fuerza centrípeta que procede de la fuerza de gravedad. Teniendo presente esto, entonces mencionamos que:

Fuerza Centrípeta = Fuerza Gravitacional

Entonces:

\displaystyle \frac{{{m}_{p}}{{v}^{2}}}{r}=\frac{G{{m}_{p}}{{M}_{s}}}{{{r}^{2}}}

Dónde:

mp = Masa del mundo

Ms = Masa del Sol

r = distancia

G = constante gravitacional

Despejando a la rapidez “v”, poseemos que:

\displaystyle v=\sqrt{\frac{G{{M}_{s}}}{r}}

Sin embargo como la rapidez es distancia sobre tiempo, y tenemos la posibilidad de interpretarla como la distancia del círculo (2πr) sobre el Lapso (tiempo que tarda en ofrecer la vuelta).

\displaystyle \frac{2\pi r}{T}=\sqrt{\frac{G{{M}_{s}}}{r}}

Vamos a despejar al lapso “T”

\displaystyle T=\frac{2\pi r}{\sqrt{\frac{G{{M}_{s}}}{r}}}

Elevando al cuadrado los dos miembros, poseemos que:

Dejando fuera a r^3, poseemos que:

\displaystyle {{T}^{2}}=\left( \frac{4{{\pi }^{2}}}{G{{M}_{s}}} \right){{r}^{3}}

De aquí tenemos la posibilidad de tomar a lo próximo como una constante, la constante de Kepler:

\displaystyle K=\frac{4{{\pi }^{2}}}{G{{M}_{s}}}

Podemos inclusive, reescribir nuestra fórmula de la siguiente forma:

\displaystyle {{T}^{2}}=K{{r}^{3}}

Ejercicios leyes de kepler

Para centrarnos en los ejercicios, tomaremos la fórmula de la tercera ley de Kepler que nos va a servir para calcular ciertos datos, veamos entonces una ejemplificación.

Ejemplo 1.- El mundo tierra tiene un satélite natural denominado “Luna”, Pues la luna está a una distancia promedio de 384,400 km de la tierra, y tiene una época orbital de 27 días, calcule la masa de la tierra.

Solución.

El problema nos da ciertos datos relevantes como la distancia “r” y el costo del lapso “T”, por lo cual tenemos la posibilidad de calcular el costo de Kt, esto podría ser en unidades del Sistema Universal, de esta forma que veamos:

Procedemos entonces al cálculo de K

De allí poseemos que:

\displaystyle T=27dias\left( \frac{86400s}{1dia} \right)=2.3328x{{10}^{6}}s

\displaystyle r=384400km\left( \frac{1000m}{1km} \right)=384.4x{{10}^{6}}m

\displaystyle K=\frac{{{T}^{2}}}{{{r}^{3}}}

Entonces, tenemos la posibilidad de despejar de la fórmula de Kepler para la masa de la tierra:

\displaystyle K=\frac{4{{\pi }^{2}}}{G{{M}_{T}}}

De aquí despejamos a Mt

Entonces, la masa de la tierra es:

\displaystyle {{M}_{T}}=6.18x{{10}^{24}}kg

Vendría a ser un aproximado, sin embargo podría ser la forma adecuada de hacer el cálculo de la masa de la tierra.

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Segunda Condición de Equilibrio

segunda condicion de equilibrio

Como todos sabemos existen condiciones de equilibrio en fisica, hasta este punto es bastante seguro que ya estudiaste la primera condición de equilibrio, por lo que ahora veremos la segunda condicion de equilibrio.

Luego de entender esa condición es elemental conocer la 2da condicion de equilibrio, esa condición se produce una vez que comentado desplazamiento está girando sobre su mismo eje.

¿Cual es la segunda condicion de equilibrio?

 

La segunda condicion de equilibrio que dice: la suma de los instantes o torques de las fuerzas que trabajan sobre el cuerpo en relación a cualquier punto tienen que ser igual a cero.

Para comprender la segunda condición de equilibrio, debemos rememorar el inicio de la primera condición.

Así como un cuerpo puede quedar en equilibrio de traslación si la resultante de fuerzas que trabajan sobre el cuerpo es cero, lo mismo pasa una vez que un cuerpo está girando sobre su mismo eje.

Segunda condicion de equilibrio ¿Qué es dos Fuerzas?

Para la segunda condición de equilibrio, es fundamental conocer la definición de par de fuerzas.

 

Un par de fuerzas sucede cuando existen 2 fuerzas que trabajan sobre un cuerpo, son fuerzas paralelas, de misma intensidad y sentido opuesto, la resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el medio de la línea que junta los puntos de  aplicación de las fuerzas que lo conforman.

Se puede mirar el ejemplo, en un disco sometido a dos fuerzas para la segunda condicion de equilibrio.

Si queremos descubrir la fuerza resultante en el disco, bastaría con mirar el sentido del par de fuerzas.

La fuerza F1 va hacía arriba lo que suponemos como positivo (+), en lo que la fuerza 2 F2 va en dirección contraria, lo cual consideraríamos como (-). lo cual nos proveería el costo de cero. O sea, el disco no se mueve.

¿Qué es un Momento? o ¿Qué es un Torque?

Frecuentemente escucharemos el concepto de Torque o momento. Los dos términos son lo mismo y esa definición radica en aquella fuerza capaz de hacer girar un cuerpo.

No obstante esa definición además incluye una ecuación matemática:

Dónde:

M = De una fuerza el momento

F = Fuerza aplicada

d = Distancia (brazo de palanca)

El momento se mide en unidades de (Nm)

Aun cuando es un asunto importante para entender la estática, es fundamental que se estudie los casos que tenemos la posibilidad de encontrarnos al calcular los instantes. Veamos 4 casos habituales.

De los 4 casos aquí expuestos, tenemos la posibilidad de aprender mucho con examinar todos ellos y tomar en consideración lo próximo:

  • El momento aplicado tiene que partir de un punto en común, en dichos ejemplos todos toman un punto de apoyo que vamos a llamar T
  • En la situación 1 y 2 la viga es sometida a fuerzas equivalentes sin embargo con distinto sentido y la distancia es la misma.
  • En la situación 3, pese a que la fuerza es la misma, el brazo de palanca o “distancia” se toma ejecuta a la mitad.

Teniendo presente dichos puntos de vista, vamos a puntualizar otro punto fundamental.

El momento de una fuerza es positiva si su tendencia de giro en relación a un cuerpo es en sentido opuesto al giro de las manecillas del reloj.

Si queremos hallar el Instante de cada fuerza lo haríamos de la siguiente forma:

Caso 1 rotacional:

Para esta situación, basta con mirar el brazo de palanca existente a partir de donde está la fuerza hasta el punto de apoyo T , hay 15 metros y además una fuerza de 10N.

Tomando en cuenta que un rato es positivo si la fuerza señala en dirección contraria a las manecillas del reloj, y negativo si gira en dirección horaria, entonces sabremos que es un rato negativo.

Descripción: \displaystyle \sum{\overrightarrow{M}}=Fd=\left( -10N \right)\left( 15m \right)=-150Nm

 

Caso 2: 2da condicion de equilibrio fisica

La exclusiva diferencia del caso 1, es que la fuerza está en dirección contraria a las manecillas del reloj, por lo cual tendremos un rato positivo. En otras palabras matemáticamente:

segunda condicion de equilibrio

 

Caso 3 :

En la situación 3, vemos precisamente que la fuerza está en dirección de las manecillas del reloj, por lo que es negativa, y la distancia donde se aplica la fuerza es a mitad del punto de apoyo T, entonces mencionamos que:

Descripción: \displaystyle \sum{\overrightarrow{M}}=Fd=\left( -10N \right)\left( 7.5m \right)=75Nm

 

Caso 4: 2 condicion de equilibrio

Esta situación es fundamental, al no haber ningún brazo de palanca “distancia” es lógico que la viga no va a tener ni una actitud de fuerza, debido a que está justamente en el punto de apoyo, ahora matemáticamente podríamos explicarlo de esta forma:

Descripción: \displaystyle \sum{\overrightarrow{M}}=Fd=\left( 10N \right)\left( 0m \right)=0

 

Ejercicios de la segunda condicion

segunda condicion de equilibrio

 

En este caso, el eje de rotación se encuentra en el soporte, se debe considerar el sentido de la fuerza, para el torque número uno vemos que nos encontramos a F pero tiene que girar en sentido contrario a las manecillas del reloj, hacía el soporte entonces será positivo (+).

r1=(F)(2m)=2F

En el caso del torque número dos, la fuerza de 40 N se ubica del lado derecho del soporte por ende el giro será en el mismo sentido que las manecillas del reloj y esto hará que se convierta en negativo.

Utilizando las fórmulas de la segunda condición de equilibrio tenemos:

∑r=0 r1+r2=0

r2=-(40N)(5m)=-200Nm

Al reemplazar los diferentes datos en la fórmula se encontrará:

2F + (-200Nm)=0

2F -200Nm=0

Despejando a 2F

2F =200Nm

F =200Nm/2= 100Nm

Por lo que la magnitud de la fuerza para que el sistema se encuentre en condiciones de equilibrio total es de F = 100 Nm como se puede ver en los ejemplos de la segunda condicion de equilibrio.

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Primera Condicion de Equilibrio 

ejercicios primera condicion de equilibrio

En estática es fundamental conocer la primera condicion de equilibrio y la segunda condicion de equilibrio para entender la mecánica en Física.

VER VIDEO PRIMERA CONDICION EQUILIBRIO

Se frecuenta aprender las condiciones de equilibrio en fisica en niveles universitarios de ingeniería o la licenciatura de Física y Matemáticas. Pero en secundaria ya empezamos a lidiar con dichos tipos de inconvenientes.

Es por esa razón que este post vamos a describir los pasos para diagramar la primera condicion de equilibrio.

¿Qué es la primera condicion de equilibrio?

La primera condicion de equilibrio nos dice que en física para que un cuerpo sea considerado en equilibrio la fuerza neta o toda la resultante de cada una de las fuerzas que trabajan sobre él, tienen que ser igual a cero. Ver Ejercicios primera condicion de equilibrio

A continuación se muestra una gráfica que expresa la primera condición de equilibrio:

Viéndolo de otra forma, es como mencionar que la suma vectorial tanto en el eje “x”, como en el eje “y” tienen que sumar 0.

Es fundamental que en este punto domines realmente bien la descomposición vectorial en su forma rectangular.

Descomponer y sumar vectores por el método analítico

Para que un cuerpo este plenamente en equilibrio de traslación, la fuerza resultante que actúa sobre él debería ser igual a cero (0), es lo que dice la primera condición de equilibrio. Se deben considerar los pasos para dibujar un Diagrama de Cuerpo libre.

En términos matemáticos es decir:

Para trabajar con este método precisamos lo siguiente:

1.- cada vector se deberá descomponer en componentes rectangulares

2.- Una vez realizado el paso 1, es significativo hacer la suma de componentes en “x” y “y” para cada uno de los vectores, para lograr tener un vector resultante de X y uno de Y con esto conseguiremos lograr el valor de la resultante final.

3.- Usar el teorema de pitágoras para hallar la magnitud resultante de los dos vectores perpendiculares.

4.- Usar la función tangente para determinar el ángulo respecto a la horizontal de la resultante.

Ejemplo 1: Encuentre la suma total de los vectores

Vector F1

No tiene ningun componente en el eje “y”, solamente del  eje “x” con esto logramos tener el primer valor para “x” una magnitud de 8N.

F1x=8N

Vector F2

El vector F2 tiene una magnitud de 6 N, y 40°, es decir; que tiene componentes “x” y “y”, por lo que lo descomponemos con funciones trigonométricas:

F2x=F2cos(40∘)=6cos⁡(40∘)=4.596N

F2y=F2sen(40∘)=6sen(40∘)=3.856N

Vector F3

Este vector se puede observar que está en el cuarto cuadrante y con 30° respecto a la horizontal, por lo que sus componentes serán negativos tanto para “x” como para “y”

Se debe modificar el signo a los valores de las componentes

F3x=−2.598N

F3y=−1.5N

Vector F4

Este vector unicamente tiene componente en “y”, es decir una magnitud de 5N

Obteniendo la resultante

Aplicando el teorema de pitágoras

R=Rx2+Ry2

R=(9.998N)2+(7.356N)2

R=154.07N2

Por lo que

R=12.41N

Qué sería nuestra magnitud.

Angulo de la resultante:

Aplicamos la tangente (cateto opuesto/cateto adyacente) para obtener el ángulo.

aplicamos el arcotangente

Por lo que tendríamos un ángulo de 36.35° de la resultante respecto a la horizontal.

Pasos para dibujar un Diagrama de Cuerpo libre en la primera condicion del equilibrio

Es bastante difícil solucionar un problema de estática si no se traza un diagrama de cuerpo libre del problema, con el DCL (Diagrama de Cuerpo Libre) tenemos la posibilidad de aislar un cuerpo y exportarlo a un plano cartesiano para examinar las fuerzas que trabajan sobre el cuerpo.

Los pasos para dibujar este tipo de diagramas dentro de la primera condición de equilibrio, son los próximos:

Primer Paso: Excluya el cuerpo del problema y trace cada una de las fuerzas que trabajan sobre él, con ello damos el inicio fundamental para la solución de nuestro problema.

Paso 2: Se trazará sobre un plano cartesiano y se procederá con una descomposición de los vectores en su forma rectangular.

Tercer 3: Coloque correctamente las fuerzas ya descompuestas, así como además los ángulos.

Cuarto 4: Aplique las ecuaciones de condición de equilibrio, para obtener las incógnitas deseadas.

Ejemplo Primera Condición de Equilibrio

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¿Que es la electricidad?

Que es la electricidad

¿Que es la electricidad? Es un grupo de fenómenos hechos por el desplazamiento y relación en medio de las cargas eléctricas positivas y negativas de los cuerpos físicos.

El término “electricidad” nace del latín electrum, y paralelamente del griego élektron, o ámbar. La alusión al ámbar nace de un hallazgo registrado por el científico francés Charles François de Cisternay du Fay, que identificó la vida de 2 tipos de cargas eléctricas (positiva y negativa). Las cargas positivas se manifestaban al frotar el vidrio, y las negativas al frotar sustancias resinosas como el ámbar.

Diagrama de un campo eléctrico con cargas positivas y negativas

La energía producida por las cargas eléctricas puede presentarse en 4 espacios: físico, luminoso, mecánico y térmico.

Si bien la electricidad es abstracta o “invisible” en la mayor parte de sus protestas, tales como en el sistema nervioso del hombre, es viable “verla” a veces, como los relámpagos una vez que se realiza una profundo tormenta.

La electricidad es una fuente de energía secundaria

Se llaman energías primarias las que se obtienen de forma directa de la naturaleza: solar, hidráulica, eólica, geotérmica, biomasa, petróleo, gas natural o carbón.

Las energías secundarias provienen de la transformación de energía primaria con destino al consumo directo, o a otros usos: gasolina, electricidad, gasoil, fuel oil…

¿Cómo se genera la electricidad para el consumo?

La electricidad se genera por medio de sistemas eléctricos que avalan su disponibilidad.

Un sistema eléctrico es el grupo de recursos que operan de manera coordinada en un definido territorio para saciar la demanda de energía eléctrica de los clientes.

Los sistemas eléctricos tienen la posibilidad de clasificar prácticamente de la siguiente forma:

  • Centros o plantas de generación donde se crea la electricidad (centrales nucleares, hidroeléctricas, de periodo combinado, parques eólicos, etcétera.).
  • Líneas de transporte de la energía eléctrica de alta tensión (AT).
  • Estaciones transformadoras (subestaciones) que disminuyen la tensión o el voltaje de la línea (alta tensión / media tensión, media tensión / baja tensión).
  • Líneas de repartición de media y baja tensión que llevan la electricidad hasta los puntos de vista de consumo.
  • Centro de control eléctrico a partir del que se gestiona y opera el sistema de generación y transporte de energía.

 Usos y aplicaciones de la electricidad

La electricidad es una fuente de energía indispensable. En cualquier hogar hay toda clase de máquinas y electrodomésticos que funcionan con corriente eléctrica, además del sistema de iluminación.

En la industria, casi la mitad de la energía que se consume es eléctrica. La electricidad se usa tanto como fuente impulsora de los motores eléctricos de las máquinas y artefactos de cada sector, como para calentar los contenidos de tanques, depósitos y calderas. Al igual que en la zona de la casa, la electricidad además es la primordial fuente de iluminación, y posibilita obtener calor y gélido con conjuntos de climatización.

En el campo del transporte, el tranvía, metro o ferrocarril son los medios de transporte eléctrico por excelencia. En la actualidad se permanecen diseñando vehículos eléctricos dirigidos primordialmente a usos urbanos, así como vehículos llamados “híbridos” en los cuales el motor eléctrico se combina con un motor de explosión, de forma que goza de los beneficios de las dos fuentes de energía. Con un fácil enchufe de corriente eléctrica puede recargarse la batería.

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