F Í S I C A
La Física es una ciencia basada en las observaciones y medidas de los fenómenos físicos. La física estudia los cambios que sufre la materia de manera general en posición o forma únicamente.
La física se divide en las siguientes ramas:
- Mecánica; que se divide en estática (cuerpos en reposo); dinámica (movimiento y sus causas) y cinemática (estudia el movimiento).
- Hidráulica: estudia los fluidos (líquidos y gases) se divide en hidrostática (fluidos en reposo) e hidrodinámica (fluidos en movimiento y sus causas).
- Electricidad que se divide en: electrostática (cargas en reposo) y electrodinámica (cargas en movimiento y sus causas) electromagnetismo.
- Óptica (luz) y se divide en óptica física y óptica geométrica.
CINEMÁTICA
Analiza el movimiento de los cuerpos atendiendo sólo a sus características, sin considerar las causas que lo producen. Al estudiar cinemática se consideran las siguientes magnitudes con sus unidades respectivas:
Movimiento.- Es el cambio de lugar que experimenta un objeto en el tiempo
y en el espacio. Elementos de todo movimiento: Distancia o desplazamiento,
tiempo y velocidad.
a) Desplazamiento: Es la diferencia entre la posición final y la posición
inicial de un cuerpo u objeto en una trayectoria y en un tiempo
dados.
b) Tiempo: Lapso entre dos sucesos o eventos.
c) Velocidad: Es la razón que existe entre la distancia recorrida y un
tiempo determinado.
d) Trayectoria. Es la ruta o camino a seguir por un determinado
cuerpo en movimiento.
e) Distancia. Es la separación lineal que existe entre dos lugares en
cuestión, por lo que se considera una cantidad escalar.
f) Velocidad media. Representa el cociente entre el desplazamiento
total hecho por un objeto (móvil) y el tiempo en efectuarlo.
Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.)
Un objeto se mueve con movimiento rectilíneo uniforme cuando recorre
distancias iguales en tiempos iguales es decir, su velocidad es constante.
Y lo hace a lo largo de una recta. Su fórmula es: distancia = (velocidad)
(tiempo)
Movimiento Uniformemente Acelerado (M.U.A)
El movimiento acelerado incluye a la caída libre y al tiro vertical cambiando
ciertas variables.
La aceleración es la relación de cambio de la velocidad en el tiempo
transcurrido y se representa con la siguiente ecuación.
Al analizar la ecuación anterior se obtienen las siguientes conclusiones:
a) Si la velocidad final es mayor que la velocidad inicial entonces la
aceleración es positiva y por lo tanto el móvil acelera.
b) Si la velocidad final es menor que la velocidad inicial entonces la
aceleración es negativa y por lo tanto el móvil desacelera (frena).
Análisis del M.U.A.
a) Si el móvil parte del reposo, entonces su velocidad inicial (vi) es igual
a cero.
b) Si el móvil se detiene (frena), entonces su velocidad final (vf) es igual
a cero.
Existen otras fórmulas aplicadas al M.U.A. De estas relaciones surgen más,
pero son solamente despejes.
Caída libre: Todo cuerpo que cae desde el reposo o libremente al vacío, su
velocidad inicial valdrá cero y su aceleración será de g = 9.81 m/s2. Las
ecuaciones de la caída libre son:
Tiro vertical: Si un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, su velocidad
disminuirá uniformemente hasta llegar a un punto en el cual queda
momentáneamente en reposo y luego regresa nuevamente al punto de
partida. Se ha demostrado, que el tiempo que tarda un cuerpo en llegar al
punto más alto de su trayectoria, es igual al que tarda en regresar al punto
de partida, esto indica que ambos movimientos son iguales y para su estudio
se usan las mismas ecuaciones que en la caída libre, sólo hay que definir el
signo que tendrá “g”.
Tiro parabólico: Es un movimiento que está compuesto por los
movimientos: M.R.U. y M.U.A. y además forma un ángulo de elevación con
el eje horizontal (x). El procedimiento para resolver problemas y sus
fórmulas principales son:
• Descompónganse la velocidad inicial Vi en sus componentes:
Vix = Vi cos α Viy = Vi sen α
• Los componentes horizontal y vertical de posición (altura), en
cualquier instante estarán dadas por:
x = Vix y = Viy*t + ½ g*t2
• Los componentes horizontal y vertical de la velocidad en cualquier
instante estarán dadas por:
Vx = Vix Vy = Viy + g*t
• La posición y velocidad finales se pueden calcular a partir de sus
componentes.
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