Unidad IV: Introducción a la estática de la partícula del cuerpo rigido.

Fuerza:
Se puede definir como una magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles. Suele ser común hablar de la fuerza aplicada sobre un objeto, sin tener en cuenta al otro objeto con el que está interactuando; en este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo, dirección, o sentido de su velocidad), o bien de deformarlo.

Equilibrio:
Se refiere a una situación específica en que un sistema físico, biológico, económico o de otro tipo en el que existen diferentes factores o procesos, cada uno de los cuales son capaces de producir cambios por sí mismo, pero que puestos en conjunto no producen cambios en el estado del sistema a lo largo del tiempo.

Momento:
En mecánica newtoniana, se denomina momento de fuerza, torque, torca, o par (o sencillamente momento) [respecto a un punto fijado B] a la magnitud que viene dada por el producto vectorial de una fuerza por un vector director (también llamado radio vector).

Momento de un par:
un momento de fuerzas se define como la aplicacion de una fuerza externa sobre un punto en comun el cual sufre una accion por parte de dicha fuerza. Un par de fuerzas es un conjunto de dos fuerzas iguales y de sentido contrario aplicadas en puntos distintos. El momento del par de fuerzas o torque se representa por un vector perpendicular al plano del par, cuyo módulo es igual al producto de la intensidad común de las fuerzas por la distancia entre sus rectas soporte, y cuyo sentido está ligado al sentido de rotación del par. Un par de fuerzas actuando sobre un cuerpo y los vectores de posición y en dos puntos sobre sus respectivas líneas de acción;El momento sera: Mo=(r1-r2)*F=r*F Donde: r1 y r2 sonen dos puntos sobre sus respectivas líneas de acción

Apoyo:
Dos clases: el apoyo estatico y el dinamico.El apoyo estatico seria por ejemplo una mesa fija y el apoyo dinamico un patin.En el primero, no importa si la resultante de la fuerza paralela al piso es distinta de 0, pues las propias fuerzas internas de la mesa evitan que la mesa se mueva.En el segundo, la resultante de la fuerza paralela al piso debe ser 0 porque sino el patin se resbalaria.Estos apoyos aparecen en la parte de estatica de los cuerpos, donde la sumatoria de momentos (torques) y fuerzas es 0.

Reacción:
Una reacción física es aquella en la que se presentan alteraciones en una o más variables medibles físicamente tales como la temperatura, presión, densidad, etc.

Armadura:
El término armadura puede referirse a :
La armadura de clave, conjunto de alteraciones musicales que dan nombre a una tonalidad.
La armadura de combate, conjunto de protecciones en forma de prendas con que se revestían los combatientes para su defensa individual durante la lucha.
La armadura de un edificio, armazón de madera que sostiene la cubierta en algunos edificios.
La armadura de acero, refuerzo de metal que discurre por el interior del hormigón armado.
La armadura o celosía, una estructura reticular de barras rectas interconectadas en nudos formando triángulos o retículos planos.

Fuerzas en el plano y en el espacio:
Una fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro y, generalmente, esta caracterizada por su punto de aplicación, su magnitud y su dirección. Sin embargo, las fuerzas que actúan sobre una partícula dada tienen el mismo punto de aplicación. Por lo tanto, cada una de las fuerzas consideradas en este tema estará completamente definidas por su magnitud y su dirección.
La magnitud de una fuerza esta caracterizada por un cierto número de unidades. Como se menciono anteriormente, las unidades del SI utilizadas por lo ingeniero para medir la magnitud de una fuerza son: el newton (N) y su múltiplo el kilonewton (kN), igual a 1000 N, mientras que en el sistema de unidades de uso común en los estados unidos las unidades empleadas para ese mismo propósito son, la libra (lb) y su múltiplo la kilo libra (kip), igual a 1000 lb . La dirección de una fuerza esta determinada por la línea de acción y el sentido de la fuerza. La línea de acción es la línea recta infinita a lo largo de la cual actúa la fuerza; esta caracterizada por el ángulo que forma con respecto a un eje fijo (figura 4.1). La fuerza misma se representa por un segmento de dicha línea; a través del uso de una escala adecuada, la longitud de este segmento puede ser seleccionada para que represente la magnitud de la fuerza. Finalmente, el sentido de la fuerza debe ser indicado por una punta de flecha. Al definir una fuerza es importante indicar su sentido. Dos fuerzas que tenga la misma magnitud y línea de acción pero sentidos opuestos, como las mostradas en la figura 4.1ª y b, ejercen efectos directamente opuestos sobre una partícula.
Mas información: http://ssfe.itorizaba.edu.mx/industrial/reticula/fisicaI/contenido/unidad%204/tema4_1.html

Equilibrio de una partícula:
“Si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula es cero, la partícula se encuentra en equilibrio”.
Una partícula sujeta a la acción de dos fuerzas estará en equilibrio si ambas tienen la misma magnitud, la misma línea de acción y sentidos opuestos. Entonces la resultante de las fuerzas es cero.

Momento de una fuerza:
Se denomina momento de una fuerza respecto de un punto, al producto vectorial del vector posición r de la fuerza por el vector fuerza F.

Movimiento Armónico Simple

Oscilación

Es una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Si el fenómeno se repite, se habla de oscilación periódica. Oscilación, en física, química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central, se denomina ciclo. El número de ciclos por segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilación.Una oscilación en un medio material es lo que crea el sonido. Una oscilación en una corriente eléctrica crea una onda electromagnética.


Amplitud

La amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo.


Periodo

Es el intervalo de tiempo entre dos puntos equivalentes de una onda u oscilación.


Frecuencia

Es una medida para indicar el número de repeticiones de cualquier fenómeno o suceso periódico en la unidad de tiempo. Para calcular la frecuencia de un evento, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido. Según el Sistema Internacional, el resultado se mide en Hertzs (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hertz es aquel suceso o fenómeno repetido una vez por segundo, 2 Hz son dos sucesos (períodos) por segundo, 3 Hz son tres sucesos (períodos) por segundo, 4 Hz son cuatro sucesos (períodos) por segundo, 5 Hz son cinco sucesos (períodos) por segundo, con esto demostramos teóricamente que casi siempre hay una relación en el número de Hertz con las ocurrencias.


Frecuencia Angular

Es la frecuencia del movimiento senoidal,expresada en proporción del cambio de ángulo.Las unidades son radianes por segundo,y la abreviación es la minuscula griega ().La frecuencia angular está igual a 2 veces la frecuencia en Hz.Una revolución completa está igual a 2 radianes.


Movimiento armonico simple

Es un movimiento vibratorio bajo la acción de una fuerza recuperadora elástica, proporcional al desplazamiento y en ausencia de todo rozamiento.Solemos decir que el sonido de una determinada nota musical se representa gráficamente por la función seno. Ésta representa un movimiento vibratorio llamado movimiento armónico simple, que es aquel que se obtiene cuando los desplazamientos del cuerpo vibrante son directamente proporcionales a las fuerzas causantes de este desplazamiento.Un ejemplo de este movimiento se puede encontrar a partir del desplazamiento de un punto cualquiera alrededor de toda la longitud de una circunferencia.Cuando un punto (P) recorre una circunferencia con velocidad uniforme, su proyección (Q) sobre cualquiera de los diámetros de esta, realiza un tipo de movimiento armónico simple. Cada vez que el punto se encuentre en uno de los cuatro cuadrantes de la circunferencia, se trazará una perpendicular desde el punto a un diámetro fijo de la circunferencia. A medida que el punto escogido se mueve a velocidad uniforme, el punto proyectado en el diámetro, realizará un movimiento oscilatorio rectilíneo.

Unidad II. Dinámica

Dinámica: es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación a las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema. El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también la termodinámica y electrodinámica.

Fuerza: se puede definir como una magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles.

Masa: en física, es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo. La unidad de masa, en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una fuerza

Mecánica clásica: es una formulación de la mecánica para describir el movimiento de sistemas de partículas físicas de sistemas macroscópicos y a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

Leyes de Newton: Las Leyes de Newton son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.

Primera Ley de Newton o principio de Inercia:
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.
La primera ley especifica que todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que actúe sobre él una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado.
Este principio establece que la materia es inerte, en tanto que por sí misma no puede modificar su estado de reposo o movimiento. Así, pues, constituye una definición de la fuerza como causa de las variaciones de velocidad de los cuerpos e introduce en física el concepto de sistema de referencia inercial.
Por lo demás, aunque la experiencia diaria parece contradecir la segunda parte del enunciado, que un cuerpo en movimiento se mantendrá así de forma indefinida a no ser que actúe sobre él alguna fuerza, la realidad es que los cuerpos están sometidos a la acción de fuerzas de fricción o rozamiento, que los van frenando progresivamente.

Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza:
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
La segunda ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento actúa una fuerza. En ese caso, la fuerza modificará el movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.
Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas.

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción:
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.
La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (con velocidad finita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas.
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedecen por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores, permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.

Fuerzas de contacto: son ciertos tipos de fuerzas que se presentan en los objetos que interactúan y que están físicamente en contacto (Por ejemplo: la fuerza con que se empuja un objeto, la fuerza de fricción, etc.)

Peso: El peso, en física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Normalmente, se considera respecto de la fuerza de gravedad terrestre.

Fuerza resultante: En un sistema mecánico cuando tienes más de una fuerza actuando la suma vectorial de estas es la fuerza resultante.La fuerza resultante es una fuerza que por si sola produciría el mismo efecto que todo el sistema de fuerzas. Es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo; teniendo en cuenta su dirección, sentido y módulo.
Diagrama de cuerpo libre: Son las representaciones graficas de la fuerzas que actúan en un cuerpo; Estas se representan en el plano cartesiano. Las fuerzas que actúan pueden ser: fuerza de acción ( a cualquier sentido derecha, izquierda)

Superposición de cuerpos: Cuando se habla de sistemas de más de dos cuerpos, hay que tener en cuenta el Principio de Superposición de fuerzas: la fuerza que ejerce un cuerpo sobre otro es independiente de la que ejercen los demás. En el Sistema Solar, con un astro que acapara casi toda la masa, es posible despreciar, en muchos casos, las fuerzas entre planetas.

Inercia: La inercia es la dificultad o resistencia que opone un sistema físico o un sistema social a posibles cambios.
En física se dice que un sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un cambio en el estado físico del mismo. Los dos usos más frecuentes en física son la inercia mecánica y la inercia térmica. La primera de ellas aparece en mecánica y es una medida de dificultad para cambiar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. La inercia mecánica depende de la cantidad de masa y del tensor de inercia. La inercia térmica mide la dificultad con la que un cuerpo cambia su temperatura al estar en contacto con otros cuerpos o ser calentado. La inercia térmica depende de la cantidad de masa y de la capacidad calorífica.

Dinamómetro: Se denomina dinamómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Peter Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas (aunque sí puede compararse a una báscula o a una romana).
Normalmente, un dinamómetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke, siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada.
Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal generalmente, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el muelle. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.

Unidades de fuerza: Definir la fuerza a partir de la masa y la aceleración, magnitudes en las que intervienen masa, longitud y tiempo, hace que sea una magnitud derivada. Este hecho atiende a las evidencias que posee la física actual, expresado en el concepto de Fuerzas Fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades.
Sistema Internacional de Unidades (SI)
Newton
Sistema Técnico de Unidades
Kilogramo fuerza o Kilopondio(Kgf)
Gramo fuerza (gf)
Sistema Cegesimal de Unidades
Dina
Sistema Anglosajón de Unidades
Poundal
KIP
Libra fuerza (lbf)
unidades de fuerza: newton (N)

Fricción: Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza entre ambas superficies no sea perfectamente perpendicular a éstas, sino que forma un ángulo φ con la normal (el ángulo de rozamiento). Por tanto, esta fuerza resultante se compone de la fuerza normal (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento, paralela a las superficies en contacto.

Definiciones, conversiones y operaciones en notación científica

Generalidades: La Física y sus impactos en la Ciencia y la Tecnología.

Definiciones y conceptos.


Movimiento: el movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos de un sistema, o conjunto, en el espacio con respecto a ellos mismos o con arreglo a otro cuerpo que sirve de referencia. Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria. La parte de la física que se encarga del estudio de las causas del movimiento es la dinámica.


Partícula: Una porción de materia extremadamente pequeña como un átomo o un núcleo atómico. En física, un cuerpo dotado de masa, y del que se hace abstracción del tamaño y de la forma, pudiéndose considerar como un Punto (geometría).


Trayectoria: En cinemática, la trayectoria es el conjunto de todas las posiciones por las que pasa un cuerpo en movimiento. Según la mecánica clásica la trayectoria de un cuerpo puntual siempre será una línea continua. Sin embargo, la física moderna ha encontrado situaciones donde esto no ocurre así. Por ejemplo, la trayectoria de un electrón dentro de un átomo es probabilística, y corresponde a un volumen.


Distancia: La distancia es una magnitud escalar que mide la relación de lejanía entre dos puntos o cuerpos. En el espacio euclídeo la distancia entre dos puntos coincide con la longitud del camino más corto entre dos puntos, sin embargo, eso no nos sirve como definición formal de distancia, ya que para la definición de longitud es necesaria la de la distancia. Por eso en este artículo se acude a una definición formal de distancia. Además en espacios de geometrías más complejas el concepto de distancia y el de longitud de una curva no tienen porqué coincidir.


Posición de un objeto: es aquélla información que permite localizarlo en el espacio en un instante de tiempo determinado. Necesitamos obtener doble información, una que tiene que ver con medidas espaciales y otra con una medida del tiempo; ambas son necesarias pues los cuerpos materiales constantemente cambian de posición según transcurre el tiempo.


Vector de posición: Cuando el punto de referencia es el origen del sistema de coordenadas que se utiliza, el vector desplazamiento se denomina por lo general vector posición, que indica la posición por medio de la línea recta dirigida desde la posición previa a la posición actual, en comparación con la magnitud escalar "distancia" que indica solo la longitud. Este uso del vector desplazamiento permite describir en forma completa el movimiento y el camino de una partícula.

Desplazamiento (mecánica): En física, desplazamiento es el vector que define la posición de un punto o partícula en relación a un origen o con respecto a una posición previa. El vector se extiende desde el punto de referencia hasta la posición actual.

Rapidez: La rapidez o celeridad (no se debe confundir con la aceleración) es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo que tomó recorrerla.

Velocidad: Distancia recorrida por unidad de tiempo.

Rapidez media: Es una magnitud escalar que corresponde a la razón entre la distancia que recorre un móvil y el intervalo de tiempo que emplea en recorrerla.

Velocidad media: Es una magnitud vectorial que corresponde a la razón entre el desplazamiento de un móvil y el intervalo de tiempo que emplea en realizarlo.

Velocidad instantánea: Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria, cuando el lapso de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. Es el valor que posee el vector velocidad de un móvil en un determinado instante de tiempo.


Movimiento rectilíneo uniforme (MRU): Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula. Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrá el mismo valor. Además la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán.
Aceleración: magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa con que aumenta o disminuye la velocidad de un móvil en función del tiempo.

Movimiento rectilíneo con aceleración constante (MRUA): El Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) y Movimiento Unidimensional con Aceleración Constante, es aquél en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta y está sometido a una aceleración constante. Esto implica que para cualquier intervalo de tiempo, la aceleración del móvil tendrá siempre el mismo valor.


Caída libre: Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad. Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo. En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.


Tiro vertical: Es un movimiento sujeto a la aceleración gravitacional, solo que ahora es la aceleración la que se opone al movimiento inicial del objeto. El tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos u objetos.
CARACTERISTICAS:* Nunca la velocidad inicial es cero. * Cuando el objeto alcance su altura máxima su velocidad en este punto es cero, mientras el objeto está de subida el signo de la velocidad es positivo y la velocidad es cero en su altura máxima, cuando comienza el descenso el signo de la velocidad es negativo. * La velocidad de subida es igual a la de bajada pero el signo de la velocidad al descender es negativo.

Tiro horizontal: es el resultado de la composición de dos movimientos:1. En dirección horizontal, se trata de un movimiento uniforme con velocidad inicial Vo.2. En dirección vertical, el cuerpo es acelerado por la gravedad y no tiene velocidad inicial.

Tiro parabólico: es aquél que es realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola, es decir en dos dimisiones o sobre un plano. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. Existen dos tipos de tiros parabólicos el horizontal que se caracteriza por la trayectoria que sigue un objeto al ser lanzado horizontalmente al vacío. Y el oblicuo el cual se caracteriza por la trayectoria que sigue el objeto cuando es lanzado con una velocidad inicial que forma un Angulo con el eje vertical.

Movimiento Circular Uniforme (MCU): se describe cuando un objeto o cuerpo físico describe un movimiento circular alrededor de un punto fijo central llamado eje de rotación, siguiendo la trayectoria de una circunferencia, de tal manera que en tiempos iguales recorra espacios iguales.

Velocidad Tangencial (lineal): Cuando un objeto se encuentra girando, cada una de las partículas del mismo se mueve a lo largo de la circunferencia descrita por él con una velocidad inicial cuya magnitud será mayor, a medida de que aumenta el radio de la circunferencia. Esta velocidad lineal también recibe el nombre de tangencial, porque la dirección de la velocidad siempre es tangente a la circunferencia recorrida por una partícula y representa la magnitud de la velocidad que llevaría esta si saliera disparada tangencialmente.

Aceleración centrípeta: es la aceleración con la razón de cambio de dirección de la velocidad de una partícula en movimiento, es decir, con la fuerza centrípeta. Los cuerpos que se mueven en línea recta con rapidez constante también lo hacen a velocidad constante.


Velocidad angular: en física, específicamente en mecánica, ω (también conocida como frecuencia angular o pulsación) es una medida de la velocidad de rotación. Se mide en radianes por segundo (o simplemente s-1 porque los radianes son dimensionales).


Movimiento circular uniforme acelerado: Los desplazamientos en línea recta en los que la velocidad aumenta de forma constante se llaman movimientos uniformemente acelerados (cuando la velocidad disminuye de manera constante, se denominan uniformemente decelerados). Si un disco gira con movimiento circular uniformemente acelerado la velocidad angular media entre los dos instantes coincide con la velocidad angular instantánea en el tiempo medio de esos instantes.


Relación entre cantidades angulares y lineales: Algunas relaciones entre cantidades angulares y cantidades lineales se definen en las siguientes explicaciones de ecuaciones: La aceleración tangencial de un punto sobre un objeto giratorio es igual a la distancia de ese punto desde el eje de rotación multiplicada por la aceleración angular. Otra ecuación dice que la velocidad tangencial de un punto de un objeto en rotación es igual al producto de la distancia de ese punto respecto al eje de rotación por la aceleración angular.

Relación entre aceleración angular y tangencial/velocidad angular y lineal:
En los movimientos circulares, en lugar de espacio, velocidad y aceleración, se suele relacionar con el ángulo girado, la velocidad angular y la aceleración angular.La velocidad angular es el ángulo girado en la unidad de tiempo.La aceleración angular es la variación de velocidad angular en la unidad de tiempo.La velocidad tangencial es la velocidad que tiene un móvil que describe una trayectoria circular en un punto de esa trayectoriay es igual al radio por la velocidad angular: V=w·ry la aceleración tangencial es la aceleración que lleva ese móvil en un punto de la trayectoria y es igual al radio por la aceleración angular: A= @·rEl ángulo se suele medir en radianes.La velocidad angular en radianes /sg.y la aceleración angular en radianes / sg².
Por eso cuando la w o la @ se multiplica por el r nos dan las unidades de la velocidad y aceleración (tangencial). m/sg o m/sg².



Conversiones:



6 Mm (0.001 cm /1 Mm) (1m / 100 cm) - 0.00006 m



0.0004 m (100 cm / 1 m) (1 Mm / 0.001 cm) - 40 Mm



30 km/h (1000 m /1 km) (1 hr / 3600 s) - 8.33 m/s



10 m/s - 0.001 km/s



La magnitud de la velocidad de la luz en el vacio es de 300 000 000 m/s - 300000 km/s





Notación Científica:



(3x10^2) (5x10^4) = 15x10^6



2x10^-2

______ = o.5x10^1

4x10^3



(8x10^5) (4x10^3)

______________ = 5.3x10^-6

6x10^-2



(4.9x10^5)^1/2 = 7x10^2

Magnitudes Fisicas

Magnitudes Fundamentales. (SI)

1. Masa:
Magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo.
Unidad: Kilogramo (kg)

2. Tiempo:
Magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación.
Unidad: Segundo (s)

3. Longitud:
Magnitud que expresa la distancia entre dos puntos.
Unidad: Metro (m)

4. Intensidad de corriente eléctrica:
Cantidad de electrones que pasa a través de una sección del conductor en la unidad de tiempo.
Unidad: Ampere (A)

5. Temperatura:
Magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico.
Unidad: Kelvin (K)

6. Intensidad luminosa:
La cantidad de flujo luminoso, propagándose en una dirección dada, que emerge, atraviesa o incide sobre una superficie por unidad de ángulo sólido.
Unidad: Candela (cd)

7. Cantidad de sustancia:
Es la clase de materia de la que están formados los cuerpos.
Unidad: Mol (mol)


Magnitudes Derivadas. (SI)

1. Área:
La extensión o superficie comprendida dentro de una figura (de dos dimensiones), expresada en unidades de medida denominadas superficiales.
Unidad: Metro cuadrado (m²)

2. Volumen:
Magnitud física extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos, que a su vez se debe al principio de exclusión de Pauli.
Unidad: Metro cúbico (m³)

3. Velocidad:
Magnitud física que expresa la variación de posición de un objeto en función del tiempo, o distancia recorrida por un objeto en la unidad de tiempo.
Unidad: Metro por segundo (m/s)

4. Aceleración:
Magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa con que aumenta o disminuye la velocidad de un móvil en función del tiempo.
Unidad: Metro por segundo al cuadrado (m/s²)

5. Fuerza:
Magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles.
Unidad: Newton (N)

6. Trabajo y energía:
Trabajo: el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza.
Energía: la capacidad para realizar un trabajo.
Unidad: Joule (J)

7. Presión:
Magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
Unidad: Pascal (Pa)


Prefijos:

Múltiplos y submúltiplos de las unidades del SI

Prefijo.....Símbolo.....Potencia.....Prefijo.....Símbolo....Potencia
giga............G..............109..........deci..........d...........10-1
mega...........M.............106......... centi..........c...........10-2
kilo.............k..............103..........mili..........m...........10-3
hecto...........h.............102.........micro..........µ...........10-6
deca...........da.............101..........nano..........n............10-9

Prefijo...............Unidades en.........En una unidad
Giga G................1000000000.........0.000000001 10-9
Mega M..................1000000............0.000001 10-6
Kilo k......................1000................0.001 10-3
Hecto h....................100.................0.01 10-2
Deca da.....................10..................0.1 10-1
--- ---........................1.....................1 100
Deci d......................0.1...................10 101
Centi c.....................0.01.................100 102
Mili m......................0.001...............1000 103
Micro μ..................0.000001............1000000 106
Nano n................0.000000001........1000000000 109

Notación científica:

La notación científica (o notación índice estándar) es un modo conciso de representar un número utilizando potencias de base diez. Los números se escriben como un producto: a · 10k, (siendo a un número mayor o igual que 1 y menor que 10, y k un número entero). Esta notación se utiliza para poder expresar más fácilmente números muy grandes o demasiado pequeños.

Ventajas y limitaciones:

Al igual que los números reales son utilizados para representar cantidades escalares, las cantidades vectoriales requieren el empleo de otros elementos matemáticos diferentes de los números, con mayor capacidad de descripción.
Una de las desventajas de las magnitudes físicas es que algunas veces, los valores que debemos manejar son muy grandes o muy pequeños. En estos casos se recurre a escribir el número en notación científica, la cual es una ventaja.
Dentro de las magnitudes que se derivan de las fundamentales tenemos longitud, masa y tiempo, estas han sido muy importantes, porque han permitido al hombre calcular con bastante precisión, el comportamiento de los objetos en distintas situaciones, por ejemplo el lanzamiento de un cohete al espacio, para hacer esto posible, se necesitan aparatos electrónicos como los procesadores que están compuestos de chips, y estos a su vez de transistores, que son interruptores de paso en longitudes muy pequeñas, estos transistores hacen parte del estudio del comportamiento de las energías en magnitudes pequeñas y los famosos estados sólidos, entonces de estas magnitudes fundamentales obtenemos derivadas que nos permiten hacer muchas cosas, aceleraciones, velocidades, oscilaciones y de ahí construimos materiales, objetos y herramientas que se utilizan todos los días.