PRUEBA DE DEFINICIN DE NIVELES

FSICA

CUADERNO AUTOINSTRUCTIVO DE

PREPARACIN

N D I C E

1. MAGNITUDES FISICAS

1.1. LA CIENCIA Y LA FSICA 1.2. MAGNITUDES FSICAS

1.2.1. Cantidad o magnitud fsica 1.2.2. Medicin 1.2.3. Magnitud 1.2.4. Magnitudes Fundamentales 1.2.5. Sistema Internacional de unidades 1.2.6. Conversin de unidades

1.3. DIMENSION DE UNA CANTIDAD FISICA 1.3.1. Anlisis dimensional

1.3.2. Principio de homogeneidad 1.4. PROBLEMAS RESUELTOS 1.5. PROBLEMAS PROPUESTOS 1.6. AUTOEVALUACIN

2. VECTORES 2.1. CANTIDADES VECTORIALES Y ESCALARES 2.2. SUMA DE VECTORES MEDIANTE METODOS GRAFICOS 2.3. COMPONENTES DE UN VECTOR 2.4. VECTORES UNITARIOS 2.5. SUMA DE VECTORES POR EL MTODO DE COMPONENTES 2.6. PRODUCTO ESCALAR 2.7. PRODUCTO VECTORIAL 2.8. FUERZA Y VECTORES 2.8.1. Fuerza Resultante 2.9. PROPIEDADES DE LOS VECTORES

2.10. PROBLEMAS PROPUESTOS 2.11. AUTOEVALUACIN

3. CINEMTICA

3.1. ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO 3.2. MOVIMIENTO EN UNA DIMENSIN

3.2.1. Movimiento rectilneo uniforme (MRU) 3.2.2. Anlisis de grficas del MRU 3.2.3. Movimiento rectilneo uniforme variado (MRUV) 3.2.4. Anlisis de grficas del MRUV 3.2.5. Movimiento de cada libre

3.3. MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES O EN UN PLANO 3.3.1. Movimiento de proyectiles 3.3.2. Movimiento circular 3.3.3. Movimiento circular uniforme (MCU) 3.3.4. Movimiento circular uniformemente variado (MCUV)

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3.4. PROBLEMAS PROPUESTOS 3.5. AUTOEVALUACIN

4. LEYES DEL MOVIMIENTO 4.1. PRIMERA LEY DEL MOVIMIENTO DE NEWTON: LEY DE LA INERCIA 4.2. SEGUNDA LEY DE MOVIMIENTO DE NEWTON. CAUSA Y EFECTO 4.3. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO 4.4. TERCERA LEY DEL MOVIMIENTO DE NEWTON: ACCIN Y REACCIN 4.5. FUERZA DE ROZAMIENTO 4.6. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE 4.7. FUERZA CENTRPETA 4.8. PROBLEMAS RESUELTOS 4.9. PROBLEMAS PROPUESTOS 4.10. AUTOEVALUACIN

5. TRABAJO 5.1. UNIDADES DE TRABAJO 5.2. TRABAJO MOTOR Y TRABAJO RESISTENTE 5.3. DETERMINACIN DE TRABAJO MECNICO CON GRFICOS 5.4. POTENCIA 5.5. ENERGIA MECNICA 5.6. ENERGIA CINTICA 5.7. TEOREMA TRABAJO-ENERGA CINTICA 5.8. ENERGA POTENCIAL 5.8.1. Energa potencial gravitatoria 5.8.2. Energa potencial elstica 5.9. ENERGA MECNICA TOTAL 5.10. CONSERVACIN DE LA ENERGA MECNICA 5.11. PROBLEMAS PROPUESTOS 5.12. AUTOEVALUACIN

6. CANTIDAD DE MOVIMIENTO

6.1. CONSERVACIN DEL MOMENTO LINEAL PARA UN SISTEMA DE DOS PARTCULAS 6.2. COLISIONES 6.2.1. Colisiones en una dimensin 6.2.2. Colisiones elsticas en dos dimensiones entre dos partculas 6.2.3. Coeficiente de restitucin 6.3. PROBLEMAS RESUELTOS 6.4. PROBLEMAS PROPUESTOS 6.5. AUTOEVALUACIN

7. DINMICA DE CUERPOS RGIDOS 7.1. MOMENTO DE INERCIA 7.2. ENERGA CINTICA ROTACIONAL 7.3. MOMENTO DE UNA FUERZA O TORQUE 7.4. EQUILIBRIO DE UN CUERPO RGIDO

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7.5. MOMENTO ANGULAR 7.5.1. Conservacin del momento angular 7.5.2. Momento angular de un sistema de partculas 7.5.3. Momento angular de un slido

7.6. DINMICA DE UN CUERPO RGIDO: TRASLACIN Y ROTACIN COMBINADAS

7.7. MOVIMIENTO DE RODADURA 7.8. PROBLEMAS PROPUESTOS 7.9. AUTOEVALUACIN

8. MOVIMIENTO ARMNICO SIMPLE 8.1. ECUACIONES DEL MAS 8.2. ENERGA EN SISTEMAS MASA-RESORTE (OSCILADOR ARMNICO) 8.3. PROBLEMAS RESUELTOS 8.4. PROBLEMAS PROPUESTOS 8.5. AUTOEVALUACIN 9. ONDAS MECNICAS 9.1. ONDAS ARMNICAS SOBRE UNA CUERDA 9.2. DESCRIPCIN MATEMTICA DE UNA ONDA SENOIDAL 9.3. ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA FIJA EN SUS EXTREMOS 9.4. ONDAS SONORAS 9.4.1. Intensidad del sonido 9.5. PROBLEMAS PROPUESTOS 9.6. AUTOEVALUACIN 10. FLUIDOS 10.1. DENSIDAD 10.2. PRESIN 10.2.1. Presin atmosfrica 10.2.2. Presin dentro de un fluido en reposo 10.2.3. Vasos comunicantes 10.3. PRINCIPIO DE PASCAL 10.4. PRINCIPIO DE ARQUMEDES 10.5. FLUIDOS IDEALES EN MOVIMIENTO 10.6. ECUACIN DE CONTINUIDAD 10.7. ECUACIN DE BERNOULLI 10.8. PROBLEMAS PROPUESTOS 10.9. AUTOEVALUACIN 11. CALOR Y TEMPERATURA 11.1. DILATACIN TRMICA 11.2. CALOR 11.3. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 11.3.1. Conduccin 11.3.2. Conveccin 11.3.3. Radiacin

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11.4. PROBLEMAS PROPUESTOS 11.5. AUTOEVALUACIN 12. ELECTRICIDAD 12.1. CORRIENTE ELCTRICA 12.2. DIFERENCIA DE POTENCIAL O VOLTAJE 12.3. RESISTENCIA ELCTRICA 12.4. ENERGA Y POTENCIA EN CIRCUITOS ELCTRICOS 12.5. RESISTORES EN SERIE Y PARALELO 12.5.1. Resistores en serie 12.5.2. Resistores en paralelo 12.6. PROBLEMAS RESUELTOS 12.7. PROBLEMAS PROPUESTOS 12.8. AUTOEVALUACIN 13. APNDICE I. CONCEPTOS DE CLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL 13.1. DERIVADA DE FUNCIONES POLINOMIALES 13.2. DERIVADA DE FUNCIONES TRIGONOMETRICAS 13.3. INTEGRALES 13.4. VELOCIDAD Y ACELERACIN INSTANTNEA 13.5. PROBLEMAS RESUELTOS 14. APNDICE II. CLAVES DE RESPUESTAS DE LAS AUTOEVALUACIONES

Cuaderno Autoinstructivo de Definicin de Niveles de Fsica

Magnitudes fsicas

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1. MAGNITUDES FSICAS

1.1. LA CIENCIA Y LA FSICA

La alegra de ingresar a una Universidad le permite a uno, realizar una serie de

actividades, se siente triunfador, comunica este acontecimiento a todas las personas

de su entorno, hasta se siente dueo del mundo. De pronto retorna a la realidad, pues

empieza maana sus clases en la Universidad, reflexiona y observa el mundo exterior,

como consecuencia de ello, llega a la conclusin de que se encuentra en el espacio

exterior rodeado de cerros, rboles, edificios, aves, ros y automviles en movimiento;

observa en la noche la luna brillante en movimiento fuera de todo control humano, y se

da cuenta que tampoco puede controlar el movimiento de la Tierra. Sin embargo se

entera que despus de mucho el hombre ha podido comprender las reglas que rigen

estos movimientos.

El estudio de las reglas que rigen el comportamiento de los fenmenos naturales es lo

que constituye la Ciencia; estas reglas cuyo nmero es sorprendentemente pequeo

explican por qu la Tierra es redonda, por qu el mar y el cielo son azules, etc.

Entonces conocer el funcionamiento de las leyes de la naturaleza es fascinante y de

suma importancia, porque nos permite aplicarlas a nuestras necesidades.

La ciencia es una forma de pensar y tambin un cmulo de conocimientos, es decir: la

ciencia es una forma de conocer. Y la Fsica? La fsica estudia cosas tan bsicas

como: el movimiento, las fuerzas, la energa, el calor, el sonido, la luz, los tomos,

etctera, conocimientos que sern fundamentales en tu carrera.

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Magnitudes fsicas

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1.2. MAGNITUDES FSICAS

En la naturaleza se presentan una serie de fenmenos, cuya descripcin conduce a

establecer varias hiptesis, las cuales se ponen a prueba una y otra vez y si no hay

contradicciones se puede llegar a establecer una LEY o PRINCIPIO.

Cuando uno se encuentra en un taller o una planta industrial, nace la necesidad de

hacer mediciones de algn tipo, como la temperatura del ambiente, la presin del

sistema de refrigeracin, el voltaje a que trabajan las maquinarias, etc. El desarrollo

de la ingeniera de la construccin de la hidrulica y la ingeniera estructural involucran

la longitud, el rea, el volumen y la masa.

En la exploracin de la naturaleza se ha encontrado que la longitud, el tiempo y la

masa desempean un papel fundamental en la medicin.

1.2.1. Cantidad o magnitud fsica

Es una caracterstica de un fenmeno o de un objeto susceptible a ser medido, al cual

se le asocia un nmero, que se obtiene por medio de la operacin llamada medicin.

El volumen de un objeto, la altura de una edificacin, la temperatura del medio

ambiente, el periodo de rotacin de la tierra, etc., son ejemplos de cantidad fsica.

1.2.2. Medicin

Es una tcnica que se utiliza para determinar el nmero asociado a la cantidad fsica

por comparacin con un patrn conocido que se adopta como UNIDAD.

Por ejemplo, cuando se desea conocer la longitud de una barra metlica. Con un

instrumento apropiado se determina que es 12 m, para obtener esto, se hizo una

comparacin con la longitud de un patrn conocido como "metro".

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Magnitudes fsicas

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1.2.3. Magnitud

La magnitud de una cantidad fsica est dada por un nmero y una unidad de

medicin.

Ejemplo: Si M es una cantidad fsica su magnitud puede ser M: 20 C, 60 kg, 30 s. Los

nmeros asociados son: 20, 60 y 30 y las unidades: C: grado centgrado, kg.: 1

kilogramo y s: 1 segundo.

1.2.4. Magnitudes fundamentales

La experiencia demuestra que hay tres modos bsicos de describir cualquier cantidad

fsica que son: el espacio que ocupa, la materia que contiene y el tiempo que persiste.

Todas las descripciones de la materia, relaciones y eventos son combinaciones de

stas. Todas las medidas se reducen a la medicin de la longitud, la masa y el tiempo.

De ah, que las magnitudes fundamentales son aquellas que no se definen en

trminos de otras, son independientes entre s. La longitud, el tiempo y la masa son

magnitudes fundamentales, suficientes y necesarias para el estudio de la mecnica.

Tabla 1.1. Magnitudes fundamentales

MAGNITUDES FUNDAMENTALES DIMENSION

LONGITUD L

MASA M

TIEMPO T

La medida de toda magnitud fsica exige compararla con cierto valor unitario de la

misma. As para medir la distancia entre dos puntos, se compara con una unidad

estndar de distancia, tal como el metro.