FISICA CONCEPTUALCINEMATICA

VELOCIDAD INSTANTANEALa velocidad instantnea al igual que la velocidad media es un vector.La expresin que relaciona a la velocidad instantnea con la posicin de una partcula en un movimiento rectilneo uniforme tiene varios parmetros muy importantes: Suponiendo que delta t ( t) es positivo, implica que Vx tenga el mismo signo que t Un cuerpo puede tener un x positivo y VX positivo o un x negativo y VX positivo; x nos dice dnde est el cuerpo mientras que Vx nos indica cmo se mueve.

VELOCIDAD INSTANTANEA Y RAPIDEZ INSTANTANEALos trminos velocidad y rapidez se usan indistintamente en la vida cotidiana sin embargo en fsica tienen significados diferentes.La rapidez denota la distancia recorrida dividida entre el tiempo con un rgimen medio o instantneo, es decir que la rapidez instantnea es el mdulo de la velocidad instantnea, en otras palabras no puede ser negativa.La velocidad instantnea nos indica con qu rapidez se est moviendo un cuerpo en un intervalo de tiempo infinitesimalmente pequeo.

VELOCIDAD MEDIA Y RAPIDEZ MEDIAA diferencia de la rapidez instantnea, la rapidez media no es la magnitud de la velocidad media. La velocidad media puede ser cero, la rapidez media nunca es cero.El mdulo de la velocidad media siempre es menor o igual que al mdulo de la rapidez media.Cuando la velocidad media (vm) es calculada en intervalos de tiempos cada vez ms cortos, su valor (vm) se aproxima a la velocidad instantnea.

VELOCIDAD MEDIA Y VELOCIDAD INSTANTANEAEn una grafico X vs T, la pendiente de la recta secante a la curva es la velocidad media. Del mismo modo la pendiente de la recta tangente a la curva es la velocidad instantnea.Aceleracin media y velocidad mediaEl signo de la aceleracin media corresponde al signo del cambio de velocidad mas no al de la velocidad media.

DINAMICALEYES DE NEWTONLa fuerza de rozamiento cintica de un cuerpo siempre es independiente de su velocidad.Cuando se lanza una pelota existen al menos dos fuerzas que actan sobre ella, el empuje de la mano y el tirn hacia abajo que ejerce la gravedad.El efecto de cualquier cantidad de fuerzas aplicada en un cuerpo, es el mismo que el de una sola fuerza igual a la suma vectorial de todas las fuerzas aplicadas

PRIMERA LEYINERCIALa tendencia de los cuerpos que se resisten al cambio de movimiento, Galileo la llam InerciaCuando un cuerpo est en reposo tiende por inercia a seguir inmvil y solamente por la accin de una fuerza podr salir de dicho estado, si un cuerpo est en movimiento sin que ni una fuerza neta acte sobre l, el objeto tiende por inercia a seguir movindose en lnea recta y con velocidad constante.Galileo y Newton afirman que un cuerpo en movimiento continuar movindose y lo que evita que siga movindose no ser su naturaleza ni su estado propio de reposo como lo dira Aristteles, sino la fuerza de friccin o alguna otra fuerza opuesta al movimiento.

Algunas personas dicen que la fuerza de la inercia (o la fuerza de mpetu) lanza a los pasajeros hacia adelante cuando un automvil frena abruptamente. Qu error tiene esta explicacin?El error est en que no hay fuerza alguna que lance a los pasajeros hacia adelante, sino que por inercia los cuerpos tiende a seguir movindose en lnea recta.

Cules son las condiciones para que un cuerpo est en equilibrio (reposo o M.R.U)? Que se mueva en lnea recta. Ninguna fuerza debe actuar sobre l o, Siempre debe actuar ms de una fuerza cuya resultante o fuerza neta sea cero.Este ltimo inciso nos demuestra que sobre un cuerpo NO puede actuar solo UNA fuerza para que est en equilibrio dinmico ya que debe haber al menos otra fuerza para que se anulen.

Se requiere una fuerza neta para conservar el movimiento de una partcula?NO. Obviamente se requiere una fuerza distinta de cero para empezar a mover una partcula sin embargo una vez despus de haberla movido no necesariamente se va necesitar una fuerza neta para seguirla moviendo, tal es el caso de un M.R.UEn un movimiento, como el circular uniforme, se puede aplicar la primera ley de Newton?No, porque siempre va existir una fuerza resultante distinta de cero ya sea este uniforme o variado; tal es el caso de la fuerza centrpeta.

SEGUNA LEY DE NEWTONLa segunda ley de Newton es solo vlida para marco de referencias inerciales.El peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masaLa aceleracin que se produce en un cuerpo es inversamente proporcional a su masa.

FUERZA DE ROZAMIENTO ESTATICA Y CINETICALa fuerza de rozamiento esttica es un valor variable que aumenta a medida que la fuerza que pone en movimiento a un cuerpo aumenta. Esta fuerza tiene un rango mximo que puede alcanzar. Cuando esto sucede, a esta fuerza se la conoce como fuerza de rozamiento mximo que se produce cuando una fuerza est a punto de poner en movimiento a un cuerpo.La fuerza de rozamiento cintica es un valor constante que nicamente depende de las superficies en contacto.

TERCERA LEY DE NEWTONUna fuerza que acta sobre un cuerpo es el resultado de la interaccin con otro cuerpo.Las fuerzas pares de accin-reaccin siempre vienen dadas en cuerpos distintos.La tercera ley de Newton NUNCA nos dice en qu sentido se est moviendo una partcula.Despus de que su automvil se descomponga, usted empieza a empujarlo hacia al taller ms cercano. Cuando el automvil empieza a moverse cul es la fuerza que usted ejerce sobre l en comparacin a la que ste ejerce sobre usted? Y cuando ya va empujndolo con rapidez constante?En ambos casos la fuerza que usted ejerce sobre al automvil es igual en magnitud y en direccin opuesta a la que el vehculo ejerce sobre usted. La tercera ley de Newton es aplicada para los casos en que la velocidad se variable, constante o cero.

MARCOS DE REFERENCIAS NO INERCIALESEn los marcos de referencias no inerciales, la fuerza inercial siempre es el producto de la masa del objeto en estudio por el valor absoluto de la aceleracin del sistema de referencia no inercial.Ocupamos la tierra como sistema de referencia "inercial" porque todo lo que est en la tierra, rota y se traslada alrededor del sol junto a ella, sin embargo, la tierra NUNCA est quieta.

RESISTENCIA DE LOS FLUIDOS Y VELOCIDAD TERMINALResistencia en los fluidosLa direccin de la fuerza de resistencia de un fluido que acta sobre un cuerpo siempre es opuesta a la direccin de la velocidad del cuerpo. La fuerza de resistencia es directamente proporcional al mdulo de la velocidad. Es decir que a diferencia de la fuerza de rozamiento cintico, esta fuerza si depende de la velocidad que lleva la partcula.Un objeto que cae en un fluido no tiene una aceleracin constante Velocidad terminalSe aplica casi el mismo criterio de la resistencia en los fluidos. A diferencia de ste, tenemos que la fuerza de resistencia es directamente proporcional al cuadrado de su velocidad, adems depende del rea y forma en que cae un cuerpo. Asimismo, un objeto que cae a gran altura no tiene aceleracin constante del mismo modo su velocidad que una vez alcanzada su velocidad terminal, se comienza a mover con velocidad constante y aceleracin cero. Cuando se una partcula alcanza su velocidad terminal, se dice que le fuerza de resistencia del aire iguala al peso y esa es la razn por la cual la aceleracin es cero

TRABAJO, POTENCIA Y ENERGIA

El trabajo TOTAL realizado sobre una partcula por todas las fuerzas que actan sobre ella, es el cambio de su energa cintica. En otras palabras el trabajo total est relacionado con el cambio de rapidez de una partcula, es decir que en un MRU o estado de reposo, NO existe un trabajo TOTALLa fuerza normal y la tensin de una cuerda en un movimiento circular, NUNCA realizan trabajo.El trabajo realizado por las fuerzas externas hacia un objeto, est relacionado con el desplazamiento y el cambio de rapidez de ste.El Teorema Trabajo Energa es til para fuerzas que sean constantes o variables e incluso para trayectorias curvas.El trabajo total o neto es positivo en cualquier marco de referencia y asimismo es negativo en cualquier marco de referencia.La friccin esttica NUNCA genera perdida de energa.Si usted va corriendo por la calle con velocidad variable cargando un libro pesado sobre su mano derecha, qu trabajo realiza usted sobre el libro?Aunque el libro se est desplazando cierta distancia pero la fuerza que ejerce la mano sobre el libro (vertical) no tiene componente en la direccin (horizontal) del desplazamiento, el trabajo es CERO

CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEALAl momento lineal de una partcula se lo define como el impulso que la aceler desde su estado de reposo o movimiento rectilneo uniforme hasta su rapidez final.Cuando se combina la idea de inercia y velocidad nos referimos a cantidad de movimientoEs un vector que siempre tiene el mismo sentido de la velocidad lo cual implica que tenga el mismo sentido del desplazamiento de una partcula.Vale tener en cuenta que la magnitud de momento lineal es directamente proporcional al producto de la masa por la velocidad de un cuerpo es decir que dos cuerpos diferentes pueden tener igual magnitud de cantidad de movimiento lineal pero distinta cantidad de movimiento lineal en cuanto al vector se trata, Ej.Un automvil de 3500 kg que viaja al norte a 20 m/s y un automvil de misma masa que viaja al este a 20/ms tienen la misma magnitud de momento lineal (mv), pero diferentes vectores de momento lineal porque sus direcciones son distintas.En un sistema aislado la cantidad de movimiento siempre se conserva. Recuerda que aunque la cantidad de movimiento en un sistema aislado siempre se conserva, la cantidad de movimiento de una partcula dentro de un sistema aislado no necesariamente debe conservarse porque es posible que otras partculas dentro del sistema interacten con ella.La cantidad de movimiento total de un sistema es igual a la cantidad de movimiento inicial del mismo. Las fuerzas internas no producen efecto alguno en la cantidad de movimiento de una partcula, ya que estas fuerzas actan y reaccionan anulndose dentro de los sistemas mismos.Veamos la siguiente ilustracin:Cuando un rifle dispara una bala, las fuerzas que hay en son internas. La cantidad de movimiento total del sistema que comprende la bala y el rifle, en consecuencia, no sufre un cambio neto. De acuerdo a la tercera ley de Newton, la fuerza ejercida sobre la bala es igual a la fuerza ejercida sobre l rifle. Las fuerzas que actan sobre la bala y el rifle actan durante un mismo tiempo, causando impulsos iguales pero en direcciones opuestas, y en consecuencia cantidades de tiempos iguales pero con direcciones opuestas. El rifle que retrocede tiene tanta cantidad de movimiento como la bala que acelera. Aunque tanto, la bala y el rifle ganaron una cantidad de movimiento apreciable, la bala y el rifle, juntos como sistema, no experimentan cambio de cantidad de movimiento. Antes del disparo la cantidad de movimiento era cero y despus del disparo la cantidad de movimiento neta sigue siendo cero conservndose as la cantidad de movimiento total del sistema

MOMENTUM LINEAL Y ENERGIA CINETICAEn la interaccin de dos o ms partculas en un sistema aislado, la energa total del sistema al igual que la cantidad de movimiento total siempre se conserva, es decir se mantiene constante, no obstante la energa mecnica puede variar.Suponga que puede elegir entre atrapar una pelota de 0.50 kg que se mueve a 4.0 m/s o una de 0.10 kg que se mueve a 20 m/s Cual es ms fcil de atrapar? Ambas tienen la misma magnitud de momento lineal as tenemos;P= m.V = (0.50 kg)(4.0 m/s) = (0.10 kg) (20m/s) = 2.0 kgm/s, pero valores muy diferentes de energa cintica la bola grande y lenta tiene 4.0 J, mientras que la bola pequea y rpida tiene 20.0 J.Puesto que el momento lineal es igual para ambas bolas, las dos requieren el mismo impulso para detenerse. Pero detener la bola de 0.10 kg requiere cinco veces ms trabajo para detener la de 0.50 kg porque la primera tiene cinco veces ms energa cintica. Por lo tanto, para una fuerza dada que ejerzamos con la mano, tardaremos el mismo tiempo en detener cualquiera de las dos bolas, pero nuestra mano ser empujada cinco veces ms hacia atrs si decidimos atrapar la bola pequea y rpida.

CENTRO DE MASAUn objeto tiene centro de masa independientemente si se encuentra bajo la influencia de la gravedad o no.El movimiento traslacional del centro de masa de un sistema es el mismo. Como si todo las del sistema estuviese concentrado en dicho punto. Es decir, el sistema se mueve como si la fuerza externa neta se aplicara a una sola partcula ubicada en el centro de masa.Este comportamiento es independiente de cualquier otro tipo de movimiento, como la rotacin o la vibracin del sistema es decir que el centro de masa es constante.