3.7 Potencia

3.6 Trabajo

Trabajo

Es una magnitud que cuantifica la energía transformada de un tipo a otro.

Sabemos que la energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. por otra parte, en la vida cotidiana existen diferentes situaciones en las que se debe emplear energía para obtener un fin. por ejemplo, al jalar una caja, al transportar pasajeros en un vehículo, al levantar una carga, al enviar un paquete de mercancías a su destino, entre otras mas. 

De esta manera, en la Física se precisa una magnitud que cuantifique esta inversión o transformación de un tipo de energía a otro.independientemente de si se convierte energía térmica, potencial, cinética o de otro tipo, la cuantificacion de esa energía para un fin útil es lo que en física se denomina trabajo (W). el cual se define formalmente -si la fuerza es constante- como el producto punto de los vectores fuerza (F) y desplazamiento (△x):

W= F*△x

si la fuerza se aplica bajo un angulo θ, es factible demostrar que el trabajo es:

W=  F  *  △x  cos θ

Donde F  y △x son, respectivamente, las magnitudes de la fuerza y del desplazamiento. si las unidades de la primera son newton, y metros las de la segunda, las unidades del trabajo son W= N * m = J. Esto es, el trabajo tiene unidades de energía. 

Observa que si q= θ, osea que la fuerza sea paralela ala dirección del movimiento , entonces cos θ= 1, por lo que la ecuación anterior se reduce a:

                                                  W= F △x

Trasportar pasajeros requiere energía.

Ejemplo: Valentina tiene una masa de 35 kg y aplica su peso para jalar con una cuerda una caja colocada en el piso. si la cuerda tiene una inclinación de 55º ¿Cual es el trabajo aplicado por valentina si consigue desplazar la caja por 5 metros?

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3.5 Energía mecánica

ENERGÍA MECÁNICA

La energía mecánica es la energía que presentan los cuerpos en razón de su movimiento (energía cinética), de su situación respecto de otro cuerpo, generalmente la tierra, o de su estado de deformación, en el caso de los cuerpos elásticos.

Es decir, es la suma de energía potencial (energía conservativa), Cinética (energía que sale del mismo movimiento) y elástica de un cuerpo en movimiento.

Tipos de energía mecánica y usos:

• Energía hidráulica: Que aprovecha la energía potencial del movimiento de agua.

• Energía potencial: que se obtiene de ello. Su uso recurrente es para producir

• Energía eléctrica: La energía eléctrica es una fuente de energía renovable que se obtiene mediante el movimiento de cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) que se produce en el interior de materiales conductores (por ejemplo, cables metálicos como el cobre).

• Energía eólica: La producen los vientos generados en la atmósfera terrestre. También se emplea a instancias de la producción de energía eléctrica como mecanismo de extracción de aguas subterráneas o de ciertos tipos de molinos para agricultura

• Energía mareomotriz: Producida por el movimiento de las mareas y de las olas del mar, también se puede transformar en energía eléctrica.

Un ejemplo de energía mecánica:

*Centrales generadoras hidroeléctricas:  Emplazadas en las grandes cascadas o caídas de ríos, que garantizan un flujo constante de agua en movimiento, las plantas hidroeléctricas generan electricidad a partir de la energía mecánica contenida en el impacto del agua sobre las turbinas.

*El movimiento de los resortes: Cuando se hallan comprimidos, los resortes acumulan energía elástica y energía potencial, que al liberarlos se transforma en energía cinética, pues el resorte se pone inmediatamente en movimiento. Todas estas formas de energía son casos de energía mecánica.

3.4 Energía cinética

Energía cinética

La energía cinética es una forma de energía, conocida como energía de movimiento. La energía cinética de un objeto es aquella que se produce a causa de sus movimientos que depende de la masa y velocidad del mismo, es decir todos los cuerpos en movimiento tienen energía cinética.

La energía cinética se mide en Julios (J), la masa en kilogramos (kg) y la velocidad en metros sobre segundos (m/s). 

Como tal, la energía cinética está ligada a otros conceptos de la física como: trabajo, fuerza y energía. La energía solo puede llamarse cinética cuando el objeto se pone en movimiento y, al chocar con otro pueda moverlo originando un trabajo y, la fuerza puede referirse como la posibilidad que tiene un cuerpo de producir daños a otro.

Energía cinética

Un ejemplo: 
La montaña rusa esta conformada por energía cinética como se ve en la imagen.







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3.3 Energía Potencial

3.2 Fuerza Gravitacional

3.1 Tipo de fuerza e Interacción

2.12 Tercera ley de Newton

2.11 Segunda ley de Newton

2.10 Primera ley de Newton

2.9 Peso

2.8 Fuerza

2.7 Masa

2.6 Caída libre

2.5 Tiro vertical.

2.4 MRUA

2.3 MRU

Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

un movimiento se conoce como rectilíneo cuando un objeto se mueve según una recta o su trayectoria es una recta, ademas sera un movimiento rectilíneo uniforme si su velocidad es constante durante todo el tiempo.

la ecuación que describe el movimiento rectilíneo uniforme es:

x(t) = vt + X₀

Donde x(t) es la posición del objeto en cada instante, X_{0 es la posición al instante t, v es la rapidez con unidades de m/s.}

Un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) es aquel que tiene su velocidad constante y su trayectoria es una línea recta. Esto implica que: 

*El esrpacio recorrido es igual que el desplazamiento.

*En tiempos iguales se recorren distancias iguales.

*La rapidez o celeridad es siempre constante y coincide con el módulo de la velocidad.

Ejemplo: Calcula la posición de un objeto pasado 10s si su rapidez de 5 m/s y su posición inicial es de 2m.
a) Realiza la ecuación.
b) Determina lo solicitado.
c) Representalo de forma gráfica.

     a) x(t)=5t+2
     b) x(t)=(5)(10)+2
                =50+2
                 =52m

2.2 Aceleración.

2.1 Velocidad y Rapidez.

Rapidez

La rapidez es una magnitud  escalar que determina la relación de la distancia recorrida por un cuerpo u objeto y el tiempo que necesita para cubrir dicha distancia. En este sentido, emplea dimensiones de longitud y de tiempo que pueden ser, dependiendo del caso, kilómetros por hora (k/h) o metros por segundo (m/s). A diferencia de la velocidad, no es una magnitud vectorial, sino que representa precisamente el módulo de la celeridad.

*Un ejemplo de rapidez seria:

Si un automóvil recorre una distancia de 10 cm en 2 s, su rapidez es:

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Velocidad

La velocidad es una magnitud física que expresa la relación entre el espacio recorrido por un objeto, el tiempo empleado para ello y su dirección.

*Un ejemplo de rapidez seria:

Si un automóvil recorre una distancia de 10 cm en 2 s hacia la derecha, su velocidad es:

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1.4 Vectores (distancia y desplazamiento)

1.3 Conversión de unidades

1.1 Ramas de la Física.

Ramas de la física.

La Física se puede dividir en tres grandes ramas: la física clásica, la física moderna y la física contemporánea.

LA FÍSICA CLÁSICA: La física clásica se encarga del estudio de aquellos fenómenos que ocurren a una velocidad relativa pequeña, comparada con la velocidad de la luz en el vació y cuyas escalas espaciales son muy superiores al tamaño de átomos y moléculas .

MECÁNICA CLÁSICA  : La mecánica clásica es la rama de la física que describe el movimiento de los cuerpos ,y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerza. En particular, la mecánica clásica: se subdivide en Cinemática, estática  y dinámica.

CINEMÁTICA :Es la que se ocupa del movimientos de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan.

ESTÁTICA :Es la que estudia las condiciones del equilibrio.

DINÁMICA :Es la que describe el movimiento estudiando las causas de su origen.

ÓPTICA FÍSICA :La óptica  

de la física es la rama de la física que toma la luz como una onda y explica  algunos fenómenos que no se podrían explicar tomando la luz como un rayo. Estos fenómenos son:

DIFRACCIÓN : Es la 
capacidad de la ondas para cambiar la dirección al rededor de obstáculos en su trayectoria, esto se debe a la propiedad que tiene las ondas de generar nuevos frentes de onda.

POLARIZACIÓN :Es la propiedad por la cual uno o mas de los múltiples planos en que vibran las ondas de luz  se filtra impidiendo su paso. Esto produce efectos como eliminación de brillos

ACÚSTICA :Es la rama de la física que estudia el sonido, que es una onda mecánica que se propaga a través de la materia, bien se en estado gaseoso , liquido o solido, porque el sonido no se propaga en el vació.

TERMODINÁMICA :Es la 
que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. El calor se define como una transferencia de energía debido a una diferencia de temperatura , mientras que el trabajo es una transferencia de energía que no debe a una diferencia de temperatura .

CALOR: Es una cantidad de energía y una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo. Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento. Incluso los objetos mas fríos poseen algo de calor porque sus átomos se están moviendo.

TEMPERATURA: Es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).

ELECTROMAGNETISMO : Es la que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos, que están estrechamente  relacionados.

FENÓMENOS ELÉCTRICOS: Las propiedades de los cuerpos eléctricos se deben a la existencia de dos tipos de cargas: Positiva y negativa.

La materia es eléctrica mente neutra, es decir tiene la misma cantidad de cada tipo de carga.Si adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene mas cantidad de un tipo que de otro.

FENÓMENOS MAGNÉTICOS: es un fenómeno natural por el cual los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que tienen propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes.

LA FÍSICA MODERNA: Se   Encarga de los fenómenos que producen a la velocidad de la luz o valores cercanos a ellas, o cuyas escalas espaciales son del orden del tamaño del átomo, o bien ,inferiores.
La física moderna se divide en cinco partes: Mecánica cuántica, nuclear, atómico, relativa y mecánica estadística.

MECÁNICA CUÁNTICA:Se ocupa de estudiar y explicar el comportamiento a nivel microscópico de los átomos y de las partículas atomísticas y elementales, también conocida como mecánica cuántica sus leyes están basadas en probabilidades rompiendo con todos los esquemas establecidos en la física clásica.

ENERGÍA NUCLEAR: Es la energía que se obtiene al manipular la estructura interna de los átomos. Se puede obtener mediante la división del núcleo (fisión nuclear) o la unión de dos átomos (fusión nuclear).

ATÓMICA: es la rama de la física que estudia la capa de electrones de los átomos, un conjunto de orbitales en un átomo en el cual los electrones son. El volumen del átomo está determinado por los electrones. Como algunos de estos átomos son más fáciles de eliminar que otras, esto nos lleva a la conclusión de que algunos electrones están más cerca de la base que otras.

RELATIVA: Se utiliza para describir el universo teniendo como constante fundamental la velocidad de la luz en todas sus ecuaciones.

MECÁNICA ESTADÍSTICA: La mecánica estadística justifica descripciones fenomenológicas a partir de la leyes fundamentales.

LA FÍSICA CONTEMPORÁNEA: Se encarga del estudio de los fenómenos no-lineales, de la complejidad de la naturaleza, de los procesos fuera del equilibrio termodinámico y de los fenómenos que ocurren a escalas mesoscopicas. Esta área de la física se comenzó a desarrollar hacia finales del siglo XX y principios del siglo XXI.

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