Fisicos De Las Mate Maticas

Colegio de bachilleres

Plantel 10 “Aeropuerto”

Báez García Jorge Eduardo

Ing. Ángel Jiménez Infante

Grupo: 501

Ing. Física

Semestre 2013-B

Bloque temático I

Circuitos Eléctricos

Bloque tematico II

Procesos Termodinámicos

Bloque tematico III

Cuerpos en Equilibrio

Bloque tematico I “Cuerpos en Equilibrio”

Introducción

Método del paralelogramo

Método grafico Método Poligonal

Suma de

Vectores Componentes Rectangulares

Método matemático

Senos y cosenos

Vector: Magnitud, dirección, sentido

Vector escalar: no requiere de muchos datos.

Vector vectorial: requiere de más dato, magnitud, dirección y sentido.

Vector A

Forma grafica

5 km 45

A Escala: ½ cm: 1cm

II I

∞

III IV

Cuadrangulares.

Método del paralelogramo

Trazar una línea, se da un punto de origen y si trazamos otra línea se obtienen entonces el vector A y B y se obtiene un vector resultante de estos dos.

B

A

Método Poligonal

Consiste en trazar una línea y dar un punto de origen y trazar el primer vector. Donde acaba el vector comienza otro.

C

B

A

A que se le conoce como sistema de referencia

Es un conjunto de convenciones usadas por un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un objeto o sistema en el tiempo y espacio

Ejemplos:

Mapa

GPS

Brújula

Reloj

Puntos cardinales

Plano cartesiano

Sol Centro del universo Elio centro

2 sistemas inerciales mecánicos, el sistema escalar y el sistema vectorial, las cantidades escalares son aquellas que pueden ser especificas completamente por un número y una unidad y que por lo tanto solo tienen magnitud.

Masa

Longitud

Energía

Temperatura

¿En qué sistemas inerciales se pueden comprobar las leyes de la física?

En los que cumplen las leyes de Newton, usando solo las fuerzas reales que ejercen entre si las partículas del sistema.

Cantidades vectoriales

Un vector está constituido por magnitud, dirección y sentido.

Ejemplo de radio vector.

Eje Y

A

Eje X

Calculo de momento de una Fuerza

El momento de una fuerza también llamado torca (torcer). Se define como la capacidad que tiene una fuerza que hace girar un cuerpo. También se puede definir, como la intensidad con que la fuerza actúa sobre un cuerpo tiende a comunicarle un movimiento de rotación.

El valor de un momento de una fuerza (M) se calcula multiplicando el valor de la fuerza aplicada (F) por el brazo de una palanca (R) donde M=f.r

Para comprender mayor el significado físico del momento de una fuerza vemos el siguiente ejemplo.

Ejemplo #1

F=20 N

+

-

5m

M=f.r

M=20N (5m)= 100

1N= 1kg, 1m, 1seg

Forma rectangular

A

B

A = 60N 30° sin⁡〖30 (60)=30〗 sin⁡∞=CO/hip

B = 50N 150° cos⁡〖30(60)=51.96〗 cos⁡∞=(C.ad)/hip

Esc= 1cm = 10N A= 51.96+30 〖Tan 〗⁡∞=CO/(C.ad)

X Y

Real imaginario

Leyes de newton

Primera ley de Newton o Ley de la inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.5

Esta ley postúla, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial. Lo anterior porque a pesar que la Tierra cuenta con una aceleración traslacional y rotacional estas son del orden de 0.01 m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que:

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.7

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

La fuerza es el producto de la masa por la aceleración, que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre \mathbf{F} y \mathbf{a}. Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo.

Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.

La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme

...