MAGNITUDES FISICA, MOVIMIENTO EN UNA DIRECCIÓN Y MOVIMIENTO EN EL PLANO.

MAGNITUDES FÍSICAS.

 son aquellas propiedades que pueden medirse y expresar su resultado mediante un número y una unidad. Son magnitudes la longitud, la masa, el volumen, la cantidad de sustancia, el voltaje, etc.

Las magnitudes físicas se dividen en dos:

1) magnitudes fundamentales: aquellas que no dependen de ninguna otra magnitud y que, en principio las podemos determinar con una medida directa.

2) magnitudes derivadas: aquellas que derivan de las fundamentales y que se pueden determinar a partir de ellas, si utilizamos las expresiones adecuadas.

A continuación un cuadro de las magnitudes físicas:

MOVIMIENTO EN UNA DIRECCIÓN.

1. Movimiento rectilíneo.

Se puede definir como la trayectoria que describe el móvil de una línea recta. Existen algunos tipos de movimiento rectilíneo como:

• Movimiento rectilíneo uniforme cuando la velocidad es constante.
• Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado cuando la aceleracion.  es constante.

Se puede decir que el movimiento rectilíneo es uno de los ejemplos más sencillos de movimiento, en el que la velocidad tiene dirección constante (aunque pueda tener en algunos casos aceleración), además hay fuerza y aceleración, estas son siempre paralelas a la velocidad. Esto permite tratar el movimiento rectilíneo mediante ecuaciones escalares, sin necesidad, de usar vectores. 

Posición

La posición x del móvil se puede relacionar con el tiempo t mediante una función x=f(t).

Desplazamiento

Supongamos ahora que en el tiempo t, el móvil se encuentra en posición x, más tarde, en el instante t' el móvil se encontrará en la posición x'. Decimos que móvil se ha desplazado Dx=x'-x en el intervalo de tiempo Dt=t'-t, medido desde el instante t al instante t'.

Velocidad

La velocidad media entre los instantes t y t' está definida por

Para determinar la velocidad en el instante t, debemos hacer el intervalo de tiempo Dt tan pequeño como sea posible, en el límite cuando Dt tiende a cero.

Pero dicho límite, es la definición de derivada de x con respecto del tiempo t.

Aceleración

En general, la velocidad de un cuerpo es una función del tiempo. Supongamos que en un instante t la velocidad del móvil es v, y en el instante t' la velocidad del móvil es v'. Se denomina aceleración media entre los instantes t y t' al cociente entre el cambio de velocidad Dv=v'-v y el intervalo de tiempo en el que se ha tardado en efectuar dicho cambio, Dt=t'-t.

1.1 Movimiento rectilíneo uniforme 

Un movimiento rectilíneo uniforme es aquél cuya velocidad es constante, por tanto, la aceleración es cero. La posición x del móvil en el instante t lo podemos calcular integrando o gráficamente, en la representación de v en función de t.

Habitualmente, el instante inicial t₀ se toma como cero, por lo que las ecuaciones del movimiento uniforme resultan

1.2 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

	Un movimiento uniformemente acelerado es aquél cuya aceleración es constante. Dada la aceleración podemos obtener el cambio de velocidad v-v0 entre los instantes t0 yt, mediante integración, o gráficamente.
	Dada la velocidad en función del tiempo, obtenemos el desplazamiento x-x0 del móvil entre los instantes t0 y t, gráficamente (área de un rectángulo + área de un triángulo), o integrando

Habitualmente, el instante inicial t₀ se toma como cero, quedando las fórmulas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, las siguientes.

Despejando el tiempo t en la segunda ecuación  y sustituyéndola en la tercera, relacionamos la velocidad v con el desplazamiento x-x₀

2. 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.

La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre es tan importante en la Física que recibe el nombre especial de aceleración de la gravedad y se representa mediante la letra g.

Para la caída libre, la gráfica posición-tiempo tiene la siguiente apariencia:

Recuerda que en las gráficas posición-tiempo, una curva indicaba la existencia de aceleración.

La pendiente cada vez más negativa nos indica que la velocidad del cuerpo es cada vez más negativa, es decir cada vez mayor pero dirigida hacia abajo. Esto significa que el movimiento se va haciendo más rápido a medida que transcurre el tiempo.

 

Observa la gráfica velocidad-tiempo de la derecha que corresponde a un movimiento de caída libre.

Su forma recta nos indica que la aceleración es constante, es decir que la variación de la velocidad en intervalos regulares de tiempo es constante.

las ecuaciones generales del movimiento:

e = v_o·t + ½·a·t²

v_f = v_o + a·t

Podemos adaptar estas ecuaciones para el movimiento de caída libre. 

e = ½·a·t²

v_f = a·t

Como hemos quedado en llamar g a la aceleración que experimenta un cuerpo en caída libre, podemos expresar las ecuaciones así:

h = ½·g·t²

v_f = g·t

MOVIMIENTO EN EL PLANO.

MOVIMIENTO DE PROYECTILES.

Cualquier objeto que sea lanzado en el aire con una velocidad inicial  de dirección arbitraria, se mueve describiendo una trayectoria curva en un plano. Un proyectil es un objeto al cual se ha comunicado una velocidad inicial y se ha dejado en libertad para que realice un movimiento bajo la acción de la gravedad. Los proyectiles que están cerca de la Tierra siguen una trayectoria curva muy simple que se conoce como parábola. Para describir el movimiento es útil separarlo en sus componentes horizontal y vertical.

Por eso es importante explicar el movimiento de un proyectil como resultado de la superposición de un movimiento rectilíneo uniforme y uno uniformemente variado, estableciendo las ecuaciones de la curva representativa, tiempo de vuelo, tiempo máximo, altura máxima, alcance máximo, velocidad y coordenadas de posición en el plano.

Video:

http://www.youtube.com/watch?v=OPN12Sjnpkk

ELECTROESTÁTICA, ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO.

ELECTRICIDAD:

Desde la Grecia clásica se ha estudiado un fenómeno especial llamado: la propiedad que tenían ciertos cuerpos de atraer objetos livianos después de haber sido frotados con un tejido. Al principio de tomo se creía que la resina fósil era el único material que presentaba esta propiedad, a través de la historia varios físicos iban plateando diferentes pensamientos.

Tales de Mileto: realizo experimentos en los cuales demostró que la resina fósil, después de ser frotado con la piel de un animal, atraía ciertas semillas, él creía que el ámbar o resina fósil tenía una propiedad vital.

William Gilbert: físico inglés, logro descubrir que otras sustancias también podían adquirir la propiedad reseñada. A estas sustancias se les denomino como sustancias eléctricas y a la propiedad se le denomino como ELECTRICIDAD. Gilbert logro descubrir que existían dos tipos de carga:

1. Era la que adquiría un vidrio (ELECTRICIDAD VITREA).


2. La correspondiente al ámbar y otros cuerpos semejantes (ELECTRICIDAD RESINOSA).

Charles du Fay: físico francés, estudio las interacciones repulsivas de la electricidad, y encontró que materiales electrizados del mismo tipo se repelían.

CARGAS ELECTRICAS:

Benjamín Franklin, fue el norteamericano quien realizo distintos descubrimientos en la electricidad, sugirió la existencia de un único tipo de carga o fluido eléctrico. Cuando la cantidad de la misma en un cuerpo era superior a lo normal, este presentaba ELECTRICIDAD POSITIVA (+), la adquirida por el vidrio, y cuando la misma era inferior a lo normal, el cuerpo tenia ELECTRICIDAD NEGATIVA (-). También propuso que las fuerzas ejercidas entre cuerpos electrizados eran acciones a distancias, unas de atracción y otras de repulsión, cuya ocurrencia dependía del tipo de electrización de dichos cuerpos.

La transferencia y la interacción entre las cargas producen los fenómenos eléctricos. Esta interacción responde a la ley de signos; según la cual, los cuerpos  que tienen carga eléctrica del mismo signo se repelamos y los cuerpos que tienen cargas de diferente signo se atraen.

La magnitud física que nos indica la cantidad de esa propiedad de la materia se le llama CARGA ELECTRICA. En el SI la unidad de la carga eléctrica se denomina culombio y su símbolo es C.

CAMPOS ELECTRICOS:

Ya todos sabemos, que la fuerza eléctrica es una fuerza a distancia y que los objetos cargados se consideran como cargas puntuales, cuya norma está determinada por la ley de coulomb, todo esto desde el punto de vista newtoniano.

Campo eléctrico por definición es, la alteración o modificación del espacio, de tal manera que si colocamos pequeñas cargas  (por lo general son positivas y son llamadas cargas de prueba) siguen una dirección determinada. La carga crea una tensión en el campo que obliga a las cargas más pequeñas a moverse hacia ella o alejarse de ella.

El físico, Michael Faraday, fue quien introdujo el término de campo eléctrico para referirse a la influencia que ejerce un objeto cargado eléctricamente sobre el espacio que lo rodea.

MAGNETISMO:

Es una propiedad que tienen los imanes y las corrientes eléctricas de ejercer acciones a distancia, como atracciones y repulsiones mutuas, imanación por influencia y producción de corrientes eléctricas inducidas.

MAGNETISMO NATURAL (es el hallado en la naturaleza, sin manipulación).

Podemos imaginar que en cualquier material existen muchos imanes de tamaño atómico. En la mayoría de los casos, estos pequeños imanes o dipolos magnéticos están orientados al azar y sus efectos se cancelan. Sin embargo, en ciertas sustancias, estos dipolos magnéticos están orientados en el mismo sentido. En tal caso, los efectos de cada dipolo magnético se suman formando un imán natural. 

MAGNETISMO ARTIFICIAL (es creado por el hombre, puede ser permanente o temporal).

El inducido a un objeto metálico por fricción con un imán o bien mediante el paso de una corriente eléctrica por un embobinado que dota de magnetismo mientras fluye la corriente. 

ELECTROMAGNETISMO:

es una especie de  teoría de campos.  Las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo.

El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento.  Se utiliza los campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.