Mecánica Conceptos Cinemática Fuerza. Interacción que hay entre dos o más cuerpos (movimiento,...

Mecánica
• Cinemática
Conceptos
• Fuerza. Interacción que hay entre dos o más cuerpos (movimiento, deformación, presión).
• Leyes del movimiento de Newton
• 1ª. Todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme hasta que no haya una
fuerza que lo haga cambiar.
• 2ª. La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional
a la masa.
• 3ª. A toda acción corresponde una reacción de igual fuerza pero en sentido contrario.
• Cantidades escalares. Quedan perfectamente definidas mediante el conocimiento de un número que
nos indica su magnitud seguido del nombre de la unidad que sirvió para valuar dicha magnitud.
• Cantidades vectoriales. Son aquellas que se pueden representar mediante una cantidad gráfica que
consiste en un segmento de recta de longitud determinada con una cabeza de flecha en sus extremos
(magnitud, sentido y dirección).
Clasificación de vectores:
• Libres. Se pueden desplazar paralelamente.
• Deslizantes. Se pueden desplazar a través de su línea de acción
• Fijos. No se pueden desplazar.
Suma de vectores:
• Método del paralelogramo.
• Método de polígono. Uniendo los vectores uno detrás de otro.
• Vectores componentes.
Equilibrio de los sistemas de fuerza. Se deben tomar en cuenta la mayoría de los conceptos de estática:
• Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas el efecto exterior que estas producen es equivalente al de una
sola fuerza.
• Es condición necesaria y suficiente para que dos fuerzas estén en equilibrio que sean iguales,
colineales y de sentido contrario.
• La acción exterior que un sistema de fuerzas produce sobre un cuerpo no se altera si se le agrega un
sistema equilibrado.
• El efecto externo que una fuerza produce al actuar sobre un cuerpo no cambia si esta se desliza a lo
largo de su línea de acción.
• A toda acción corresponde una reacción igual pero en sentido contrario.
• Momento de una fuerza. M=Fd L
• Resultante de un sistema de fuerzas paralelas y coplanares.
• Par de fuerzas. Conjunto de fuerzas que actúan paralelamente pero con sentido contrario.
• Teoremas básicos del equilibrio.
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• Si tres fuerzas coplanares están en equilibrio y no son paralelas tienen que ser concurrentes.
• Si tres fuerzas coplanares están en equilibrio y dos de ellas son paralelas, la tercera tiene que ser
paralela a las anteriores.
Movimiento.
Conceptos
• Cinemática. Parte de la mecánica que estudia el movimiento sin considerar las causas que lo
produjeron.
• Movimiento. Cambio de posición con respecto al tiempo.
• Trayectoria. Camino que recorre un cuerpo.
• Desplazamiento. Distancia entre en punto de inicio y el punto de llegada.
• Distancia. Medida de la trayectoria.
• Velocidad. Rapidez en el cambio de posición.
• Aceleración. Rapidez en el cambio de velocidad.
Movimiento Rectilíneo Uniforme. Distancias iguales en tiempos iguales.
Movimiento Uniformemente Acelerado.
Caída Libre.
Tiro vertical.
Movimiento en dos dimensiones. Un objeto proyectado horizontalmente alcanza el suelo en el mismo tiempo
que un objeto dejado caer verticalmente.
Tiro parabólico.
Movimiento Circular. Lo hace un objeto que se mueve en circulo a velocidad constante (recorre arcos iguales
en tiempos iguales). Como también el cambio en la dirección de la velocidad es una aceleración, el
movimiento circular uniforme es acelerado continuamente.
Conceptos
• Frecuencia. Número de ciclos por unidad de tiempo.
• Periodo. Tiempo necesario para dar un ciclo.
• Velocidad angular. Es el ángulo recorrido por unidad de tiempo y se expresa en rad/s.
• Aceleración centrípeta. Aceleración que cambia la dirección de la velocidad.
Movimiento Circular Acelerado. El movimiento circular a velocidad constante se tiene cuando la fuerza sobre
un objeto se ejerce hacia el centro del círculo. Si esta fuerza se dirige haciendo un ángulo tendrá dos
componentes: uno hacia el centro que da lugar a la aceleración centrípeta y otra tangencial al círculo que actúa
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para aumentar o disminuir la velocidad, por lo tanto origina una componente de la aceleración tangente al
círculo. La aceleración tangencial y la aceleración centrípeta son perpendiculares entre si. La velocidad
tangencial y la aceleración centrípeta son perpendiculares entre si. La velocidad tangencial y la aceleración
tangencial son paralelas.
Movimiento Armónico Simple. Es el que se repite en forma regular de un lado a otro sobre la misma
trayectoria y cumple con la ley de Hooke (F=kx). En este movimiento la velocidad es mínima cuando el
objeto se encuentra en alguno de los extremos.
Péndulo.
Movimiento de Satélites.
Conceptos
• Ley de la Gravitación universal. Toda partícula en el universo atrae a cualquier otra partícula con una
fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de las
distancias entre ellas. Esa fuerza actúa a lo largo de la línea que une las dos partículas.
• Dinámica.
Trabajo, Energía y Potencia.
Conceptos
• Trabajo. Producto de la magnitud por la componente de la fuerza paralela al desplazamiento. Se
puede ejercer una fuerza sobre un objeto sin hacer trabajo.
• Energía. Es la capacidad que tiene un objeto para realizar trabajo.
• Energía mecánica. Se divide en energía cinética que es la que está en movimiento y energía potencial
que es la energía con respecto a la posición.
• Energía cinética.
• Energía potencial. Hay dos tipos de energía potencial: gravitacional que depende de la altura y la
elástica que depende del resorte.
• Potencia. Es la rapidez con la cual se efectúa un trabajo.
• Fluidos
• Hidrostática
Conceptos
• Hidrostática. Parte de la Física que estudia los fluidos en reposo.
• Hidrodinámica. Parte de la Física que estudia los fluidos en movimiento.
• Características de los fluidos. (Forma, volumen, viscosidad, compresibilidad, elasticidad, cohesión)
• Presión. Fuerza concentrada en una unidad de área.
• Densidad. Cantidad de materia o masa que está en una unidad de volumen.
• Principio fundamental de la hidrostática. La diferencia de presiones entre 2 puntos de un líquido en
equilibrio es proporcional a la densidad del líquido y al desnivel entre ambos puntos.
• Principio de Pascal. Toda variación de presión en un punto en un líquido en equilibrio se transmite
íntegramente a todos los demás puntos del líquido.
• Principio de Arquímedes. Todo cuerpo con un líquido en equilibrio experimenta una fuerza vertical
dirigida hacia arriba igual al peso del volumen del líquido desalojado, a esta fuerza se le llama
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empuje.
• Peso aparente. El peso aparente de un cuerpo cuando este se encuentra totalmente sumergido es la
fuerza resultante hacia abajo que se ejerce sobre el peso.
• Hidrodinámica
Conceptos
• Hidrodinámica. Parte de la Física que estudia los fluidos en movimiento.
• Gasto hidráulico. Volumen o cantidad de masa que pasa por una sección recta en una unidad de
tiempo.
• Termodinámica
Conceptos
• Termodinámica. Parte de la Física que estudia la transferencia del calor.
• Calor. Promedio de la energía cinética de las moléculas.
• Ley de Boyle. El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que se le aplica cuando
se mantiene constante la temperatura (temperatura constante).
• Ley de Charles. El volumen de una determinada cantidad de gas es directamente proporcional a la
temperatura absoluta cuando la presión se mantiene constante (presión constante).
• Ley de Gay− Lussac. A volumen constante la presión de un gas es directamente proporcional a su
temperatura absoluta (volumen constante).
• Electromagnetismo
Conceptos
• Electrostática. Estudia las cargas eléctricas en reposo.
• Electrodinámica. Estudia las cargas eléctricas en movimiento.
• Atomo. Menor partícula de un elemento químico. Si un átomo pierde o gana electrones podrá estar
cargado y se le llamará ion.
• Benjamín Franklin halló que cuando se frotan dos cuerpos entre sí uno se cargará positivamente y el
otro negativamente. En un cuerpo no electrizado hay el mismo número de protones que de electrones,
cuando lo frotamos hay transferencia de electrones.
• Prefijos
Tera
T
1012
Giga
G
109
Mega
4
M
106
Kilo
k
103
Hecto
h
102
Deka
da
101
Deci
d
10−1
Centi
c
10−2
Mili
m
10−3
Micro
10−6
Nano
n
10−9
Pico
5
p
10−12
Fempto
f
10−15
CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTRICO
• Intensidad del campo eléctrico. Fuerza ejercida sobre una unidad de carga positiva colocada en el
punto.
• Potencial eléctrico. El potencial en un punto es el trabajo necesario para trasladar una unidad de carga
hasta cierto punto, en contra de las fuerzas eléctricas del campo. (Es lo mismo que voltaje).
CORRIENTE ELECTRICA
• Corriente eléctrica. Es el desplazamiento de cargas de un punto a otro.
• Corriente directa. Se da cuando no varia el sentido de la corriente eléctrica.
• Corriente alterna. Se da cuando varia el sentido de la corriente eléctrica.
• Intensidad de corriente. Carga que atraviesa la sección recta de un conductor en la unidad de tiempo.
• Ley de Ohm. La relación entre la diferencia de potencial de dos puntos de un conductor y la
intensidad de corriente que circula por él es una cantidad constante llamada resistencia eléctrica.
• Ley de Poillet. La resistencia es una cantidad constante que depende del material del que está
constituido el conductor, su longitud y también del área de su sección recta.
• Fuerza electromotriz. Energía que es necesaria gastar par que la unidad de carga recorra el circuito
completo.
• Circuito completo. Conjunto formado por un generador eléctrico y por una serie de conductores y a
resistencias a través de las cuales el generador manda una corriente eléctrica.
• Leyes de Kirchoff.
• 1ª. La suma algebraica de las corrientes que concurren en un punto de cualquier circuito es igual a
cero.
• 2ª. En un circuito cerrado la suma de fuerzas electromotrices y caídas de voltaje por resistencia es
igual a cero.
• Reglas para la aplicación de las leyes de Kirchoff.
• 1ª. Cuando se suponen determinadas direcciones de corriente y los resultados de estas son negativos,
quiere decir que las corrientes giran en sentido contrario al supuesto, sin embargo la dirección
supuesta se cambiará hasta que se termine de resolver el circuito.
• 2ª. Al aplicar la 2ª ley se supone una dirección de recorrido de circuito que no hay que confundir con
la dirección de la corriente. Si esta dirección de recorrido sale de un polo positivo de una batería o se
opone a la dirección de la corriente supuesta se considerará de signo positivo, en caso contrario será
negativo.
MAGNETISMO
• Los imanes se dividen en dos partes: imanes permanentes, los cuales tienen la propiedad de retener su
magnetismo indefinidamente y no requieren de excitación externa y electroimanes cuyo magnetismo
depende de la excitación externa.
• El fierro es el único que posee grandes propiedades magnéticas. (Fe3O4− Magnetita− imán natural).
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