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IDENTIFICAS DIFERENCIAS ENTRE DISTINTOS TIPOS DE MOVIMIENTO.
MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION.
La velocidad es la magnitud física que expresa. La a velocidad puede tener variación de posición de un objeto en función del tiempo, o el desplazamiento del objeto en función del tiempo. Se distingue por el lapso considerado, por lo cual hace referencia a la velocidad instantánea, la velocidad media etc.
CONCEPTOS BASICOS.
Todos los objetos que vemos a nuestro alrededor se encuentran en constante movimientos. Se hicieron estudios sobre las formas en que se presentaba el movimiento. Aristóteles lo dividió en dos tipos: el natural y el forzado.
Se pensaban que los objetos más pesados caían más a prisa y fue hasta que en el siglo XVII que Galileo Galilei demostró con mediciones cómo es que realmente caen y se mueven los objetos bajo la acción de la de una fuerza.
Isaac Newton, realizo un estudio más detallado del movimiento observando que en esta unidad observaremos el movimiento visto a partir de los efectos que se conocen como cinemática.
SISTEMAS DE REFERENCIA ABSOLUTO Y RELATIVO.
Si un objeto se encuentra en reposo o en algún tipo de movimiento, determinamos si cambia de posición llamado también origen de coordenadas, puede ser absoluto o relativo.
En muchas situaciones de nuestra considerando como punto de referencia absoluto la tierra; durante muchos años la humanidad creyó que la tierra era el único cuerpo en el universo que no se movía y que permanecía como centro de todas las cosas. Los movimientos se pueden representar en una o más dimensiones.
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME.
Se presenta cuando los objetos que se mueven en un tramo recto determinado alcanzan una aceleración de cero; es decir, mantienen una velocidad constante en la que recorren distancias iguales en tiempos iguales. En estos casos la magnitud de la velocidad es igual a la de la rapidez.
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO.
En este tipo de movimiento se presenta un cambio uniforme en la velocidad del móvil. Es decir, tiene una aceleración que como cantidad vectorial es positiva o negativa. En la vida cotidiana es común hablar de aceleración o desaceleración, sobre todo en el caso de los coches y camiones, los cuales constantemente presentan cambios en sus velocidades para ir de un destino a otro.
CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL.
Este tipo de moviento es común cuando los objetos se lanzan de forma vertical hacia arriba o abajo y se le llama caída libre. Fue Galileo Galilei el que dedujo que todos los objetos caen con la misma aceleración hacia el centro de la tierra, sin importar su masa en condiciones de vacio. La aceleración de la gravedad esta dirigida hacia el centro del planeta, por lo que de forma vectorial se expresa con un valor negativo en el eje Y.
El tiro vertical y el de caída libre son básicamente similares, pero distintos por que en uno se analiza el movimiento horizontal.
MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES.
Se le llama en dos dimensiones, por que la posición de la partícula en cada instante, se puede representar por dos coordenadas, respecto a unos ejes de referencia.
El eje en dos dimensiones es cuando la partícula se mueve tanto horizontal como verticalmente.
El moviento de una partícula en dos dimensiones es la trayectoria de la partícula en un plano (vertical, horizontal, o en cualquier otra dirección del plano). Las variables a las que esta sometida la partícula son dos y por eso se les denomina movimiento en dos dimensiones.
TIROS PARABOLICOS HORIZONTAL Y OBLICUO.
El tiro parabólico también es conocido como movimiento de proyectiles en que los objetos solo son acelerados por la gravedad. Consideramos el desplazamiento en un plano vertical, con un movimiento vertical afectado por la gravedad y otro horizontal con velocidad constante y otra vertical.
En el tiro parabólico los dos movimientos los realiza un solo objeto, trazando una sola trayectoria que sigue parte de la figura geométrica de una parábola. Se encuentra el horizontal, el cual se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo de 90°, y el oblicuo, que se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo diferente de 0, 90 ó 180 respecto al horizontal.
Para resolver problemas en los que se presente este tipo de movimiento, conviene hacer una separación primero en dos movimientos y después unirlos conforme al teorema de Pitágoras y alas funciones trigonométricas de un triangulo rectángulo.
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME Y UNIFORMEMENTE ACELARADO.
Estos tipos de movimiento los podemos percibir, por ejemplo, al girar las ruedas de un coche, triciclo o patineta, en una rueda de la fortuna, en el movimiento de las aspas de un ventilador o de una licuadora, un coche al tomar una curva, etc.
En estos tipos de movimiento se presenta un cambio ángulo (llamado también arco de giro) en la posición del objeto que gira referido a un círculo. Los cambios angulares se miden en radiales. En un giro circular completo, o vuelta, se tiene un total de 2 (PI) radiales que equivalen también a 360°.
En los movimientos circulares se tienen algunas medidas importantes como es la frecuencia del movimiento representada por la letra “F”.
En un movimiento circular uniforme, el móvil recorre arcos iguales en tiempos iguales. Se puede también determinar la magnitud de la velocidad angular conociendo su frecuencia o su periodo de movimiento.
Cuando un objeto rígido gira alrededor de un eje fijo, todas las partículas que lo componen giran también a la misma velocidad angular. Sin embargo existe una velocidad lineal conocida también como tangencial, que depende de la distancia al centro de giro.
La Física y su impacto en la ciencia y la tecnología
La Fisica es la base del conocimiento cientifico y tecnologico actual. El Objeto fundamental de estudio de la física es la naturalea. La naturaleza esta formada de materia y energia en constante cambio.
La física es la ciencia que estudia las interacciones entre la materia y la energía con el fin de encontrar leyes generales. Estas leyes generales nos sirven para entender cómo ocurren los fenómenos naturales en las diferentes escalas del Universo.
Cuando los conocimientos empiricos no son suficientes para explicar los fenómenos se utiliza el conocimiento científico. La curiosidad es el motor de la ciencia.
Galileo cambió la forma de hacer investigación, al privilegiar la observación y la representacion controlada de los fenomenos. Marcó el inicio de una nueva manera de acceder al conocimiento. La ciencia moderna nace con Galileo.
Las ramas de la Física y su relación con otras ciencias y técnicas
La física se ha especializado en diversos campos, agrupados en tres grandes categoria: Física Clásica, Física Moderna y Física Aplicada; cada una de ellas dividiéndose en teórica y experimental.
La Física Clásica tuvo su inicio durante el periodo renacentista. Las ramas de la Fisica Clásica incluyen a la Mecánica. la Optica, la Acústica, la Termodinamica y el Electromagnetismo.
La Física Moderna surgió a principios del siglo XX, con el desarrollo de la Teoría Cuántica y la Teoría de la relatividad. Las ramas de la Física Moderna son: Mecánica cuántica, Mecánica relativista, Termodinámica cuántica y Electrodinámica cuántica.
La física puede ser aplicada al estudio específico de fenómenos en diferentes escalas y manifestaciones energéticas. Tenemos a la Cosmología, la Astrofísica, la Geofísica, la Electrónica, la Fotónica, la Física de plasmas, la Física de la materia condensada, la física molecular, la física atómica, la física nuclear, la física de particulas, los Sistemas complejos.
La física se mantiene en la base de las demás disciplinas por acompañar siempre al desarrollo tecnólogico. Es una ciencia en construcción permanente que gracias al trabajo intelectual de muchas personas se ha podido consolidar como una ciencia básica.
Los métodos de investigacion y su relevancia en el desarrollo de la ciencia
El conocimiento cientifico,es el resultado de los procesos mentales que realizamos los seres humanos. Algunos métodos de investigación son: el inductivo, el deductivo, el analítico y el sintético.La lógica es el pensamiento, es una herramienta indispensable para el manejo de los procesos del pensamiento.
El razonamiento lógico es el razonamiento no verbal, se capta a traves de la observación de la realidad.
Los métodos son el deductivo, dialéctico, inductivo, experimental. Cada uno es diferente y tiene su forma de ir observando y resolviendo las cosas, todos basandose en sus respectivas reglas o su forma de comprobación o asi.
Las herramientas de la Física
Se usan diferentes herramientas, la principal es el Pensamiento, además los físicos usan sus sentidos y los instrumentos.
Los físicos manejan mucho lo que es el lenguaje, ya sea escrito o hablado. Las gráficas, son algo que ellos ocupan mucho para distintas cosas, como lo es modelar algunos fenómenos y para hacer algunas predicciones.
Magnitudes físicas y su medición
-Magnitudes fundamentales y derivadas
Las magnitudes fundamentales son llamadas asi porque a partir de ellas es posible definir a las derivadas.
Las magnitudes físicas fundamentales son siete:
- Longitud
- Masa
- Tiempo
- Intensidad de corriente eléctrica
- Temperatura
- Cantidad de sustancia
- Intensidad luminosa
-Medida directa e indirecta de magnitudes
Es medida directa, cuando a los objetos se les hace la comparación inmediatamente.
Las medidas indirectas, son cuando la comparación se realiza entre magnitudes que aun que están relacionadas con lo que se desea medir son de naturaleza distinta.
-Los sistemas de medida
Las primeras medidas eran tomadas con partes del cuerpo humano.
Despues el sistema métrico decimal, en este sistema podemos expresar medidas de longitud, masa y capacidad. Despues se decidio sustituir este sistema por uno nuevo que es el Sistema Internacional de unidades (SI).
-Unidades fundamentales y derivadas en el sistema internacional
En el SI hay dos clases de unidades:
- Unidades fundamentales: son aquellas que para definirse necesitan de un patrón estandarizado e invariable.
- Unidades derivadas: son aquellas que se definen por medio de relaciones matemáticas a partir de las unidades fundamentales y se utilizan para medir magnitudes derivadas.
-Ventajas y limitaciones del SI
Algunas ventajas que este presenta son:
- Unicidad
- Regulación y actualización permanente
- Coherencia
- Relación decimal entre múltiplos y submúltiplos
-¿Para qué me sirve lo que aprendí? Diferencia entre peso y masa
La unidad de peso en el SI es el newton, en Física masa y peso son conceptos diferentes.
*Caracteristicas de la masa
- Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo
- La masa es una magnitud fundamental
- Su unidad es el sitema MKS es el kilogramo
- Se mide usando una balanza
- Es una magnitud escalar
- Sufre aceleraciones
*Caracteristicas del peso
- Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos
- El peso es una magnitud derivada
- Su unidad en el sistema MKS es el Newton
- Se mide con el dinamómetro
- Es una magnitud vectorial
- Produce aceleraciones
-Notación científica y prefijos
La notación científica es la forma abreviada que utilizan los científicos, que esta basada en potencias 10.Con esta abreviatura puedes escribir de manera resumida cantidades muy pequeñs hasta cantidades muy grandes.
-Prefijos del SI
Son utilizados tanto en las unidades fundamentales como derivadas. Poseen símbolos que los caracterizan, y son más fáciles y prácticos de usar.
-El sistema MKS
Este es un subsistema que se utiliza con mucha frecuencia en Física. Su nombre es por Metro, Kilogramo y Segundo, por sus respectivas iniciales.
-Sistemas CGS e Inglés
Este es uno de los sistemas más utilizado en la Física. Se le conoce también como cegesimal, su nombre se debe a sus unidades fundamentales: centímetro, gramo y segundo, por sus respectivas iniciales.
-Transformación de unidades
Existen varios métodos, para realizar conversiones de unidades, como lo son: el Factor Unitario; es solo una multiplicación por 1.
Interpretación y representación de magnitudes físicas en forma gráfica
Cuando se gráfica algo es porque se quiere saber si existe alguna relación entre ambas variables (independiente y dependiente). Para poder graficar se necesita primero tener ciertos valores, que comúnmente se registran en tablas, para así luego pasarlos a la gráfica.
El análisis gráfico es otra herramienta muy utilizada por los físicos para obtener medidas indirectas de magnitudes físicas.
La física maneja demasiado el lenguaje matemático.
Tratamiento de errores experimentales
-Clases de error en las mediciones
Estos se clasifican en:
- Los errores sistemáticos se deben a causas que pueden ser controladas o eliminadas.
- Los errores aleatorios también llamados estocásticos, fortuitos o azarosos; son producto del azar o de causas que no podemos controlar.
-Precisión y exactitud en la medida
La exactitud es la descripción de que tan cerca se encuentra una medida de algún valor aceptable o aceptado.
La precisión se refiere a cuán constantes son las mediciones. Sensibilidad es la unidad de la menor de las lecturas que puede ser realizada sin estimaciones.
-Comparación de los resultados experimentales con algún valor aceptado.
Si se cuenta con una estimación del valor real, con un valor aceptado de la magnitud física, basta con tomarla como referente para determinar el valor de la incertidumbre en la medida.
Magnitudes vectoriales y escalares
Magnitud es todo concepto que puede sumarse y compararse.
- Magnitud física vectorial: Es una magnitud física que además de magnitud, dirección y sentido, requiere una unidad.
- Magnitud física escalar: Estas se caracterizan por finalizar perfectamente determinadas, cuando se expresa su cantidad mediante un número y su unidad correspondiente.
-Los vectores como herramienta para la modelización de fenómenos físicos
Un vector es una recta dirigida, que se caracteriza por una flecha en la punta, hacia donde se dirige, partiendo de un punto a otro.
-Representación gráfica de magnitudes físicas vectoriales
Existen dos tipos:
- La representación gráfica, que se refiere a una representación intuitiva que asocia a las magnitudes vectoriales, para establecer la magnitud, dirección y sentido.
- La representación analítica, se refiere a representación de vectores mediante números que nos indiquen propiedades del vector.
-Equivalencia entre las representaciones
--Cambio de coordenadas polares a coordenadas cartesianas
A partir de las polares requiere que, conociendo la magnitud (V) y el ángulo (a), encontremos las coordenadas, en el plano cartesiano.
--Cambio de coordenadas cartesianas a coordenadas polares
Dadas las coordenadas necesitamos encontrar la magnitud del vector y el ángulo que hace con la horizontal.
-Operaciones con vectores
Se pueden realizar con:
- Multiplicación de un vector por un escalar, produce un alargamiento o encogimiento del vector, su dirección nunca podrá ser cambiada por un escalar.
- Suma de vectores, es una operación que nos permite encontrar un vector único, llamado resultante, equivalente a todos ellos, es decir, que produciría el mismo efecto.
--Método del polígono
Solo es eficaz, desde el punto de vista gráfico, y no como un método analítico. Es posible sumar cualquier número de vectores, con este método.
--Método del paralelogramo
En sistemas de vectores concurrentes formados únicamente por dos vectores, la resultante puede obtenerse gráficamente sumando los vectores mediante el método del paralelogramo. Se puede utilizar cuando son más vectores, pero es más conveniente que se utilice el método del polígono.