Blog de física CBTis 74

El trabajo es una magnitud que nos indica la cantidad de energía que se utiliza o transforma en otra energía, para realizar algo como mover un objeto o alterar la forma de un objeto, o cualquier otra cosa. El trabajo se simboliza con la letra W y su magnitud son lo Joules (J) se obtiene al multiplicar la fuerza por el desplazamiento. Descrito en esta fórmula W=F d El trabajo también puede aumentar cuando se necesita subir una altura determinada, o al bajar, este disminuye. Se produce un trabajo cuando los objetos se empiezan a mover y tiene una relacion con la energía cinetica de un objeto

La fuerza gravitacional es la responsable de que las cosas caigan al suelo cuando las dejamos caer, a su vez es responsable de que el planeta gire alrededor de el Sol La fuerza gravitacional es una fuerza que afecta a todos los cuerpos y hace que estos se atraigan entre si, con una fuerza que se obtiene al multiplicar la constante de gravitación universal, la cual es 6.67 x10 -11 N Kg²/m² y se representa con la letra G , por el cociente de el producto de la masa 1 y la masa 2, entre la distancia entre ellos al cuadrado. Representado así. F=G* m1*m2       d²

Esta ley también es conocida como el principio de acción-reacción, esta nos dice que cuando aplicamos una fuerza a un objeto, este va a ejercer una fuerza de igual tamaño y magnitud, pero en sentido opuesto. Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. Un ejemplo en donde apliquemos este principio es lanzar una pelota en contra de una pared, como veremos la pelota rebotara de lado contrario hacia donde fue lanzada, y con la misma fuerza que cuando golpeó la pared.

En la naturaleza existen un sin fin de fuerzas, muchas de ellas pasan desapercibidas ante nosotros, pero tienen un impacto en nuestra vida diaria. En el estudio de la física se clasifican las fuerzas dependiendo de que tipo de interacción.  Están las fuerzas de contacto, que son aquellas en donde se necesita que dos objetos se toquen para interaccionar, como en la fuerza elástica, de tensión, normal, entre otras. Y están las fuerzas a distancia, que son fuerzas que aun cuando no hay contacto entre dos objetos, se produce una fuerza, ejemplos de esto son las fuerzas gravitacional o el magnetismo. También se pueden clasificar las fuerzas fundamentales de la naturaleza, las cuales son fuerzas que logran explicar varios fenómenos que ocurran en la naturaleza estas son: Fuerza gravitacional: es la responsable de los efectos de gravedad. Fuerza electromagnética: es una fuerza relacionada con efectos de luz y radiación electromagnética Fuerza nuclear débil: es la responsable

La energía potencial, también llamada energía de posición, es aquella que obtienen los objetos cuando tienen la capacidad para realizar un trabajo, siendo esto de muchas formas distintas, por ejemplo, estar a una cierta altura. Esta energía funciona para que se cumpla el principio de conservación de energía y se puede transformar en muchas cosas, como energía cinética. La energía potencial se puede clasificar en 2: Energía potencial gravitacional Es aquella que poseen los objetos cuando se encuentran a una cierta altura y es provocada por la fuerza de gravedad del planeta Energía potencial elástica Esto es algo que poseen ciertos materiales con propiedades elásticas, que al estirarlos o de formarlos, puedes volver a su posición original Para calcular la energía potencial gravitatoria utilizamos la siguiente fórmula: U=m g h Que se traduce como: la energía potencial es igual a la masa por la gravedad por la altura

La segunda Ley de Newton se enfoca en explicar la fuerza, la cual según Newton, es igual al producto de multiplicar la masa de un objeto por su aceleración (dicho con otras palabras por el) El cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Con esta ley, podemos medir y cuantificar la fuerza fácilmente usando la siguiente fórmula: F=ma Esta ecuación debe cumplirse para todos los cuerpos. Cuando analicemos un problema con varios cuerpos y diferentes fuerzas aplicadas sobre ellos, deberemos entonces tener en cuenta las fuerzas que actúan sobre cada uno de ellos y el principio de superposición de fuerzas. Aplicaremos la segunda ley de Newton para cada uno de ellos, teniendo en cuenta las interacciones mutuas y obteniendo la fuerza resultante sobre cada uno de ellos.

La primera Ley de Newton, o principio de la inercia nos dice que un cuerpo no puede cambiar su estado de inercia, o de movimiento rectilíneo uniforme, hasta que otro agente interaccione con el y cambie su estado. Dicho con sus palabras es: 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 . Todos los cuerpos opondrán una resistencia a cambiar su estado propio de movimiento o reposo. En nuestra vida diaria los objetos normalmente no pueden seguir estos estados ya que hay una serie de fuerzas que actúan constantemente sobre ellos, algunos de ellos son, la fricción del aire, fricción del suelo, fuerza gravitatoria o topar con algún obstáculo Actualmente se le llama estado de "reposo" cuando todas las fuerzas aplicadas a un mismo objeto son iguales a cero, así para que cambie su posición sera necesario aplicar una fuerza adicional

La energía cinética es aquella que poseen todos los objetos que se encuentran en movimiento y se define como el trabajo necesario para que una cierta masa llegue a una velocidad indicada. Su fórmula es : K= m v²/2 Que significa: la energía cinética es igual a el semi producto de la masa por la velocidad al cuadrado. La energía cinética se mantiene en un cuerpo mientras este se mantenga a la misma velocidad, si esta disminuye, la energía cinética se transforma en otro tipo de energía o bien, se comparte con en objeto que detenga su movimiento También existe la energía cinemática rotacional, que es la que se obtiene en objetos que están girando, como las aspas de una licuadora, un juego mecánico o un disco girando Su fórmula es: K= I ω²/2 Que significa: La energía es igual semi producto del momento de inercia, por la velocidad angular al cuadrado

La energía mecánica es aquella que presentan los cuerpos capaces de tener movimiento, sean estos cuerpos con energía potencial o energía cinética. Por ende, la energía mecánica es igual a la suma de la energía potencial, mas la energía cinética. Esto se representa de esta forma: E= K+U o bien E=(m v²/2)+(m g h) También los objetos que presentan movimiento de rotación y traslación presentan este tipo de energía, y la forma de obtener la energía mecánica en estos seria sumar las energías cinéticas de rotación y de traslación. Se representan así: E= E  traslación  + E rotación Lo que se puede cambiar por: E=(m g h)+(m  v²/2 )+(m I ω² /2

El concepto de potencia se puede utilizar para contar la cantidad de energía que consume algo, dicho de otras palabras, es el trabajo que se hace en un tiempo determinado. También podemos decir que Hay diferentes tipos de potencia como: Potencia mecánica Potencia eléctrica Potencia calorífica Potencia sonora Para cuantificar la potencia utilizamos en el sistema internacional los vatios, con símbolo W Para calcular la potencia de un objeto utilizamos  la siguiente fórmula: P=F Δx/Δt Que significa: potencia es igual a fuerza por el cambio de posición entre el cambio de tiempo. Como el cambio entre la posición entre el cambio de tiempo es igual a la velocidad podemos simplificar la fórmula a esto: P=F v Esto significa que la potencia es igual a el producto de la fuerza multiplicado por la velocidad

El peso lo podemos definir como la fuerza con la que el planeta atrae a un cuerpo hacia su centro, aunque este comúnmente se confunde con el concepto de masa, son dos cosas completamente diferentes. Este cambia dependiendo de el planeta o cuerpo celeste en el que se encuentre, por ejemplo una persona que en la tierra pesa 70 N en la Luna pesara mucho menos, mientras que en Júpiter pesara muchísimo mas. El peso al ser una fuerza se mide en Newtons, y se obtiene al multiplicar la masa por la aceleración, pero en la formula del peso se sustituye la aceleración por la fuerza gravitatoria del cuerpo celeste en donde este, su formula quedaría escrita así: P=mg Como se puede observar, la gravedad tiene un papel importante en el peso, ya que sera esta la que hará que varíe en el lugar donde este. En nuestro planeta la aceleración gravitacional es de 9.8 m/s² aproximadamente El peso también puede variar, de manera muy pequeña, en el planeta, dependiendo de la altura a la qu

El concepto de fuerza lo usamos en el campo de la física para referirnos a las acciones capaces de aumentar o reducir la velocidad de un objeto o también cambiar su forma, incluso romperlo. La fuerza es una magnitud vectorial, y se mide en el Sistema Internacional en Newtons (N)  Hay muchos tipos de fuerza en nuestra vida cotidiana, de muchos tipos y clasificaciones, estas se pueden dividir en "Fuerzas de contacto" y "Fuerzas a distancia". Algunos ejemplos de las fuerzas de contacto serian: patear una pelota, levantar algo o presionar algo. Mientras que algunos ejemplos de las fuerzas a distancia seria: acercar 2 imanes, repulsión eléctrica o la fuerza de gravedad del planta También existen las llamadas "Fuerzas fundamentales", estas son definidas como las fuerzas de las cuales, se derivan las todas las demás fuerzas y aunque los científicos han logrado unificar algunas de estas, todavía se siguen mencionando cuatro, las cuales son:

La masa se refiere a la cantidad de materia que tiene un objeto, y es una de las siete magnitudes fundamental, su unidad de medida en el Sistema Internacional es el kilogramo (Kg). Comúnmente la gente utiliza esta palabra para referirse a una  mezcla de varias sustancias. La masa de un objeto se puede medir con una balanza, y no cambia cuando este cambia su posición, sin importar las fuerzas que actúen sobre el. Aun así, hay partículas en el universo que no presentan esta característica, esta se ha descubierto muy recientemente como los neutrinos los fotones. La razón de que algunas partículas tengan masa y otras no se relaciona con el bosón de Higgs, una partícula que se propone como la responsable de esto, y esa teoría dice que las partículas que están viajando muy rápido no interaccionan con el bosón de Higgs, haciendo que no presenten masa, mientras que otras partículas al viajar mas lento si interaccionan con el, provocando que presenten esta característica .

La caída libre se define como el movimiento que describe un objeto cuando no hay otras fuerzas que apliquen en el mas que la fuerza de gravedad, así que aquí no se toman en cuenta las fuerzas de fricción que pueda provocar el aire u otros agentes que puedan frenar o acelerar la caída del objeto, solo la fuerza con la que el campo gravitatorio terrestre atrae a el objeto hacia el suelo, la cual es 9.8 m/s² En la época antigua, Aristóteles pensaba que los objetos con una mayor masa caian mas rápido que uno con menor masa, pero siglos mas tarde el científico italiano Galileo Galilei, quien al experimentar lanzando dos objetos desde la torre de pisa y utilizando planos inclinados, logro llegar a la conclusión de que todos los objetos caen a la misma velocidad, pero esto solo funciona en el vacio, ya que como se menciono anteriormente, aire provoca una fuerza de fricción con el objeto, lo que reduce su velocidad Para hacer cálculos relacionados con la caída libre, se utilizan formu

Este es un movimiento en el que un objeto es lanzado hacia arriba en un ángulo recto y después de llegar a una altura máxima cae, a menos que la velocidad con la que inicio el objeto sea mayor a la velocidad de escape del planeta. En el tiro vertical, la velocidad de subida y bajada son las mismas, pero la diferencia es que una es negativa, y la otra positiva. Cuando el objeto alcanza su máxima altura, su velocidad es cero. Para describir el tiro vertical usamos ecuaciones como: y(t)=1/2 gt²+v0t+y0 v(t)=gt+v0 Donde: y(t) : Es la altura en un momento específico g : Gravedad del planeta t : Tiempo v0 : Velocidad inicial y0 : Altura inicial Aquí, la fuerza de la gravedad tiene un papel importante ya que es la que va a aplicar la fuerza que frenara el objeto al subir, y luego lo hará caer. En nuestro planeta la fuerza de gravedad es de 9.8m/s², pero en el tiro vertical se usa en negativo, o sea: -9.8 m/s². La razon de esto es lo que se ha explicado al inicio

Este tipo de movimiento se caracteriza por que la velocidad de el objeto cambian constantemente, pero de igual forma la trayectoria que describa su movimiento debe de ser recta. La velocidad aumenta de forma proporcional al tiempo y la aceleración de debe de mantener constante durante el movimiento. De esta manera, para saber la posición de un objeto en un tiempo determinado usamos la ecuación: x(t)=1/2at²+v0t+x0 Mientras que para obtener la velocidad en un punto determinado, por recordemos que la velocidad varia con el tiempo en el movimiento rectilíneo uniforme, es la siguiente: v=at+v0 En las ecuaciones: x(t) : Posición en un momento específico a : Aceleración t : Tiempo v0 : Velocidad inicial x0 : Posición inicial Así, al hacer una gráfica que relacione los cambios de velocidad con respecto al tiempo, tendremos una gráfica parabólica, como la que se puede ver en la imagen a la derecha.

El movimiento rectilíneo uniforme (abreviado MRU o MRC en algunos países) es aquel en el que un objeto sigue una trayectoria de movimiento en linea recta y con una aceleración nula.  Dicho en pocas palabras, es aquel donde un objeto viaja de forma recta y con la misma aceleración. La fórmula que usamos para calcular la posición de objeto en un tiempo específico que se mueve de esta forma es: x(t)=vt+x0 Donde: x(t) : es la posición de un objeto en un momento determinado v : es la velocidad t : es el tiempo  x0 : es la posición inicial Durante el movimiento rectilíneo uniforme se recorre la misma distancia en el mismo tiempo debido a que las fuerzas aplicadas al objeto son iguales a cero, y por ende el mismo no frena ni acelera. Si medimos la distancia que recorre un objeto en MRU con respecto al tiempo nos quedara algo así Como podemos ver, la recta que se forma al hacer la gráfica es recta y la distancia recorrida es proporcional al tiempo.

La aceleración se puede definir como la variación de la velocidad mientras pasa el tiempo, su unidad en el Sistema Internacional es m/s² Según las leyes de la mecánica clásica, la aceleración es igual al cociente de la fuerza que se le aplica al objeto, entre la masa del mismo, a=F/m descrito en la Segunda Ley de Newton, o ley fundamental de la dinámica, no exactamente así, pero explica eso De esta forma, podemos decir que la aceleración de un objeto disminuye mientras más masa tenga, y aumenta conforme mas fuerza se le aplique. La aceleración es una magnitud vectorial, por lo que tiene un sentido, una dirección y además podemos representarla por medio de vectores. Como se puede apreciar en la imagen, cuando un objeto tiene una aceleración mayor que cero su velocidad aumenta, cuando su aceleración es menor a cero, su velocidad disminuye, y cuando es igual a cero, su velocidad se mantiene constante. Algunas de las fórmulas que se usan para calcular la acelerac

La velocidad es una magnitud que mide el cambio de posición La velocidad se puede definir como el cambio en la posición de un objeto tomando en cuenta el tiempo y la podemos representar mediante vectores por que también toma en cuenta la dirección y la orientación, mientas que la rapidez tiene una definición similar, excepto al final, por que no se puede representar con vectores. La velocidad media se puede obtener con la siguiente fórmula Significa que la velocidad media se obtiene  dividiendo la diferencia de el desplazamiento entre la diferencia de tiempo.

Un vector es un segmento de linea con terminación en flecha y se caracteriza por que siempre tienen modulo, dirección y orientación En física se pueden usar para representar magnitudes vectoriales como por ejemplo, la velocidad, la fuerza, o el campo eléctrico, por mencionar algunos. Sus partes son: Origen o punto de aplicación: es al punto especifico en el que se aplica el vector Modulo: El la longitud de el vector y representa la cantidad de la magnitud, se mide desde el punto de aplicación hasta la punta de la flecha, justo en el otro extremo Sentido: Es representado por una flecha situada en uno de los extremos del vector e indica en que lado esta el vector Dirección: Es la orientación que tiene el vector, se obtiene midiendo el angulo que se forma a partir de el vector y el eje horizontal o eje X La distancia y el desplazamiento son dos magnitudes, una escalar y la otra vectorial, respectivamente La distancia nos dice la cantidad de distancia que se movió algo, o ta

Cuando trabajamos con dos o mas magnitudes diferentes necesitaremos convertir alguna (o algunas) para que todas sean iguales, y así poder trabajar con ellas de manera que no tengamos resultados erróneos. Hay algunas maneras de convertir una magnitud a otra, pero aquí se usara una en específico que nos ha proporcionado nuestra profesora: Primero anotaremos la cantidad que se desea convertir con sus respectivas unidades Después dibujaremos una linea por cada una de las unidades que se desean convertir (no se debe de confundir si una de las unidades la queremos igual después de convertirla), por ejemplo si deseamos convertir de metros a pies, dibujaremos una linea, si queremos de metros por segundo a kilómetros por hora dibujaremos dos lineas, y si queremos de metros por segundo a pies por segundo, solo dibujaremos una linea. Se pasa la primer unidad a la parte de abajo de la primer linea y de bajo de ella pondremos a la unidad a la que la queremos convertir. Se hace l

Los fenómenos se pueden describir por medio de unidades que los humanos hemos creado para medir las variaciones, llamadas magnitudes. Hay dos tipos de magnitudes, las fundamentales y las derivadas Existen en total siete magnitudes fundamentales algunas son muy conocidas como son el metro (para medir longitud), el segundo (para medir tiempo), el kilogramo (para medir masa), o los amperes (para medir corriente eléctrica), mientras que los otros no son tan usados entre la gente pero se usan igualmente en el área científica y son el Kelvin (para medir temperatura), el mol (para medir la cantidad de una sustancia) y candela (para medir la intensidad luminosa). Se les conoce como magnitudes fundamentales porque son las mas básicas y a partir de estas, se expresan las demás magnitudes, conocidas como derivadas, (de ahí su nombre). Las magnitudes derivadas son como ya se menciono anteriormente son obtenidas a partir de otras unidades, como por ejemplo está, la velocidad, que se e

La física es la ciencia que estudia a la materia, la energía, el tiempo , el espacio, las interacciones entre estos, las leyes que los rigen. La Física se puede dividir en dos, la física clásica y   la física moderna Física clásica Esta rama describe leyes y teorías creadas antes del siglo XX. Trata sobre propiedades de la materia que pueden ser observadas a simple vista, (debido a la falta de instrumentos científicos de la época), algunas de ellas son: Mecánica de Newton Se encarga de estudiar los cuerpos en reposo y en movimiento cuando son afectados por una o varias fuerzas                                      Óptica Este campo estudia la luz como una onda, sus características como la propagación y su comportamiento                                                  Termodinámica Es la parte de la física en la que relaciona el calor y otras formas de energía.                                               Ondas Es donde se estudian todas las ondas