Ingeniera-Fisica

Vista previa del material en texto

Ingeniera Fisica
Garcia Lopez Miguel Angel, Colegio de Bachilleres Plantel 03 Iztacalco, Grupo: 604, Ingeniera Física
Movimiento Circular
Es el que se basa en un eje de giro y radio constante, por lo cual la trayectoria es una circunferencia, si además, la velocidad de giro es constante (giro ondulatorio), se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio, centro fijo y velocidad angular constante.
En el movimiento circular hay que tener conceptos para la cinemática y dinámica:
Eje de giro: es la línea recta alrededor de la cual se realiza la rotación, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo pero para cada instante concreto es el eje de la rotación (considerando en este caso una variación infinitesimal o diferencial de tiempo), el eje de giro define un punto llamado centro de giro de la trayectoria descrita (O).
Arco: partiendo de un centro fijo o eje de giro fijo, es el espacio recorrido en la trayectoria circular o arco de radio unitario con el que se mide el desplazamiento angular. Su unidad es el radián (espacio recorrido dividido entre el radio de la trayectoria seguida, división de longitud entre longitud, adimensional por tanto).
Velocidad angular: es la variación del desplazamiento angular por unidad de tiempo.
Aceleración angular: es la variación de la velocidad angular por unidad de tiempo 
En dinámica de los movimientos curvilíneos, circulares y/o giratorios se tienen en cuenta además las siguientes magnitudes:
Momento angular (L): es la magnitud que en el movimiento rectilíneo equivale al momento lineal o cantidad de movimiento pero aplicada al movimiento curvilíneo, circular y/o giratorio (producto vectorial de la cantidad de movimiento por el vector posición, desde el centro de giro al punto donde se encuentra la masa puntual).
Momento de inercia (I): es una cualidad de los cuerpos que depende de su forma y de la distribución de su masa y que resulta de multiplicar una porción concreta de la masa por la distancia que la separa al eje de giro.
Momento de fuerza (M): o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro (es el equivalente a la fuerza agente del movimiento que cambia el estado de un movimiento rectilíneo).
Velocidad Angular
Es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s).
Ejemplo: La velocidad angular es la rapidez con la que varía el ángulo en el tiempo y se mide en radianes / segundos. Recordemos que 2 π radianes es igual a 360°.
Velocidad Angular, si por ejemplo el ángulo es de 360 grados (una vuelta) y se tarda un segundo en completarla, la velocidad angular es: 2 π [rad/s],si se dan dos vueltas en un segundo la velocidad angular es 4 π [rad/s],si se da media vuelta en dos segundos es 1/2 π [rad/s], la velocidad angular se calcula como la variación del ángulo sobre la variación del tiempo. 
Velocidad Angular en MCU
ω = Velocidad angular [rad/s]
Δθ = Variación del ángulo [rad]
Δt = Intervalo de tiempo [s]
Considerando que la frecuencia es la cantidad de vueltas sobre el tiempo, la velocidad angular también se puede expresar como: Velocidad Angular en MCU
ω = Velocidad angular [rad/s]
f = Frecuencia [Hz]
En MCU tanto la velocidad angular como la velocidad tangencial son constantes.
Velocidad Angular Media
Se denomina velocidad angular media al cociente entre el desplazamiento y el tiempo
Ejemplo: Calcula la velocidad angular de la aguja que marca las horas de un reloj. La respuesta en radianes por segundo.
 Respuesta: 0,000145 rad/s.
Solución.
Representamos con ω a la velocidad angular. 
Una vuelta completa equivale a  radianes.
La aguja que marca las horas tarde 12 horas en dar una vuelta.
La velocidad que lleva la aguja horario es: 
La velocidad por segundo es: 
Movimiento circular Uniforme 
Describe el movimiento de un cuerpo con una rapidez constante y una trayectoria circular, aunque la rapidez del objeto y la magnitud de su velocidad son constantes, en cada instante cambia de dirección, circunstancia que implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección. 
Ejemplo: Un móvil se desplaza con una trayectoria circular a una velocidad de 2 m/s.¿Cuánto tardará en dar dos vueltas alrededor de una circunferencia de 100 metros de diámetro?
Solucion
Podemos plantear el problema con las ecuaciones de velocidad tangencial (sabiendo que tiene que recorrer dos veces el perímetro) o de velocidad angular (sabiendo que tiene que recorrer dos veces el ángulo de la circunferencia completa, es decir 2π).
Dado que tenemos la velocidad tangencial vamos a plantear su ecuación y despejar el tiempo. Recordemos que la velocidad tangencial es la variación de posición respecto del tiempo:
Gravitacion Universal
Es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa, fue formulada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación proporcional (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. 
Ejemplo: Una masa de 800 kg y otra de 500 kg se encuentran separadas por 3m, ¿Cuál es la fuerza de atracción que experimenta la masa?
Isaac Newton
Fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés. Es autor de los Philosophiæ naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describe la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre, entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks), y en matemáticas, el desarrollo del cálculo infinitesimal. 
Electricidad 
Es un conjunto de fenómenos producidos por el movimiento e interacción entre las cargas eléctricas positivas y negativas de los cuerpos físicos,fenómeno físico en el que el flujo de electrones produce una diferencia de potencial llamada flujo eléctrico.
Ejemplo: Hallar la resistencia equivalente entre los extremos A y B
Unidades de carga eléctrica
Es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas a través de campos electromagnéticos, la materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo, a su vez, generadora de ellos, la denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. 
Ejemplo: Una carga de 3×10^-6 C se encuentra 2 m de una carga de -8×10^-6 C, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas? 
Campo eléctrico 
Es un campo físico que se representa por medio de un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica, se puede describir como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada. 
Ejemplo: Una carga de 5×10^-6 C se introduce a una región donde actúa un campo de fuerza de 0.04N. ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en esa región?
Para poder solucionar este problema, basta con sustituir los valores arrojados en el mismo problema, por ejemplo tenemos el valor de la carga y también el valor de la fuerza que actúa sobre ese campo:
 
Ahora reemplazaremos estos datos en nuestra fórmula
Intensidad del campo eléctrico
Decimos que en una determina región del espacio existe un campo eléctrico si al introducir una carga q' denominada carga testigo o carga de prueba sufre la acción de una fuerza eléctrica. Dicha carga siempre se considera positiva por convenio.
Ejemplo:
Ley de OHM
Postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley básica de los circuitoseléctricos, establece que la diferencia de potencial V que aplicamos entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor, Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V I: 
Ejemplo: el valor de la tensión es de 230 V y el valor de la resistencia es igual a 100 Ω, ¿qué valor tiene la corriente que circula por el circuito?
Para calcular la intensidad
Para calcular voltaje
Para calcular resistencia
Motor eléctrico
Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas, son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.
Electronica
Es una rama de la física aplicada que comprende la física, la ingeniería, la tecnología y las aplicaciones que tratan con la emisión, el flujo y el control de los electrones u otras partículas cargadas eléctricamente en el vacío y la materia, la identificación del electrón en 1897, junto con la invención del tubo de vacío, que podía amplificar y rectificar pequeñas señales eléctricas, inauguraron el campo de la electrónica y la edad del electrón. 
Termodinámica
Es la rama de la física que describe los estados de equilibrio termodinámico a nivel macroscópico, define la termodinámica como la rama de la física encargada del estudio de la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía, constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.