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1. HISTORIA DE LA FÍSICA Y SU CLASIFICACIÓN
1.1 ¿Qué estudia la física? Es una ciencia exacta que estudia cómo funciona el universo al tomar en cuenta cuatro propiedades fundamentales que son la energía, la materia, el tiempo y el espacio, cómo interactúan y se afectan unas a otras. 1.2. ¿Cuáles son las ramas de la física y que estudia una de ellas? Mecánica clásica , estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que actúan en estos, para ello se vale de las Leyes de Newton. Electromagnetismo , describe cómo se lleva a cabo la interacción entre las partículas cargadas en los campos eléctricos. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo. Termodinámica , estudia los tipos de energía, en especial la que deriva del calor y la temperatura, así como los procesos de transferencia de energía calórica y sus efectos en los cuerpos Mecánica Cuántica , estudia los átomos, sus propiedades e interacciones, y el comportamiento de las partículas subatómicas. En este sentido, estudia la naturaleza desde sus dimensiones más pequeñas. Acústica , estudia el sonido, su propagación, los fenómenos que la originan, incluso, cómo se escucha y de qué manera afecta a los cuerpos. Astrofísica , estudia los cuerpos que se encuentran en el espacio, sus movimientos, propiedades y fenómenos. Biofísica , se apoya de los estudios en biología y física para estudiar cómo se llevan a cabo diversos procesos biológicos en los seres vivos y explicar su funcionamiento e importancia. Cinemática , estudia y describe los movimientos de los objetos sólidos y su trayectoria según el tiempo, por tanto calcula la velocidad, la aceleración y el desplazamiento que estos pueden alcanzar. Cosmología , estudia las leyes que rigen el universo, su origen y cómo funcionan las fuerzas entre los astros celestes. Dinámica , estudia las causas que generan los movimientos de los cuerpos y sus cambios físicos en un sistema también físico como, por ejemplo, las fuerzas. Estática , estudia el equilibrio de las fuerzas que actúan en los cuerpos que se encuentran en un sistema en reposo. Es decir, su velocidad es cero, al igual que la fuerza de su aceleración. Física Atómica , se centra en el estudio del átomo, su estructura, estados de energía (fisión y fusión), la interacción de sus partículas y su configuración electrónica. Física Nuclear , estudia el núcleo del átomo, el cual está compuesto por diferentes partículas, como los protones y los neutrones, unidas por diversas fuerzas e interacciones entre sí. Física Médica , se aplican los conocimientos de la física, la biología y la medicina. Sirve para establecer principios y métodos para obtener mejores diagnósticos y tratamientos médicos, así como para prevenir diversas enfermedades. Física Molecular , estudia las propiedades físicas de las moléculas y la interacción de sus estructuras atómicas.
Geofísica , estudia la Tierra a partir de los métodos y principios de la física, por tanto se vale de los estudios de la mecánica, el electromagnetismo, los fenómenos radioactivos, entre otros. Mecánica de los Fluidos , tiene por objeto de estudio las dinámicas o comportamientos de los líquidos y los gases en un estado de reposo o movimiento. Esta rama se aplica en los estudios relacionados con sistemas hidráulicos o de combustibles, entre otros. Meteorología , estudia la atmósfera y sus componentes. Se vale de los diversos conocimientos de la física para estudiar y analizar los estados del tiempo, los fenómenos meteorológicos, la atmósfera, los movimientos del aire y del agua en la superficie terrestre, entre otros. Esta rama de la física nos permite realizar predicciones climáticas. Óptica , estudia luz y su comportamiento, así como sus efectos en otros cuerpos y sus propiedades a partir de los fenómenos luminosos y la energía lumínica. Incluso, esta rama estudia la visión y la percepción de la luz por parte del ser humano. La óptica es aplicada en los desarrollos de las fibras ópticas y en la optoelectrónica. Relatividad , forma parte de las teorías desarrolladas por Albert Einstein para estudiar los sucesos físicos considerando que el tiempo y el espacio son relativos y no absolutos, ya que se toman en cuenta los diferentes puntos de vista de los observadores. 1.3. Menciona la diferencia entre fenómeno físico y uno químico. En un fenómeno físico no hay cambios en la composición de la materia, sino en sus estados, ejemplo, trozar un pedazo de madera. En cambio el fenómeno es químico cuando sí cambia la composición, por ejemplo, luego de quemar dichos pedazos, se convierten en carbono, dióxido de carbono, humo, etc.
2. MEDICIONES Y ERRORES
2.2. Anota el concepto de medir. Comparar una cantidad con su respectiva unidad, con el fin de averiguar cuántas veces la segunda está contenida en la primera. 2.3. ¿Qué es un error sistemático y cuáles son las causas que lo producen? Este se debe a un error en el diseño o en el análisis del estudio, que produce una estimación incorrecta o no válida del efecto que estamos estudiando. 2.4. ¿Qué es un error aleatorio y cuáles son las causas que lo producen? Se debe a nuestro amigo el azar, del que no hay manera de librarse. Puede tener dos causas fundamentales. La primera, el error de muestreo. La otra fuente de error aleatorio es la propia variabilidad en la medición.
3. MAGNITUDES Y UNIDADES FUNDAMENTALES Y DERIVADAS
3.2. ¿Cuál diferencia que existe entre una magnitud fundamental y una derivada?
4.3. ¿Qué es un sistema de vectores concurrentes? Los vectores concurrentes son los grupos de vectores cuyos ejes coinciden en un punto, formándose entre cada par de ellos un ángulo interno y otro externo. Un ejemplo claro se observa en la figura inferior, donde A, B y C son vectores concurrentes entre sí. 4.4. ¿Qué es un sistema de vectores colineales? El sistema de vectores colineales es formado cuando sobre un objeto o cuerpo actúan dos o más vectores, que representan a una fuerza y que actúan en la misma dirección. Por ejemplo, si se aplican dos fuerzas colineales sobre un cuerpo, la resultante de estas solo va a depender del sentido en el que actúen. 4.5. ¿Cuáles son las propiedades de los vectores y define cada una? Origen , también denominado Punto de aplicación. Es donde que actúa el vector. Módulo , es la longitud o tamaño del vector. Para hallarla es preciso conocer el origen y el extremo del vector, pues para saber cuál es el módulo del vector. Dirección , viene dada por la orientación en el espacio de la recta que lo contiene (ángulo). Sentido , indica mediante una punta de flecha situada en el extremo del vector, indicando hacia qué lado de la línea de acción se dirige el vector. 4.6. ¿Qué diferencia existe entre distancia y desplazamiento? Y menciona un ejemplo. Es el espacio o distancia recorridos se mide siempre sobre la trayectoria, a diferencia del desplazamiento, en el que sólo cuentan el punto inicial y final del movimiento.
5. ESTÁTICA
5.2. ¿Qué estudia la estática?
Estudia el equilibrio de las fuerzas que actúan en los cuerpos que se encuentran en un sistema en reposo. Es decir, su velocidad es cero, al igual que la fuerza de su aceleración. 5.3. Escribe el concepto de la 1º condición de equilibrio. Cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula: ∑ F = 0. 5.4. Escribe el concepto de la 2º condición de equilibrio. Cuando un cuerpo está en equilibrio de rotación cuando la suma de todas las fuerzas que se ejercen en él respecto a cualquier punto es nula. O dicho de otro modo, cuando la suma de los momentos de torsión es cero. 5.5. ¿Qué es brazo de palanca? Es la distancia perpendicular desde el eje de rotación a la línea de acción de la fuerza. y la magnitud del par es τ = N m. 5.6. ¿Qué es momento de torsión? Un momento de torsión es un giro o vuelta que tiende a producir rotación. Las aplicaciones se encuentran en muchas herramientas comunes en el hogar o la industria donde es necesario girar, apretar o aflojar dispositivos.
6. CINEMÁTICA
6.2. Movimiento en el que las distancias y los tiempos son iguales. Movimiento Rectilíneo Uniforme. 6.3. ¿Qué es la aceleración? Magnitud que expresa la variación de la velocidad en la unidad de tiempo, y cuya unidad en el sistema internacional es el metro por segundo cada segundo (m/s^2 ). 6.4. Es la representación de un cuerpo mediante un punto se denomina: Posición. 6.5. Movimiento que se caracteriza por que la velocidad inicial siempre es cero. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado.
7.3. Es el producto de la masa de un cuerpo y la aceleración de la gravedad. Peso a razón en la tierra de 9.81 m/s. 7.4. Es la suma de la energía potencial y la energía cinética, la cual permanece constante. Energía Mecánica. 7.5. Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo. Energía. 7.6. ¿Qué es la inercia? Es la propiedad que posee los cuerpos de oponerse a un cambio de su estado de reposo o movimiento en que se encuentran. Como tal, la inercia es la resistencia ofrecida por un cuerpo a la alteración de su estado en reposo o movimiento. 7.7. Es la fuerza de oposición que tienen los cuerpos al deslizarse. Fricción. 7.8. Define la energía potencial de un cuerpo. La energía potencial es el trabajo que es capaz de desarrollarse a parte de la posición de un cuerpo o de su configuración. Se trata de un concepto propio de la Física. Se mide habitualmente en julios y su símbolo es la letra 'U' y también 'Ep'. 7.9. Define la energía cinética de un cuerpo. La energía cinética es una forma de energía, conocida como energía de movimiento. La energía cinética de un objeto es aquella que se produce a causa de sus movimientos que depende de la masa y velocidad esta. La energía cinética suele abreviarse con las letras "Ec" o "Ek". La palabra cinética es de origen griego “kinesis” que significa “movimiento”.
7.10. Es la medida de la inercia. Masa. 7.11. Cuando dos cuerpos chocan y quedan unidos uno al otro. ¿Qué tipo de choque se considera? Inelástico. 7.12. La Ley de la Conservación del Movimiento establece que… Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema es nula, su momento lineal permanece constante en el tiempo. 7.13. Se define como el producto de la masa por la velocidad del objeto. Fuerza.
8. PROPIEDADES DE LA
MATERIA
8.1. Materia. Componente principal de los cuerpos, susceptible a toda clase de formas y se sufrir cambios que se caracterizan por ser un conjunto de propiedades físicas o químicas, perceptibles a través de los sentidos. 8.2. Propiedades Generales de la Materia. Masa. Cantidad de materia constituida en un cuerpo. Peso. Representa la fuerza gravitatoria con la que es atraída la masa de dicho cuerpo al centro de la tierra. Volumen. Es la porción que ocupa un cuerpo en el espacio tiempo. Inercia. Es la oposición que presentan los cuerpos al variar su movimiento o reposo. Energía. Capacidad de los cuerpos o sistemas de realizar un trabajo. Impenetrabilidad. El espacio ocupado por un cuerpo no puede ser ocupado por otro al mismo tiempo. Porosidad. Es la existencia de vacíos entre partículas de un cuerpo. Divisibilidad. Toda materia puede ser dividida al vencer las fuerzas intermoleculares. 8.3. Propiedades Especificas de la Materia. Elasticidad. Capacidad de algunos solidos de recuperar su forma original después de aplicar fuerza. Dureza. Resistencia de un sólido al ser rayado o deformado. Tenacidad. Oposición de un cuerpo al funcionamiento (ruptura). Maleabilidad. Propiedad de los metales para transformarse en láminas. Ductilidad. Propiedad de los metales para transformase en alambres e incluso hilos.
D =
lf − lo lo
∆ l lo lo= Long. Inicial lf= Long. final 8.7.1. Leyes y Principios. 8.7.2. Hooke. Describe fenómenos elásticos como los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce la deformación, siempre y cuando no sobrepase el límite de elasticidad. ¿ F ∨¿ K ∨ ∆ l ∨¿ K= constan. de rigidez del resorte. ∆l= cambio de Long. 8.7.3. Pascal. Establece que un fluido solo depende de la profundidad, por tanto, de cualquier variación de presión de la superficie que transmite cualquier parte del fluido. “ La presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.” P 1 = P 2
F 1
A 2
F 2
A 2
8.7.4. Arquímedes. Establece que si un cuerpo que esta total o parcialmente sumergido en un fluido será empujado con una fuerza igual al peso del objeto. “Todo cuerpo sumergido dentro de un fluido experimenta una fuerza ascendente llamada empuje, equivalente al peso del fluido desalojado por el cuerpo”. E = p ∗ g ∗ v p = densidad relativa g= gravedad (9.81 m/s^2 ) V= volumen
9. CALOR Y TEMPERATURA.
9.1. Temperatura. Propiedad relacionada con la energía interna del sistema termodinámico del cuerpo en cuestión. 9.2. Propiedades Generales de la Materia. 9.3. Escalas termométricas. Son ideas distintas al usar puntos de partida en mediciones de calor. 9.3.1. Kelvin. Se basa en términos termodinámicos y en la escala °C (0K en - 273.16°C). K = °C +273.16 °C = K −273.
K =( ° F − 32 ) (
+ 273.16 ° F =( k −273.16) (
9.3.2. Celsius (centígrado, decimal europeo). Le asigna el grado cero al punto de equilibrio solido y liquido del agua; y el grado 100 al punto de ebullición del agua. Propuesta por Andrés Celsius en 1742. 9.3.3. Fahrenheit (anglosajona). Le signa el valor cero a la fusión de una mezcla de hielo, agua, cloruro de amonio; el grado 212 para el punto de vapor de esta mezcla. Propuesta en países anglosajones por Gabriel Fahrenheit.
° F = ° C (
+ 32 ° C = ° F − 32 (
9.4. Dilatación. Es el aumento de un cuerpo en su volumen, éste se hace más grande (más largo o ancho, o ambas cosas). 9.4.1. Lineal. Es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo. 9.4.2. Superficial. Es cuando predomina la variación en dos dimensiones, es decir, la variación del área del cuerpo debido a la intervención de un cambio de temperatura. 9.4.3. Volumétrica. Es un fenómeno físico que implica una variación en las tres dimensiones de un cuerpo. 9.5. Coeficientes de dilatación. Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica. 9.6. Calor. Es un tipo de energía producido por la vibración de moléculas y que provoca la subida de temperatura, la dilatación de cuerpos, la fundición de sólidos y la evaporación de líquidos. 9.7. Formas de transmisión de calor. 9.7.1. Conducción. Entre cuerpos (sólidos o líquidos). 9.7.2. Convección. En fluidos (líquidos o gases). 9.7.3. Inducción. A través del medio en que la radiación pueda propagarse. 9.8. Calor específico. Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. Ce = Q /( m ∆ t ) Q= calor recibido M= masa del objeto ∆t= diferencia de T. = Tf-Ti
10.2.3. Lineales. Se propagan a lo largo en una sola dirección en el espacio. 10.2.4. Superficiales. Se propagan en dos dimensiones en el espacio de cualquier superficie. 10.2.5. Tridimensionales. Se propagan en 3 dimensiones, sus frentes son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación en todas direcciones. 10.2.6. Longitudinales. Se caracterizan porque las partículas del medio se mueven paralelamente. 10.2.7. Transversales. Sus partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de la onda.
10.2.7.2. Partes que constituyen
una onda transversal.
