Física ing 1ero semestre | Resúmenes de Física

TEMARIOS PARA EXAMEN DE FÍSICA PRIMER PARCIAL

CONCEPTOS

Física: Es una ciencia fundamental que estudia y describe el comportamiento de los fenómenos

naturales que ocurren en nuestro universo.

Partícula: Cuerpo material de pequeñas dimensiones que constituye a la materia que tienen

volumen o masa.

Cuerpo rígido: Conjunto de partículas que permanecen separadas entre sí a una distancia fija antes

y después de aplicar una carga o fuerza.

Estática de la partícula: Parte de la mecánica que analiza condiciones de equilibrio de un cuerpo,

partícula o sistema de partículas basándose en las leyes de Newton.

Longitud: Magnitud necesaria para ubicar un punto en el espacio y de esta forma describir el

tamaño de un sistema físico o la distancia entre otro.

Espacio: Es el lugar donde se encuentran los objetos y en el que los eventos que ocurren tienen

una posición y dirección relativas. El espacio físico está considerado en 3 dimensiones.

Tiempo: Es una magnitud física con que se mide la duración o separación de acontecimientos,

ordenándolos en secuencias, estableciendo así, un pasado, presente y futuro. Es una sucesión de

eventos.

Energía: En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo.

Masa: Es una propiedad de la materia por la cual podemos comparar la acción de un cuerpo con la

de otro. Esta propiedad se manifiesta como una atracción gravitacional entre dos cuerpos y

proporciona una medida cuantitativa de la resistencia que presenta la materia al cambio de

velocidad.

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.

Fuerza: Es una magnitud vectorial que se ejerce sobre un cuerpo. (Un vector tiene: Magnitud,

sentido, dirección y origen). La fuerza puede actuar de tal forma que cause el movimiento o que lo

evite.

Fuerza Coplanar: Se encuentran en un mismo plano.

Fuerzas Concurrentes: Concurren en un mismo punto de origen.

Si las fuerzan no fueran concurrentes, sin un mismo punto de aplicación podrían separarse y causar

torsión.

Si 2 fuerzas coplanares y concurrentes poseen la misma magnitud y dirección, pero de sentidos

contrarios, se neutralizarán, dando como resultado un estado de equilibrio traslacional FR = 0.

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TEMARIOS PARA EXAMEN DE FÍSICA PRIMER PARCIAL

CONCEPTOS

Física : Es una ciencia fundamental que estudia y describe el comportamiento de los fenómenos naturales que ocurren en nuestro universo. Partícula: Cuerpo material de pequeñas dimensiones que constituye a la materia que tienen volumen o masa. Cuerpo rígido : Conjunto de partículas que permanecen separadas entre sí a una distancia fija antes y después de aplicar una carga o fuerza. Estática de la partícula : Parte de la mecánica que analiza condiciones de equilibrio de un cuerpo , partícula o sistema de partículas basándose en las leyes de Newton. Longitud : Magnitud necesaria para ubicar un punto en el espacio y de esta forma describir el tamaño de un sistema físico o la distancia entre otro. Espacio : Es el lugar donde se encuentran los objetos y en el que los eventos que ocurren tienen una posición y dirección relativas. El espacio físico está considerado en 3 dimensiones. Tiempo : Es una magnitud física con que se mide la duración o separación de acontecimientos , ordenándolos en secuencias , estableciendo así, un pasado , presente y futuro. Es una sucesión de eventos. Energía : En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. Masa : Es una propiedad de la materia por la cual podemos comparar la acción de un cuerpo con la de otro. Esta propiedad se manifiesta como una atracción gravitacional entre dos cuerpos y proporciona una medida cuantitativa de la resistencia que presenta la materia al cambio de velocidad. 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. Fuerza : Es una magnitud vectorial que se ejerce sobre un cuerpo. (Un vector tiene: Magnitud, sentido, dirección y origen). La fuerza puede actuar de tal forma que cause el movimiento o que lo evite. Fuerza Coplanar : Se encuentran en un mismo plano. Fuerzas Concurrentes : Concurren en un mismo punto de origen. Si las fuerzan no fueran concurrentes, sin un mismo punto de aplicación podrían separarse y causar torsión. Si 2 fuerzas coplanares y concurrentes poseen la misma magnitud y dirección, pero de sentidos contrarios, se neutralizarán, dando como resultado un estado de equilibrio traslacional FR = 0.

Cuerpo rígido: Es un cuerpo ideal cuyas partículas que lo forman tienen posiciones relativas fijas entre sí, aún y cuando se somete a fuerzas externas ( no es deformable ). Fuerza externa: Es aquella capaz de modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Dicha fuerza es dirigida hacia el interior , por ej. Cuando se comprime un cuerpo. Fuerza interna: Es la fuerza que mantiene unidas las diferentes partículas que cumplen condiciones para reemplazar el cuerpo rígido y que es capaz de modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo. Dicha fuerza es dirigida hacia el exterior. Transmisibilidad: Las fuerzas son generalmente vectores deslizantes a los que podemos aplicar el principio de transmisividad. Indica que cuando se aplica una fuerza sobre un cuerpo, esta fuerza genera los mismos efectos sea cual sea el punto de aplicación en su línea de acción , siempre que tenga la misma magnitud y el mismo sentido. Diagrama de cuerpo libre: Es la representación vectorial de un sistema de fuerzas. Torque: Magnitud vectorial , resultado del producto del vector posición y del vector fuerza. Es el Producto del Brazo de palanca x fuerza. T = F * CONDICONES DE EQUILIBRIO Primera Ley de Newton : Ley de la INERCIA. Dice que un cuerpo permanece en un estado de reposo o de MRU a menos que una fuerza externa no equilibrada actúe sobre él : inercia. Fricción : Es la fuerza que existe entre dos superficies en contacto , que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies. Se genera debido a las imperfecciones , mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Segunda Ley de Newton : La aceleración a de un objeto en la dirección de una fuerza resultante F es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza e inversamente proporcional a la masa m. a = F / m. Equilibrio traslacional : Las fuerzas aplicadas a un cuerpo en una dirección cualquiera es igual a cero. Cuando actúan 1 o más fuerzas en un objeto y su sumatoria es 0 , hay un equilibrio traslacional, no hay movimiento. En caso contrario, se produce movimiento, es decir, torque. Óptica geométrica: Es el tratamiento de la luz en forma de rayos basado en la aplicación del principio de Hüygens. Principio de Huygens: “Todo frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias ”. Estas ondas se extienden en toda dirección con la misma velocidad , frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que provienen. Reflexión : Es el cambio de dirección de una onda que ocurre en un mismo medio después de entrar en contacto con la superficie de un medio distinto. Leyes de Reflexión: 1. Ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. 2. Rayo incidente, rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en un mismo plano.

Ley de Snell : (Astrónomo Danés Willebrord Snell en el siglo xvii) Dice que la razón del seno del ángulo de incidencia con respecto al seno del ángulo de refracción es igual a la razón de la velocidad de la luz en el medio incidente respecto a la velocidad de la luz en el medio de refracción. n 1 senØ 1 =n 2 senØ 2 Longitud de onda : La longitud de onda de la luz se reduce cuando esta entra en un medio de mayor densidad óptica. Difracción : Es un fenómeno de las ondas que consiste en una desviación de estas al entrar en contacto con un obstáculo o cuerpo opaco, o pasar por una abertura de diámetro menor o igual que su longitud de onda. Lente : Es un objeto transparente que altera la forma de un frente de ondas que pasa a través de él. Lente convergente : Es aquella que refracta y hace converger los rayos de luz paralelos al eje principal en un punto focal situado más allá de la propia lente. Todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse se junta en su foco. Tipos de lentes convergentes: 1. Biconvexas 2. Plano convexas 3. Menisco convergente o cóncavo convexas. Lente divergente : Es aquella que refracta y hace divergir los rayos de luz paralelos al eje principal a partir de un punto situado frente a la lente. Su espesor va disminuyendo de los bordes hacia el centro. Todo rayo que pase paralelamente al eje principal, al refractarse se separa como si procediera de un foco principal. Tipos de lentes divergentes: 1. Bicóncavas 2. Plano cóncavas 3. Menisco divergentes o convexa cóncavas.

Láser: Amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Nivel de energía: Valor específico de energía que puede tener un electrón dentro de un átomo. No puede tener cualquier energía, solo valores permitidos. Estado fundamental: Nivel de energía más bajo de un electrón (n = 1). Estado excitado: Cuando el electrón absorbe energía y salta a un nivel superior. Fotón: Paquete discreto de energía luminosa emitido o absorbido cuando un electrón cambia de nivel energético. Emisión estimulada: Proceso en el que un fotón provoca que un electrón excitado libere otro fotón con la misma energía. Cinética: Aquella energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Trabajo necesario para acelerar un cuerpo desde el reposo a una velocidad dada. Estudia el movimiento de los cuerpos incluyendo las fuerzas que lo originan. Teorema de Varignon: Dadas varias fuerzas concurrentes, la sumatoria de los momentos es igual al momento de las resultantes de ellas aplicada en un punto de concurrencia. Láser Los electrones no pueden ocupar cualquier órbita; están restringidos a niveles específicos. Para pasar de un nivel bajo a uno alto , el electrón debe absorber energía. Para regresar a un nivel inferior , el electrón emite energía en forma de luz. La energía absorbida o emitida es exactamente la diferencia entre los dos niveles. La energía se mide en eV (electronvoltios). luz emitida en un láser es:

Coherente (todas las ondas en fase)
Amplificada
Direccional

Notación y prefijos científicos Las fuerzas resultantes que actúan en cualquier punto de una estructura fija deben estar equilibradas TEMA 1. COMPONENTES RECTANGULARES DE UNA FUERZA Es la descomposición del mismo en las direcciones de los ejes. Con los datos de la magnitud de la fuerza y su ángulo de inclinación con respecto al eje X, se puede usar un triángulo y aplicar la definición de las funciones trigonométricas. La obtención de las fórmulas para calcular los componentes f(x) y f(y) surgen directamente de las definiciones de las funciones circulares básicas (seno y coseno).

OBTENIENDO VECTOR RESULTANTE POR

SUMA DE COMPONENTES RECTÁNGULARES

PROCEDIMIENTO:

Se calculan todos los componentes rect. de cada vector. Fx = F * cos(Ө) Fy = F * sin (Ө)
Sumar todos los componentes de x y todos los de Y.
Calcular magnitud del vector resultante: 𝑅 = √∑ 𝑓(𝑥)^2 + ∑𝑓(𝑦)^2
Calcular ángulo resultante: 𝜃 = tan−^1 ( ∑𝑓(𝑦) ∑𝑓(𝑥)

Se puede usar el ángulo con respecto al eje X para determinar su signo + o -. O usar los signos de cada cuadrante para saber en X que signo tendrá y en Y que signo. TEMA 2. EQUILIBRIO Y CALCULO DE TENSIÓN Diagramas de cuerpo libre, comprensión lectora de problemas. 3 0°^ 60°

Todo valor que esté detrás del espejo adquiere signo – f en convexo es (–) imagen virtual di es (-) Todo delante del espejo es (+)

TORQUE

Magnitud vectorial que resulta de: Producto de palanca x fuerza. T = F * d Para un equilibrio de 2 torques: T1 = T 2 F1 D1 = F2 D2 o M 1 D1 = M2D ECUACIÓN DEL ESPEJO Distancia focal/ Punto focal: f = R / 2 Donde: f = distancia focal R = radio de curvature Despeje para distancia del objeto do: Despeje para distancia de la imagen di: Donde: F = fuerza (N) d = distancia (m) T = Torque (Nm)

INDICE DE REFRACCION

N = c / v Donde: N = indice de refraccion C = velocidad de la luz en el vacio (m/s) V = velocidad de la luz a través de un material (m/s) LEY DE SNELL (ley de refracción) n1 sinθ1 = n2 sinθ Longitud de onda (Lambda) Mayor frecuencia → menor longitud de onda. Menor frecuencia → mayor longitud de onda. Densidad óptica: Absorcion de la luz por cada material.

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OBTENIENDO VECTOR RESULTANTE POR

SUMA DE COMPONENTES RECTÁNGULARES

PROCEDIMIENTO:

TORQUE

INDICE DE REFRACCION