Física Flashcards
Física
Ciencia que estudia los cambios que sufre la materia
Magnitud
Todo aquello que se puede medir
- Escalares
- Vectoriales
Magnitudes escalares
Masa, tiempo, distancia, superficie y volumen
Magnitudes vectoriales
Tienen magnitud, dirección y sentido
- Velocidad, aceleración, fuerza y campo eléctrico
Fenómeno físico
Sucede cuando los cuerpos experimentan cambios en su posición o forma sin que se altere su estructura molecular
Mecánica
Rama de la física que estudia el movimiento de los cuerpos
Cinemática
Rama de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan
Movimiento rectilíneo uniforme
Movimiento en el que los cuerpos se desplazan en una trayectoria recta con velocidad constante y recorren distancias iguales en tiempos iguales
Posición
Lugar que ocupa un cuerpo con respecto a un marco de referencia
Trayectoria
Camino imaginario seguido por un cuerpo para ir de una posición a otra
Distancia
Longitud de una trayectoria (cantidad escalar)
Desplazamiento
Segmento de recta dirigido (vector) que une al punto de inicio con el punto de final de una trayectoria
Velocidad media
Razón entre el desplazamiento de un cuerpo y el intervalo de tiempo en el que sucedió dicho desplazamiento
V= d/t
Movimiento uniformemente acelerado
Movimiento en el que los cuerpos mantienen constante su aceleración
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Describe a los cuerpos cuando se desplazan en una trayectoria rectilínea con aceleración constante
a= (vf - vi) / (tf- ti)
d= (vi · t) + (at²) / 2
Aceleración
Cambio en la velocidad de un cuerpo con respecto al tiempo
a= (vf - vi) / (tf- ti)
Fórmulas para el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
a= (vf - vi) / (tf- ti)
d= (vi · t) + (at²) / 2
d= ((vi + vf) · t) / 2
vf= vi + a · t
vf² = vi² + 2a · d
Caída libre
Describe una trayectoria rectilínea de arriba hacia abajo con aceleración constante es igual a la gravedad
a= g = 9.81 m/s²
Fórmulas de caída libre
v = g · t
v = √ (2g · h)
h = (g · t²) / 2
t = √ (2h / g)
Tiro vertical
Describe la trayectoria de abajo hacia arriba con una aceleración constante e igual a la gravedad
Fórmulas de tiro verticla
vf= vi - g · t
vf²= vi² - 2g · h
h= vi · t - ((g · t²) / 2)
hmax= vi² / 2g
ts= vi / g
ts= tiempo de subida
Tiro parabólico
Movimiento uniformemente acelerado bidimensional con aceleración igual a la gravedad, en el que los cuerpos sean disparados con una velocidad, la cual forma un ángulo de inclinación con la horizontal
Fórmulas de tiro parabólico
vix = vi · cosθ
viy = vi · senθ
v= √ vx² + vy²
viy= viy - gt = vi · senθ - gt
Ymax = (vi² · sen²θ) / 2g = (vi · senθ)² / 2g
X= (vi² · sen 2 θ) / g
t= (vi · senθ) / g
Fuerza
Acción de un cuerpo sobre otro
- Magnitud vectorial
- Se mide en Newtons, dinas o libras
Fórmulas del carácter vectorial de la fuerza
Forma polar: F= (F, θ)
Forma rectangular F= (Fx , Fy)
Componentes de F: Fx= F · cosθ. Fy= F · senθ
magnitud de F: F= √ Fx² +Fy²
Dirección: θ= arc tan (Fy / Fx)
Superposición de fuerzas
Rx= F1x + F2x + F3x…
Ry= F1y + F2y + F3y…
R= √ (Rx² + Ry²)
Primera ley de Newton o ley de la inercia
Todo cuerpo en movimiento o reposo conserva ese estado a menos que una fuerza externa lo modifique
Segunda ley de Newton o ley de la masa inercial
La aceleración que un cuerpo experimenta es directamente proporcional a la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él e inversamente proporcional a su masa
La dirección en la que se mueve el cuerpo es la misma que la de la fuerza resultante
F= m · a
Masa
Cantidad de materia que forma un cuerpo (o la medida de su inercia)
- kg, g, slugs
Peso
Fuerza ejercida por la Tierra sobre los cuerpos
- N, lb, dinas
W= m · g
F= w · senθ (subir una caja por una inclinación)
Tercera ley de Newton o ley de la acción y la reacción
A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud pero de sentido opuesto
Estática
Rama de la mecánica que estudia los cuerpos en reposo
Un cuerpo está en equilibrio si…
- Se encuentra en reposo con respecto a un marco de referencia
- Se encuentra en movimiento rectilíneo uniforme (equilibrio traslacional)
Primera condición del equilibrio
La suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero
Segunda condición del equilibrio (equilibrio rotacional)
La suma de todas las torcas o momentos que actúan sobre el es igual a cero
Torca o momento
Producto de la magnitud de la fuerza por el brazo o palanca (distancia del punto donde actúa la fuerza al eje de rotación)
- Positiva si va hacia la izquierda
- Negativa si va hacia la derecha
T= F · d
Ley de Hooke
Cuando se comprime o estira un resorte dentro de su límite elástico, la fuerza que ejerce es directamente proporcional a su deformación
F= K · x
k- constante del resorte
x- estiramiento
Fuerza de restitución de un resorte
Aquella que le permite recobrar su forma original después de haber sido deformado por una fuerza externa
Ley de la gravitación universal
La fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa
F= G ((m₁ · m₂) / d²)
G= 6.67 ·10⁻¹¹ Nm² / kg²
Primera ley de Kepler
Los planetas giran al rededor del Sol y describen una órbita elíptica, en la cuál el Sol ocupa uno de los focos
Segunda ley de Kepler
El radio focal que une cualquier planeta con el Sol describe áreas iguales en tiempos iguales
Tercera ley de Kepler
Los cuadros de los periodos de revolución de los planetas son directamente proporcionales a los cubos de los radios de sus orbitas
T²= K · r³
Trabajo
Es energía en movimiento
- Magnitud escalar
T= F · d · cosθ
Si θ=0 –> T= F · d
Si θ= 90º –> T=0
Potencia
Rapidez con que se realiza un trabajo
P= T/t
P= F · d / t
P= F · V
T= trabajo. t= tiempo
Energía
Capacidad que tiene todo cuerpo para desarrollar un trabajo
Energía cinética
Aquella que tiene todo cuerpo en movimiento
Ec= 1/2 m · v²
Energía potencial
Aquella que tiene todo cuerpo en virtud de su posición con respecto a un sistema de referencia
Ep= mgh
Ep= w · h
Principio de la conservación de la energía
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma
Conservación de la energía mecánica
Si sobre un cuerpo en movimiento sólo actúan fuerzas conserva activas, la suma de su energía cinética y su energía potencial permanece constante
E= Ec + Ep
E= 1/2 mv² + mgh
Ec₁ + Ep₁ = Ec₂ + Ep₂
Impulso
Producto de la magnitud de la fuerza aplicada a un cuerpo, por el tiempo en que ésta actúa sobre dicho cuerpo
I= F · t
Cantidad de movimiento o momento cinético (ímpetu)
Producto de la masa de un cuerpo por la velocidad con la que se mueve
P= m · v
F · t = m · vf - m · vi
Choque elástico
Aquel en el que la energía cinética total del sistema, antes y después del impacto, es la misma
Osea los cuerpos no sufren deformaciones durante el impacto
Choque inelástico
Aquella en la que la energía cinética del sistema, antes y después del choque, cambia
Osea cuando el choque de los cuerpos presenta una deformación permanente
Ley de la conservación de la cantidad de movimiento
En la colisión de dos cuerpos, antes y después del impacto, no varía
m₁ · u₁ + m₂ · u₂ = m₁ · v₁ + m₂ · v₂
Fuerza de fricción
Fuerza que se opone al movimiento de deslizamiento de un cuerpo sobre una superficie o sobre otro cuerpo
- Siempre es paralela a la superficie sobre la que se mueve el cuerpo
Fuerza de ficción estática
Fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo, cuando éste se encuentra en reposo
Fuerza de fricción cinética
Fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo, cuando éste se encuentra en movimiento
Coeficiente de fricción
Razón entre la fuerza de fricción y la fuerza normal entre las superficies
η= fr / Fn
fr= fuerza de fricción. Fn = fuerza normal
Cero absoluto
Temperatura en la cual energía cinética de las moléculas del agua es cero
Celsius a Kelvin
K= ºC + 273
Celsius a Fahrenheit
ºF= 9/5 ºC + 32
ºF= 1.8 ºC + 32
ºC= 5/9 ºF - 32
ºC= ºF - 32 / 1.8
Calor
Forma de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura
Suma de las energía cinética de todas las moléculas de un cuerpo
Equilibrio térmico (ley cero de la termodinámica)
Un sistema se encuentra en el equilibrio térmico cuando el intercambio neto de energía calorífica entre sus elementos es cero, en consecuencia, los cuerpos se encuentran a la misma temperatura
Conducción
Forma en que el calor se conduce o propaga en los sólidos, debido al choque de las moléculas del cuerpo sin que se modifique su forma
Varilla de metal en el fuego
Convección
El calor se propaga a través del movimiento de un fluido
Radiación
El calor se transfiere a través de ondas electromagnéticas
Sol
Caloría (cal)
Cantidad de calor necesaria para llegar en 1 °C la temperatura de 1 g de agua
1 cal = 4.2 J
Capacidad calorífica
Razón que existe entre la cantidad de calor que recibe un cuerpo y su incremento de temperatura
c= Q / ΔT
ΔT= Tf - Ti
Calor específico
Razón que existe entre la capacidad calorífica de una sustancia y su masa
Cantidad de calor empleada para aumentar en 1 °C la temperatura de 1 g de una sustancia
Ce= c/m
Ce= Q/ m · ΔT
Q= m · Ce · ΔT
Calor latente
Energía que un cuerpo o sustancia necesita para cambiar su estado de agregación
Q= m · L
Calor específico y calor latente de fusión del agua
Ce= 1
L= 80
Calor específico y calor latente de fusión del hierro
Ce= 0.113
L= 6