Pregunta
Esencial
1. ¿Cómo entender los Eventos de la naturaleza de manera activa y dinámica?
La
forma de entender los eventos que ocurren a nuestro alrededor es
conociéndolos, estando presentes en donde ocurren es una manera
activa, pero para hacerlos más dinámico hay que estudiarlos tratar
de buscar el porqué se ocasiono el por qué paso allí donde haya
sucedido y así como podemos querer estar en esos eventos abran unos
a los cuales no desearemos estar ahí como las catástrofes eventos
naturales negativos aveces provocados en su propia dimension por obra
del ser humano ya que con la contaminación que hacemos diariamente
contribuimos para que mas adelante se presente un fenome no deseado,
alguno ejemplos de eventos naturales positivos son: las piedras que
se mueven solas Piedras de decenas de kilos se mueven sin explicación
aparente en el conocido Valle de la Muerte en Estados Unidos existe
un fenómeno singular, se trata de piedras que parecen flotar sobre
un desierto baldío que en algún momento fue fango. Durante décadas,
los científicos han teorizado explicaciones plausibles sobre esta
anomalía, donde una piedra de varios kilos de peso es capaz de
desplazarse varios cientos de metros "por si sola". Muchos
creen que este movimiento se debe al fuerte viento, pero eso no
explica que piedras de diferente tamaño y peso se muevan a un ritmo
paralelo y en diferentes direcciones. El profundo agujero azul Se
encuentra en las Bahamas y apenas alberga vida Este "enorme
agujero" se hunde súbitamente en el océano. Al mirarlo desde
el aire, su denso color azul denota la presencia de una gran
profundidad y una oscuridad impenetrable, sobretodo en contraste con
el agua de su alrededor. La gran marea roja Su aparición provoca
pérdidas económicas. La gran marea roja, también llamada
floraciones de algas, son en realidad una gran cantidad de algas
unicelulares de profuso color rojo que proliferan en las aguas
costeras y causan una coloración roja en la superficie acuática, de
esta forma podernos entender mejor la magia de la naturaleza la cual
cubre nuestra esencia como seres humanos de este planeta.
Entrando
más
con lo físico para entender los fenómenos que ocurren en la
naturaleza, la Física se relaciona
con otras ciencias, como:
Ciencia
Que
estudia:
·
Matemática: Los
números y las figuras
·
Química:
La composición de la materia
·
Geología:
La estructura y transformaciones de la Tierra
·
Biología:
La vida y sus manifestaciones
·
Astronomía: Los
cuerpos celestes
·
Mineralogía: Los minerales
·
Meteorología: Los fenómenos
atmosféricos
·
Geografía:
La superficie terrestre
Su relación
se establece de la siguiente manera:
Las
Matemáticas
permiten cuantificar los diversos fenómenos físicos que ocurren en
la naturaleza.
La
Química
explica con leyes físicas las interacciones moleculares de la
materia.
La
Geología
aplica leyes físicas para comprender la estructura, evolución y
transformación de la Tierra.
La
Biología
aplica leyes físicas para explicar la vida orgánica.
La
Astronomía
aplica leyes de óptica para desarrollar sus observaciones.
La
Mineralogía
aplica la Física a las estructuras atómicas de la materia.
La
Meteorología
aplica conceptos de presión y temperatura.
La
Geografía
aplica
leyes físicas en la descripción de la Tierra y los cambios en la
superficie.
Por
lo tanto, todas estas ciencias aplican leyes y métodos físicos lo
que ha permitido su avance y desarrollo, así como también la
creación de nuevos campos de estudio en las llamadas ciencias
intermedias como:
·
Fisicoquímica
·
Biofísica
·
Geofísica
·
Astrofísica
Preguntas
de Unidad
2. ¿Por qué es importante Cuantificar los Eventos de la Naturaleza?
Es
importante cuantificarlos para su propio estudio pues cada suceso
tiene algo nuevo, tiene una explicación
que se busca desde las causas para que se diera lugar en el momento
que se presento, a través de la historia y desde los tiempos más
primitivos la pregunta siempre ha sido ¿por qué sucedió ese
fenómeno? Y se le daba respuesta de algo casual pero ya desde el
italiano Galileo se comenzó a explicar los fenómenos con el método
científico y desde allí empezaron a cuantificar para hacer mejores
cálculos a la hora de estudiar un hecho.
3. ¿Para qué estudiar y entender los movimientos de partículas y cuerpos grandes?
Se
estudia para entender el
porqué estamos en el lugar que estamos y no en otro, aunque a veces
puede tomarse el movimiento como algo normal, natural pero ya en su
estudio y a nivel de una partícula cargada está en una región
donde hay un campo eléctrico experimenta una fuerza igual al
producto de su carga por la intensidad del campo eléctrico.
Si la carga es positiva experimenta una fuerza en el sentido del campo
Si la carga es negativa
experimenta una fuerza en sentido contrario al campo
Es una forma de explicar más adentro de la propia tierra su composición, los cambios que puede generar si se realiza un movimiento brusco como lo son el de las placas tectónicas las cuales hacen una deformación del suelo y puede afectar desde los más interno a su exterior e involucrarnos directamente ya que es donde se desarrollo la vida humana.
4. ¿Cómo entender las causas por las cuales se produce el movimiento?
Para entender las causas que producen movimiento debemos conocer que elementos lo componen estos son:
La trayectoria. Es la línea que describe un cuerpo en movimiento. Atendiendo a su trayectoria los movimientos, puede ser:
Rectilíneos:
describen una línea recta.
Curvilíneos:
Circular: describe una circunferencia
Elíptico:
describe una elipse.
Parabólico:
describe una parábola.
La
distancia. Es la longitud comprendida entre el origen del movimiento
y la posición final.
Velocidad: Es la distancia recorrida en la unidad de tiempo
Las
causas son explicadas por la dinámica de los cuerpos en la cual la
física describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en
relación con las causas que provocan los cambios de estado físico
y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir
los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico,
cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de
evolución para dicho sistema de operación.
Aunque
la cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del
movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que
lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo
estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que
estudia las interacciones que lo producen.
Preguntas
de Contenido
5. ¿Para qué y cómo representar el Movimiento de las Partículas en plano cartesiano?
El
movimiento de las partículas
se representa en el plano cartesiano para ver la relación que puede
existir desde diferentes puntos de referencia ya sea en el tiempo y
el espacio, pues gracias a esta representaciones graficas se conoce
la posición de una partícula en el espacio ya que estas nos
representan de una manera ejemplar la relación de posición,
velocidad y aceleración de la propia partícula, de allí se pueden
deducir análisis que pueden llegar a ser tan reales como lo fue su
propio estudio.
6. Cómo aplicar las leyes de la dinámica en nuestra vida diaria?
Las
leyes de la dinámica o mejor llamadas las leyes de newton pues
es considerado el padre de esta ley el cual dio un gran salto a la
ciencia pues dio los principios matemáticos que hoy en día aun se
aplican en la filosofía y ciencia natural.
En
su primera ley nos habla de la inercia pues nos explica que
a cualquier objeto que se le aplique una fuerza tendrá un
deslazamiento si el caso era en reposo, o tendrá una rotación o
aceleración.
La segunda, o ley de la fuerza explica cómo varían las propiedades del cuerpo al aplicarle fuerzas. Puede decirse que es la definición de fuerza. Existe una magnitud física que se llama momento, que es el producto de la masa del cuerpo por su velocidad. La variación en el tiempo del momento es la fuerza. Si suponemos que la masa no varía (lo normal para nosotros), esta variación respecto al tiempo es únicamente de la velocidad, y la variación de la velocidad respecto al tiempo es la aceleración. Es por ello que en lugar de "la fuerza es la variación del momento respecto al tiempo", se dice que la fuerza es el producto de la masa por la aceleración.
La
tercera ley nos habla.
La tercera y última, o ley de acción y reacción es muy fácil de entender. Es la culpable de que cuanto más fuerte te des con algo, más duela. Al aplicar una fuerza a un cuerpo, el cuerpo aplica también una fuerza de igual magnitud en nosotros.
Estas
leyes las podríamos aplicar en nuestra vida diaria pues si
racionamos y entendemos que una fuerza que hagamos frente a alguien o
algo tendrá una reacción lo haríamos mas consientes y quizás no
maltrataríamos, así que hay que medir la fuerza que usamos al mover
algo o al tocar otra persona.
7. ¿Por qué es importante identificar las fuerzas de contacto?
Desde la física sabemos que las fuerzas de contacto son las fuerzas que ocurren entre objetos, y se pueden resolver en sus dos componentes –el componente de fuerza que actúa perpendicular a las superficies de los objetos en contacto (mano-presa) y el componente de fuerza que actúa paralelo a las superficies de contacto (fricción).
Cuando hablamos de “fuerza” nos referimos físicamente a una acción que se ejerce sobre un cuerpo produciendo un determinado efecto. Esto genera una modificación de su movimiento, si se encuentra en ese estado, o de su aspecto físico. Al mismo tiempo pueden producirse ambos efectos en su mismo nivel. Todo depende de las características del objeto y de la magnitud de la fuerza que se le aplica.
Como
ya sabemos según la ley de acción y reacción de Newton determina
que entre dos cuerpos en contacto existe una fuerza de igual magnitud
pero de sentido contrario actuando sobre cada uno.
Estas
pueden clasificarse en fuerzas de contacto y fuerzas de acción a
distancias según entren en contacto o no los cuerpos sobre los que
interactúan. Las primeras son aquellas en las que los objetos se
encuentran en contacto físico y la fuerza se ejerce sobre su
superficie de modo perpendicular. Un ejemplo es la fuerza de
fricción. En las de segundo tipo, en cambio, los objetos no están
en contacto como, por ejemplo, en la fuerza magnética.
Es importante identificar las fuerzas de contacto para clasificar la acción reacción que tendrá frente a los dos cuerpos que tienen contacto, pues de allí se mide la fuerza, la fricción, y deja notar una dirección que puede tomar dependiendo su magnitud a la hora del contacto entre los cuerpos, esto nos ayuda a identificar la capacidad de carga entre objetos, y de la misma persona que sostiene un objeto y nos permite conocer la aceleración y velocidad que puede generarse al hacer un movimiento o al aplicar fuerza sobre el objeto.
- ¿Qué es una fuerza de acción a distancia y por qué es importante comprender el concepto de peso?
La
acción a distancia es una característica de las descripciones pre
relativistas de los campos de fuerzas de partículas que interactúan
entre sí. Esta propiedad implica que para cada instante de tiempo
las fuerzas sobre una partícula concreta debida a otras partículas
depende de las posiciones de esas otras partículas en el mismo
instante, como si la fuerza "se transmitiera instantáneamente"
o existiera una "acción a distancia" por parte de las
otras partículas.
Es importante comprender el concepto de peso para poder entender, analizar describir de forma asertiva el movimiento de partículas en los campos de fuerza donde viajan a una velocidad inexplicable que pareciera que comprendiera una transmisión instantánea de energía entre ellas.
El peso lo podemos definir como la fuerza con la cual un cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, originado por la aceleración de la gravedad, cuando esta actúa sobre la masa del cuerpo. Al ser una fuerza, el peso es en sí mismo una cantidad vectorial, de modo que está caracterizado por su magnitud y dirección, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.
9. ¿Qué, es una fuerza centrípeta y porque es fundamental tener claridad de este concepto en el movimiento circular?
El
término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum,
«centro» y petere, «dirigirse hacia», y puede ser obtenida a
partir de las leyes de Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa
en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo
sobre el cual se aplica. En el caso de un objeto que se mueve en
trayectoria circular con velocidad cambiante, la fuerza neta sobre el
cuerpo puede ser descompuesta en un componente perpendicular que
cambia la dirección del movimiento y uno tangencial, paralelo a la
velocidad, que modifica el módulo de la velocidad.
Es fundamental tener la claridad del concepto en el movimiento circular pues este tiene como condición actuar sobre el movimiento de un partícula que tiene como trayectoria siempre una curvatura ya que siempre se dirigirá hacia el centro.
10. Por qué es importante el principio de conservación de la energía?
Empecemos definiendo que es Conservación de la energía: Sistema mecánico en el cual se conserva la energía, para choque perfectamente elástico y ausencia de rozamiento.
La ley de la conservación de la energía es considerada como el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor. Dicho de otra forma: la energía puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante).
En
el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia
de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la
suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este
fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la
energía mecánica.
Es
importante entender el principio de conservación de energía y tener
claro que la materia no se crea ni se destruye solo se transforma en
energía y que esa energía puede pasar con sus mismos componentes a
ser otra clase sin perder sus propiedades y siempre manteniendo su
constante movimiento.
La
primera razón por la que la conservación de la energía es
importante se relaciona con nuestro entorno. Mientras más
combustibles fósiles se queman, más nuestro medio ambiente se ve
afectado por la contaminación. Incluso apagar una bombilla cuando no
esté en uso, ayuda a reducir el consumo de alguna fuente de
combustible que se quema para producir ese kilovatio-hora de energía.
Ahora bien, esta fuente de combustible puede ser combustible fósil,
energía nuclear, plantas de carbón o la energía alternativa. Los
ventiladores, la televisión, el refrigerador y varios equipos
electrónicos, cuando se les interrumpe la alimentación no sólo
hacen mucho por la conservación de la energía, sino también en la
protección del medio ambiente.
Definamos que es trabajo en física
|
“El
trabajo es igual al producto del desplazamiento por la componente
de la fuerza a lo largo del desplazamiento”
|
En mecanica clásica, el trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman el uno con el otro.5 El trabajo es una magnitud fisica escalar que se representa con la letra (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el sistema internacional de unidades.
Matemáticamente se expresa como:
Donde
es el trabajo mecánico, es la magnitud de la fuerza, es el
desplazamiento y es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza
y el vector desplazamiento
Cuando el vector
fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el
que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si
no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
|
Los conceptos de trabajo y
energía se introducen para resolver la ecuación del movimiento
cuando se conoce la fuerza en función de la posición y no del
tiempo, lo cual es el caso más usual. |
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