guia 2 fisica general

PREGUNTAS GENERADORAS
GUIA Nº 1


¿CUAL ES LA IMPORTANCIA DE LA HISTORIA, DE LA CIENCIA Y DE LA TECNICA EN EL DESARROLLO DE LA FISICA?

El desarrollo de la física se hace atravez de la ciencia y de la historia, pues la física estudia las propiedades generales de la materia reveladas por los órganos de los sentidos , también nos da explicaciones lógicas a lo que sucede alrededor de nuestro entorno , la misma ciencia se encarga de darle claridad los fenómenos de la naturaleza los cuales son de dos tipos, los que transforman de modo pasajero el aspecto y las propiedades de los cuerpos y los que se alteran de manera permanente .
La física ha experimentado un gran desarrollo gracias al esfuerzo de notables científicos e investigadores quienes han inventado instrumentos, aparatos los cuales han logrado que el ser humano detecte, observe y analize dichos fenómenos.

¿POR QUE LA FUERZA ES CAUSA DEL DESEQUILIBRIO?

Por que se define la fuerza como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo , pero existen fuerzas que no producen aceleración sobre un cuerpo el cual ejerce fuerza por ejemplo se empuja un muro no se mueve , pero en el estudio de la estatica esta es la parte de la física en la cual se trata de las condiciones del equilibrio entre la fuerza, pues toda fuerza aplicada a un cuerpo produce en este un desequilibrio.

¿CUAL ES LA DIFERENCIA FUNDAMENTA L ENTRE LAS IDEAS TRADICIONALES Y MODERNAS DEL ATOMO?

El concepto del atomo como bloque básico e indivisible que compone la materia fue
Postulado como la idea tradicional por la escuela atomista en la antigua Grecia, pero con el desarrollo de la física nuclear en el siglo 20 se comprobó que el atomo puede subdividirse en partículas mas pequeñas llamadas quars , la concepción del atomo se ha variado por los descubrimientos realizados, el concepto de atomo fue evolucionado por la teoría de Jhon Dalton pero desaparecion ante el modelo de Tomson.


PREGUNTAS GENERADORAS
GUIA 2


¿PORQUE ES IMPORTANTE CUANTIFICAR LOS EVENTOS DE LA NATURALEZA?

Es importante ya Entrando más con lo físico para poder cuantificar los fenómenos que ocurren en la naturaleza, la Física se relaciona con otras ciencias. Por ejemplo
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.

La naturaleza está formada por materia y energía en constante cambio. Un cambio en la naturaleza se conoce como fenómeno natural el cual puede ser físico o químico. Por ejemplo el movimiento de los cuerpos, los cambios de estado de la materia, las tormentas con rayos y truenos, la formación de imágenes. Un fenómeno químico se caracteriza porque se producen cambios en la composición de la materia. Por ejemplo la combustión de los materiales, la fotosíntesis de las plantas, la digestión de los alimentos, etc.
El objetivo de la Física es descubrir y estudiar las leyes que rigen los fenómenos físicos de la naturaleza para emplearlas en beneficio de la humanidad. Por excelencia se considera la ciencia del razonamiento y la medición El término Física proviene del vocablo griego psique que significa naturaleza. Cuando escuchamos ésta palabra vienen a nuestra mente imágenes de plantas, ríos, árboles, animales y en algunas ocasiones lo que el hombre ha transformado de ella; es decir, naturaleza es todo lo que nos rodea.
El conocimiento de la Física es esencial para comprender nuestro mundo, ya que ninguna otra ciencia ha intervenido en forma tan activa para revelarnos las causas y los efectos de los hechos naturales.

¿PARA QUE ESTUDIAR Y ENTENDER LOS MOVIENTOS DE PARTICULAS Y CUERPOS GRANDES?

Un cuerpo se encuentra en movimiento con relación a un punto fijo, llamado punto de referencia, si a medida que transcurre el tiempo, la posición relativa respecto a este punto varia por ejemplo, un pasajero que viaja en un bus se encuntra en movimiento respecto al suelo pero esta en reposo frente a un sistema de referencia que esta dentro del bus.
Se estudia los movimientos para saber como es la trayectoria, el desplazamiento y el espacio de u cuerpo o de una partícula.
La trayectoria de un cuerpo es el conjunto de puntos del espacio que ocupa atraves del tiempo, el desplazamiento es el cambio de posición que sufre un cuerpo y el espacio recorrido es la medida de la trayectoria. Para producir movimiento es necesaria una intensidad de interacción o intercambio de energía que sobrepase un determinado umbral.
Cuáles son los elementos del movimiento 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.

¿COMO ENTENDER LAS CAUSAS POR LAS CUALES SE PRODUCE EL MOVIMIENTO?

GALILEO GALILEI físico matematico, astrónomo, filosofo es el padre del método experimental y la dinámica. Hizo importantísimo estudio sobre el movimiento de los cuerpos y descubrió la ley del isocronismo del péndulo.
Para entender las causas por las cuales se produce un movimiento en los cuerpos o partículas debemos saber que hay diferentes tipos de movimiento y de esto se nos permitirá saber cuáles fueron dichas causas.
- Movimiento rectilíneo uniforme: Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula. Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrá el mismo valor. Además la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán.
- Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: El Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es aquél en el que un cuerpo se desplaza sobre una recta con aceleración constante. Esto implica que en cualquier intervalo de tiempo, la aceleración del cuerpo tendrá siempre el mismo valor. Por ejemplo la caída libre de un cuerpo, con aceleración de la gravedad constante.
- Movimiento circular: El movimiento circular es el que se basa en un eje de giro y radio constante: la trayectoria será una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro stres constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante.
- Movimiento ondulatorio: Se denomina movimiento ondulatorio al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una ondulación. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.
- Movimiento parabólico: Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.
- Movimiento Pendular: El movimiento pendular es una forma de desplazamiento que presentan algunos sistemas físicos como aplicación práctica al movimiento armónico simple.
Para estudiar el movimiento Galileo hizo un estudio para comprobar lo que había dicho Aristóteles acerca de la caída de los cuerpos, para hacerlo se subió a lo más alto de la torre de Pisa y soltó dos objetos de distinto peso; y observó que los cuerpos caen a la misma velocidad sin importar su peso, quedando así descartada la teoría de la caída de los cuerpos de Aristóteles El gran filósofo griego Aristóteles. Propuso explicaciones sobre lo que ocurría en la naturaleza, considerando las observaciones que hacía de las experiencias cotidianas y su razonamiento, aunque no se preocupaba por comprobar sus afirmaciones. Aristóteles formuló su teoría sobre la caída de los cuerpos afirmando que los más pesados caían más rápido que los más ligeros, es decir entre más peso tengan los cuerpos más rápido caen. Esta teoría fue aceptada por casi dos mil años hasta que en el siglo XVII Galileo realiza un estudio más cuidadoso sobre el movimiento de los cuerpos y su caída, sobre la cual afirmaba: "cualquier velocidad, una vez impartida a un cuerpo se mantendrá constantemente, en tanto no existan causas de aceleración o retardamiento, fenómeno que se observará en planos horizontales donde la fricción se haya reducido al mínimo" Esta afirmación lleva consigo el principio de la inercia de Galileo la cuál brevemente dice: "Si no se ejerce ninguna fuerza sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá en línea recta con velocidad constante".


¿PARA QUÉ Y CÓMO REPRESENTAR EL MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS EN PLANO CARTESIANO?

En el estudio de la mecánica se revisa el movimiento independientemente de la fuerza que lo produce, el comportamiento de los objetos. Para esto se utilizan las gráficas.
Las gráficas son representaciones pictóricas de pares ordenados de puntos. En cinemática se refiere a la representación de la relación de tiempo y espacio del movimiento de los objetos. Esta representación se hace en un plano cartesiano. El movimiento de una partícula se conoce por completo si su posición en el espacio se conoce en todo momento. Las gráficas presentan la relación entre los datos de la posición, velocidad y aceleración del objeto. Debes observar muy bien los ejes, las variables y las unidades utilizadas en las gráficas que analizarás.
Al leer esta lección trata de contestar los ejemplos y luego verificar tu solución con la que aquí se presenta de forma que puedas auto evaluarte en todo momento y verificar por ti mismo cuanto vas aprendiendo del tema.

¿CÓMO APLICAR LAS LEYES DE LA DINÁMICA A NUESTRA VIDA DIARIA?

Dinamica es la rama de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos analizando la causa que lo produce las leyes de la dinámica fueron inventadas por Newton, la primera es:

- La ley de la inercia, nos dice que todo cuerpo tiende a mantener su estado de movimiento rectilíneo con velocidad constante o permanecerá en reposo si el cuerpo se encuentra en el estado inical, viene a decir que si dejamos las cosas tranquilas, no habrá ningún cambio en cómo se mueven, es decir, si están quietas, no empezarán a moverse, y si se mueven en línea recta a una velocidad determinada seguirán igual, sin cambio en la velocidad. Recordad que la velocidad es lo que se llama vector, es decir, que si cambia la dirección en la que se mueve la cosa, aunque recorra las mismas distancias en el mismo tiempo, es un cambio de velocidad. No dejar las cosas tranquilas es aplicarles fuerzas. Dicha más formalmente "ante ausencia de fuerzas resultantes externas, un cuerpo continúa con su estado de movimiento". Es importante el detalle de las fuerzas resultantes. Se le puede aplicar una fuerza a un cuerpo sin que cambie su estado de movimiento, si hay otra fuerza que contrarreste esa. La fuerza resultante es cero, pues es la suma de las fuerzas. Por ejemplo, pensemos en el juego ese en el que se hacen dos equipos que tiran de una cuerda para conseguir que el equipo contrario cruce una línea o, en las versiones más divertidas, tirarlo al barro. Obviamente los dos equipos ejercen fuerza, pues tiran de la cuerda, pero si ejercen ambos la misma, al tirar cada equipo en sentido contrario, se contrarrestan, y nadie se mueve.
- La segunda es la ley del movimiento que nos dice que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza resultante, de la fuerza explica cómo varían las propiedades del cuerpo al aplicarle fuerzas. Visto de otro modo, 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 es la ley de acción y reacción que nos dice que a toda acción se opone siempre una reacción igual y contraria , 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. Por ejemplo: al apoyarnos en el suelo, nosotros aplicamos una fuerza, nuestro a peso, a este que a su vez aplica una fuerza igual de intensa pero sentido opuesto (recordemos que la fuerza es un vector) en nosotros. Si esa fuerza (que se suele llamar normal) no existiera, o no fuera igual de intensa que nuestro peso, saldríamos volando o nos hundiríamos en el suelo. con la explicación de las leyes de newton, sabemos q en la mayoría de cosas que hacemos aplicamos fuerza o dejamos las cosas quietas no habrá ningún movimiento. Cuando tomamos algo le estamos aplicando fuerza para que no se nos caiga o resbale. Siempre de alguna manera estamos aplicando fuerza o como la de la inercia si no aplicamos fuerza todo se queda en un mismo lugar.





¿PORQUE ES IMPORTANTE IDENTIFICAR LAS FUERZAS DE CONTACTO?

Las fuerzas de contacto son ciertos tipos de fuerzas ejercidas por una superficie sobre un cuerpo que se encuentre apoyado en ella que se presentan en los objetos que interactúan y que están físicamente en contacto (Por ejemplo: la fuerza con que se empuja un objeto, la fuerza de fricción, etc.)


¿QUE ES FUERZA DE ACCION A DISTANCIA Y POR QUE ES IMPORTANTE COMPRENDER EL CONCEPTO DE PESO?

Robert hooke es el científico padre de la ley de la fuerza dice que la fuerza que ejerce un resorte es directamente proporcional a la deformación que sufre un cuerpo y la fuerza resultante o componente de la fuerza resultante que provoca aceleración se llama fuerza centrípeta.
La acción a distancia es una característica de las descripciones pre relativas 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
PESO: el peso es 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. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro, en cuyas proximidades se encuentre.

¿QUE ES FUERZA CENTRIPETA Y POR QUE ES FUNDAMENTAL TENER CLARIDAD EN EL CONCEPTO EN EL MOVIENTO CIRCULAR?

La fuerza centrípeta es la fuerza resultante cuando se provoca aceleración se llama fuerza centripeta también es el componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.
Cuando una particula describe un movimiento circular uniforme posee una aceleración dirijida hacia el centro de la trayectoria de magnitud esta aceleración centrípeta esta relacionada con el cambio de la dirección de la velocidad tangencial o lineal de una particula
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.

¿POR QUE ES IMPORTANTE EL PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA?

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.
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.
La ley de la conservación de la energía constituye 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).

¿POR QUE ES IMPORTANTE TENER CLARO EL CONCEPTO DE TRABAJO EN FÍSICA?

El concepto de trabajo cientificamente utilizado es diferente al que se tiene sobre toda actividad donde se realiza un esfuerzo corporal.
En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joule en el Sistema Internacional de Unidades Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:
Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento α 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.