Categoría: Física 1
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Magnitudes físicas y suma analítica de vectores
Las magnitudes físicas son números o conjuntos de números, que se utilizan para describir cuantitativamente un fenómeno físico. Sin embargo, algunas magnitudes físicas presentan características diferentes de otras y, por lo tanto, se les da un tratamiento matemático diferente. Las principales clases de magnitudes físicas son: magnitudes o cantidades escalares y magnitudes o cantidades vectoriales.…
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Lanzamiento horizontal. Ejemplos y conceptos clave
El lanzamiento horizontal es el movimiento de un objeto que se lanza, desde cierta altura, de manera que su velocidad inicial solo tenga componente horizontal. Es decir que, en el momento del lanzamiento, no haya desplazamiento vertical hacia arriba ni hacia abajo. El lanzamiento horizontal se observa, por ejemplo, cuando se lanza un objeto por…
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La ley de Hooke. Enunciado, fórmula y ejercicios resueltos
La ley de Hooke establece la relación entre la longitud de un resorte y la fuerza que este ejerce al comprimirlo o estirarlo. La ley toma su nombre de quien la enunció en 1665. Robert Hooke. Resorte es cualquier objeto elástico que recupere su forma original, al dejar de aplicar sobre él, una fuerza deformadora.…
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Torque de una fuerza o momento de torsión (con ejercicios)
Torque es la tendencia de una fuerza a causar la rotación de un cuerpo alrededor de un eje en reposo. Sin embargo, las líneas de acción de dicha fuerza deben estar en un plano perpendicular a dicho eje. Al torque de una fuerza también se le llama momento. El valor numérico del torque, es el…
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Hidrodinámica. Principios y ecuaciones fundamentales
La hidrodinámica es la parte de la física que estudia el movimiento de fluidos como el agua. Su estudio está relacionado con la aplicación del principio de Bernoulli, también llamado teorema de Bernoulli. En el caso concreto de la hidrodinámica, este principio permite calcular variables como la velocidad de un líquido, el caudal o gasto,…
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Poleas y polipastos (fórmulas y ejercicios)
poleas y polipastos son máquinas que transforman las fuerzas que se aplican sobre ellos y reducen el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. En consecuencia, cuentan con los elementos propios de una máquina: fuerza motriz (F), resistencia o carga (Q) y punto de apoyo. La primera, es la fuerza que hay que aplicar para hacer…
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Choques elásticos e inelásticos. Concepto y aplicaciones
Los choques, tanto en el lenguaje cotidiano como en el lenguaje de la física, son encuentros entre cuerpos que se mueven. Sin embargo, en física se clasifican de acuerdo con la conservación de la energía cinética, en choques elásticos e inelásticos. Además, los choques se clasifican según la trayectoria que siguen los objetos después de…
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Fuerzas conservativas y conservación de la energía mecánica
Las fuerzas conservativas son aquellas cuyo trabajo, NO depende de la trayectoria del cuerpo sobre el cual actúan. El peso, la fuerza elástica de un resorte y la fuerza eléctrica, son ejemplos de fuerzas conservativas. La figura 1, muestra el trabajo realizado por el peso, cuando el cuerpo (c), cae desde A hasta B, por…
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Impulso y cantidad de movimiento. Concepto y ejemplos
Los conceptos de impulso y cantidad de movimiento son de gran importancia en el campo de la física. Permiten explicar y predecir los cambios en el movimiento de un objeto, en respuesta a las fuerzas que se aplican sobre él. Impulso Impulso (I), es el efecto producido por una fuerza que se aplica sobre un…
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Gravitación universal. Enunciado, fórmula y ejemplos
La ley de gravitación universal es uno de los conceptos más importantes de la física. Con ella, Newton demostró que las leyes que son válidas para los cuerpos en la tierra, son aplicables, también, al movimiento de los cuerpos celestes. En otras palabras, el principio por el que la tierra atrae a los cuerpos, es…
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Fricción o rozamiento. ¿Qué es y cómo afecta al movimiento?
Para tener una idea de las fuerzas y coeficientes de fricción o rozamiento, imaginemos un bloque apoyado sobre una superficie horizontal (figura 1). Inicialmente, si el bloque está en reposo, las fuerzas que actúan sobre él tienen resultante nula (según la primera ley de newton). En otras palabras, el peso (w) está equilibrado con la…
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La velocidad angular y la velocidad tangencial (fórmulas y relación)
Diferencias entre velocidad angular y la velocidad tangencial La velocidad angular y la velocidad tangencial son dos formas de describir el movimiento circular de una partícula. En ambos casos existe una relación entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en el movimiento. Sin embargo, estas variables tienen consideraciones especiales. Por ejemplo, el periodo, es…
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Acción y reacción o tercera ley de Newton
La ley de acción y reacción o tercera ley de Newton, establece que las fuerzas siempre aparecen como resultado de la interacción entre dos cuerpos. En otras palabras, la acción de una fuerza sobre un cuerpo, no se puede manifestar sin que haya otro cuerpo que la provoque. Además, en dicha interacción, las fuerzas siempre…
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La primera ley de Newton o ley de inercia
La primera ley de Newton es una síntesis de las ideas de Galileo referentes a la inercia. Por tal razón, la primera ley de Newton también se conoce como ley de inercia. Concepto de inercia Galileo llegó a la conclusión, que todos los cuerpos tienen una propiedad llamada inercia. Según esta propiedad, «todo cuerpo tiende…
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Segunda ley de Newton. Aplicaciones y ejercicios resueltos
La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica. La mecánica es la parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos y sus causas. Un cuerpo se mueve cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre él, es diferente de cero. La segunda ley de Newton…
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Movimiento circular uniforme: aceleración y fuerza centrípeta
El movimiento de una partícula que se mueve en trayectoria circular con rapidez constante, se denomina movimiento circular uniforme. Las partículas con este tipo de movimiento, experimentan una aceleración perpendicular a su trayectoria. Además, esta aceleración es generada por una fuerza que tiene su mismo sentido. Estos tres aspectos, corresponden a los conceptos de velocidad…
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Factores de Conversión: concepto y ejercicios resueltos
Los factores de conversión permiten tomar una cantidad y presentarla en diferentes unidades, siempre que conozcamos la equivalencia entre ellas. Los factores de conversión se construyen a manera de fracción con dichas equivalencias, con el fin de eliminar la unidad que se quiere sustituir. Conceptualmente, los factores de conversión son iguales a la unidad. Por…
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Hidrostática: ecuación fundamental y fuerza de empuje
La hidrostática es la parte de la física que estudia los fluidos en reposo. Un fluido es un cuerpo que puede desplazarse fácilmente y que cambia de forma bajo la acción de fuerzas pequeñas. Los líquidos y los gases son fluidos. Y entre ellos, el agua y el aire son fluidos ideales, pues su baja…
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Presión: unidades, equivalencias y ejemplos resueltos
Presión es la fuerza normal ejercida sobre un cuerpo por unidad de área. Por fuerza normal se entiende la fuerza o el componente de la fuerza ejercida de manera perpendicular a la superficie involucrada. Matemáticamente, esta relación se representa con la expresión: En otras palabras, la fórmula anterior indica que la presión depende de la…
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Trabajo energía y potencia: conceptos básicos con ejemplos
En mecánica, la parte de la física que estudia el movimiento, trabajo, energía y potencia, son conceptos estrechamente relacionados con el concepto de fuerza. Para establecer sus relaciones y sus respectivas diferencias, empecemos por recordar que las fuerzas pueden agruparse en dos grandes grupos: Las fuerzas que se desplazan mientras actúan sobre los cuerpos. Por…
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Notación científica. Representando y operando cantidades
En notación científica, una cantidad se escribe como una potencia de base 10, por un número cuyo valor absoluto, es menor que 10 pero mayor o igual a 1. Utilidad de la Notación científica En la descripción del universo, los científicos se encuentran con cantidades muy grandes y muy pequeñas. La notación científica facilita la…
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Concepto de fuerza, elementos, unidades y clases
Concepto de fuerza Una fuerza es un fenómeno físico capaz de: – Cambiar el estado de reposo de un cuerpo. Por ejemplo, un vehículo varado en la vía, requiere de la fuerza aplicada por una o más personas, para moverlo de allí. – Cambiar el estado de movimiento de un cuerpo. Por ejemplo, un balón…
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Dilatación lineal, superficial y volumétrica. Con ejemplos
Dilatación lineal es la variación de la longitud de un cuerpo, como respuesta a una variación en la temperatura. Aunque cualquier cuerpo puede dilatarse, los cálculos se aplican, básicamente, a los metales. La dilatación se debe a que las partículas del cuerpo, aumentan su energía cinética cuando absorben calor. Como consecuencia, aumenta la amplitud de…
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Calor específico: definición, fórmula y ejercicios resueltos
El calor específico, se define como la cantidad de calor que es necesario aplicar a una unidad de masa de una sustancia, para aumentar su temperatura en un grado. La unidad de masa puede ser el kilogramo o el gramo. También, puede expresarse en moles, según el sistema de unidades que se esté utilizando. Del…
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Termodinámica: descripción de primera y segunda ley
Termodinámica es la parte de la física que estudia los fenómenos relacionados con el calor. Concretamente, su transferencia de un cuerpo a otro y su conversión en energía mecánica. Esta disciplina debe su desarrollo a la necesidad de optimizar la eficiencia propia de las máquinas de vapor. Sin embargo, hoy se encarga del funcionamiento y…
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Transferencia de calor: conducción, convección y radiación
¿Qué es transferencia de calor? Para responder, imaginemos la siguiente situación: ¿Qué dirías si te aseguran que tu chaqueta o abrigo no calienta en absoluto? Pensarías seguramente que están bromeando. Pero, ¿y si te demostraran que, efectivamente, es así? Hagamos, por ejemplo, la siguiente prueba: Tomemos un termómetro, fijémonos en los grados que marca y…
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Máquinas simples en el cuerpo humano (palancas)
¿Hay Máquinas simples en el cuerpo humano? Sí. Desde el punto de vista de la física, se puede considerar a los seres vivos como auténticas máquinas. Son capaces de transformar eficazmente la energía y de realizar un trabajo. En ellos encontramos, por ejemplo, un sin número de palancas análogas a las definidas por Arquímedes hace…
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Las máquinas: características, elementos y clases
Las máquinas son dispositivos que, al transformar las fuerzas que se aplican sobre ellas, disminuyen el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. En consecuencia, las máquinas aumentan la eficiencia del trabajo que el hombre debe realizar. Las máquinas hacen parte de la historia humana. Desde la antigüedad, el hombre ha ideado instrumentos que facilitan su…
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Movimiento parabólico: ecuaciones y aplicación
El movimiento parabólico o tiro parabólico, es el tipo de movimiento que ocurre en un plano bidimensional, cuya trayectoria es una curva parabólica o arco. Es, además, la combinación de un movimiento horizontal y uno vertical de ascenso y descenso. El movimiento parabólico se observa, habitualmente, en la naturaleza, en muchos deportes, en el lanzamiento…
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Caída libre y lanzamiento vertical: fórmulas y ejemplos
Caída libre es el movimiento, vertical y hacia abajo que, partiendo del reposo, describe un objeto influenciado solamente por la gravedad. Es decir, sin ninguna fuerza adicional actuando sobre él. Por el contrario, en el lanzamiento vertical el objeto se mueve hacia arriba y, obviamente, su velocidad inicial es diferente de cero. Sin embargo, también…
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Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Ejemplos
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, es aquel en el cual, el objeto que se mueve, describe una trayectoria en línea recta y su velocidad varía de manera constante. Es decir, la aceleración tiene el mismo valor durante todo el recorrido. Aceleración El concepto de aceleración proviene del estudio de la mecánica de Newton. Se llama…
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Tipos de energía: descubra sus características y sus fórmulas
Los dos principales tipos de energía son cinética y potencial. No obstante, la energía puede presentarse en muchas formas. De todas maneras, la energía tiene 5 características sobresalientes: se transforma, se transfiere, se acumula, se conserva y se degrada. ¿Qué es la energía? «Energía es la capacidad de un cuerpo para realizar un trabajo”. En…
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Escalas de temperatura: Celsius, Kelvin y Fahrenheit
A finales del siglo XVIII, existían unas 35 escalas de temperatura. La primera escala de 100 grados, fue propuesta por Anders Celsius. Esta escala llegó a ser escogida, en congresos internacionales, como la escala patrón que debía ser adoptada para cualquier actividad en todos los países del mundo. Hasta la aparición de la escala Kelvin.…
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La gravedad: concepto y su relación con la masa y el peso
La gravedad es la fuerza por la cual, los objetos se atraen mutuamente. Cada objeto crea una fuerza gravitacional. La gravedad de la tierra atrae hacia su centro todo lo que está cerca o sobre ella. Por ejemplo, mantiene la atmósfera de la tierra, atrayendo el aire que se encuentra a su alrededor. La atmósfera…
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Movimiento de los cuerpos: conceptos básicos de cinemática
El movimiento de los cuerpos es fácil de percibir, en la mayoría de los casos, en la naturaleza. Sin embargo, hay otras ocasiones en que se necesita un poco más de atención para percibirlo. Lo cierto, es que todo se mueve. Los conceptos básicos para describir y analizar el movimiento de los cuerpos se describen…
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Movimiento rectilíneo uniforme: fórmulas y gráficas
El movimiento rectilíneo uniforme es aquel en el cual un cuerpo se desplaza con velocidad constante a lo largo de una trayectoria rectilínea. Este es el más simple de todos los movimientos que se estudian en cinemática. La cinemática, hace parte de la rama de la física, conocida como mecánica. Fue desarrollada, principalmente, por Galileo…
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Colonias espaciales ¿Cómo funcionarían estos satélites?
Algún día, la gente estará viviendo en colonias espaciales que orbiten la tierra en el espacio. Orbitar significa rodear. Estos satélites medirán de 450 m. a 6.4 Km. En otras palabras, serán lo suficientemente extensas para contener parques, lagos, granjas y vivienda para miles e incluso millones de personas. Las personas construirán las colonias, sin…
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¿Qué es la Física? Definición, importancia y ramas
La física es la ciencia que estudia las leyes que rigen el universo. Es decir, fenómenos como el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que determinan su equilibrio. Además, la luz, el calor, el sonido y otros temas relacionados con las ondas. La electricidad y el magnetismo y el comportamiento de los fluidos, Junto…