domingo, 26 de junio de 2011

FLUIDOS EN REPOSO Y MOVIMIENTO

FLUIDOS EN MOVIMIENTO

LOS FLUIDOS EN MOVIMIENTO
Son aquellos líquidos y gases que se desplazan

Ejemplos: El viento, la corriente de un río, cuando abres la canilla tendrás agua en movimiento. Cuando pones gaseosa en un, vaso desde la botella, cuando enciendes el ventilador tienes un un gas en movimiento



FLUIDOS EN REPOSO
Es una sustancia que se deforma cuando se le aplica fuerza
Ejemplo: líquidos, gases y líquidos de menor fluidez
Los fluidos en reposo tienen mayor atracción mutua hacia los objetos, tiene mas fuerza de atraccion
Algunas materias que estudian a los fluidos son:
Mecánica estudia a los fluidos
Tensión  estudia la condición exixtente de una superficie plana






sábado, 25 de junio de 2011

M.C.U.A(Movimiento Circular Uniforme Acelerado)

Movimiento Circular Uniforme Acelerado

Este movimiento se presenta cuando un móvil con trayectoria circular aumenta o disminuye en cada unidad de tiempo su velocidad angular en forma constante, por lo que su aceleración angular permanece constante.

Velocidad angular instantánea

La velocidad angular instantánea representa el desplazamiento angular efectuado por un móvil en un tiempo muy pequeño que tiende a cero.

Aceleración angular

La aceleración angular se define como la variación de la velocidad angular con respecto al tiempo.
Su ecuación esta definida de la siguiente manera: tifωωα−=
donde:
Unidades
α (alfa) = aceleración angular                   rad/s2
ωf = velocidad angular final                     rad/s
ωi = velocidad angular inicial                   rad/s
t = tiempo                                               s

Aceleración angular media

Cuando durante el movimiento circular de un móvil su velocidad no permanece constante, sino que varía decimos que sufre una aceleración angular. Cuando la velocidad angular varía es conveniente determinar cuál su aceleración angular media, misma que se expresa de la siguiente manera: ififmtt−−=ωωα
Aceleración angular instantánea
Cuando en el móvil acelerado de un cuerpo que sigue una trayectoria circular, los intervalos de tiempo considerados son cada vez más pequeños, la aceleración angular media se aproxima a una aceleración angular instantánea.
Cuando el intervalo de tiempo es muy pequeño que tiende a cero, la aceleración del cuerpo es instantánea.

Analogías entre el movimiento lineal y circular 

Lineal                       Circular
                                                             d (m)                        θ (rad)
                                                             V (m/s)                     ω (rad/s)
                                                             a (m/s2)α                   (rad/s2)

Ecuaciones que relacionan al movimiento lineal y circular

d = θ r
V = ω r
a = α r

Unidades
d =distancia de arco =cm, m
θ =desplazamiento angular =rad
r =radio =cm, =m
V =velocidad lineal =cm/s, m/s
ω =velocidad angular =rad/s
a =aceleración lineal =cm/s2, m/s2
α =aceleración angular =rad/s2








viernes, 24 de junio de 2011

FRICCIÓN

FRICCIÓN

Esta fuerza, que existe en todas partes, opone resistencia al movimiento de los cuerpos cuando están en contacto, con lo que transforma la energía cinética en calorífica. Este proceso supone un freno de los objetos y un aumento de la temperatura de su superficie que en algunos casos resulta útil para los seres humanos. De este
modo, se consigue encender fuego con la ayuda de madera o de una cerilla y se emplean diferentes sistemas (como los rodamientos, los frenos o los lubricantes) para mejorar el efecto de la fricción y utilizarlo en nuestro propio beneficio


Fricción estática 

Es aquella que impide que un objeto inicie un movimiento y es igual a la fuerza neta aplicada sobre el cuerpo, solo que con sentido opuesto (ya que impide el movimiento. El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de roce entre los dos objetos (número que se mide experimentalmente y está tabulado) multiplicado por la fuerza normal


Fricción cinética 


 La fricción cinética es la fuerza que la superficie ejerce sobre el cuerpo que se está moviendo





Materiales en contacto \mu_e \,  \mu_d \,
Articulaciones humanas0,020,003
Acero // Hielo0,030,02
Acero // Teflón0,040,04
Teflón // Teflón0,040,04
Hielo // Hielo0,10,03
Esquí (encerado) // Nieve (0 °C)0,10,05
Acero // Acero0,150,09
Vidrio // Madera0,20,25
Caucho // Cemento (húmedo)0,30,25
Madera // Cuero0,50,4
Caucho // Madera0,70,6
Acero // Latón0,50,4
Madera // Madera0,70,4
Madera // Piedra0,70,3
Vidrio // Vidrio0,90,4
Caucho // Cemento (seco)10,8
Cobre // Hierro (fundido)1,10,3





lunes, 20 de junio de 2011

Movimiento Rectilineo Uniforme(M.R.U)



M.R.U

De acuerdo a la 1ª Ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.

Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas. El movimiento es inherente que va relacioneado y podemos decir que forma parte de la materia misma.
Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total.
El MRU se caracteriza por:
a)Movimiento que se realiza en una sóla direccion en el eje horizontal.
b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables.
c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración=0).
FORMULA
El concepto de velocidad es el cambio de posición con respecto al tiempo.
v= d/t  ;  d=v*t   ;  t=d/v
v=velocidad         d=distancia o desplazamiento    t=tiempo
DEFINICIONES

MECÁNICA: Parte de la Física que estudia el movimiento, lo que lo produce y lo que lo modifica y afecta y se divide en:
Ciniemática:Estudia el movimiento sin importar las causas.
Dinámica:Estudia el movimiento así como sus causas.
Dentro del movimiento existe un móvil y el camino que sigue éste.
Distancia:Cantidad escalar. Que tanto recorre el móvil.
Desplazamiento:Cantidad vectorial. Es la distancia con su dirección.
Rapidez:Cantidad escalar y es la relación de la longitud con un intervalo de tiempo.
Velocidad:Cantidad vectorial, relación del desplazamiento en un intervalo de tiempo.
Velocidad y Rapidez Instantanea: Medición en el momento en un punto arbitrareo.
Velocidad y Rapidez Media:Promedio entre la velocidad inicial y la velocidad final. .
Velocidad y Rapidez Promedio:Distancia recorrida entre el tiempo transcurrido en recorrer dicha distacia.



GRAFICA DE M.R.U.

Al graficar el desplazamiento (distancia) contra tiempo se obtiene ina línea recta. La pendiente de la línea recta representa el valor de la velocidad para dicha partícula.
Al realizar la gráfica de velocidad contra tiempo obtenemos una recta paralela al eje X. Podemos calcular el deslazamiento como el área bajo la línea recta.



EJEMPLO

Un corredor trota de un extremo a otro de la pista en línea recta 300m en 2.5 min., luego se voltea y trota 100m hacia el punto de partida en otro minuto.
1.-¿Cuáles son la rapidez y velocidad promedio del trotador al ir del punto A al B y del punto B al C?
2.-¿Cuál es la rapidez y velocidad media del trotador para los mismos casos?

M.R.U.A

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ACELERADO

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.
Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.
También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA)
El Movimiento Rectilineo Uniformente Acelerado en gráficas
Gráfica v-t





PROBLEMA
1.- Un tren viaja inicialmente a 16 m/s se acelera constantemente a razón de 2 metros m/s2
¿Qué tan lejos viajara en 20s? ¿Cual será su velocidad final?
Vo= 16 m/s
a= 2 m/s
t= 20 s
Encontrar
S= ?
Vf= ?
DE LA ECUACION S=Vot+1/2at2
=(16 m/s) ( 20 s) +1/2 ( 2 m/s ) ( 20s)2
= 320m+ 400m=720m
LA VELOCIDAD FINAL SE DETERMINA APARTIR DE LA SIGUIENTE ECUACION
Vf=Vo+ at
= ( 16m/s) +( 2m/s) ( 20 s) = 56m/s
El tren recorre una distancia de 720m y alcanza una velocidad de 56 m/s



CONDICIONES DE EQUILIBRIO

PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

Un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si la fuerza resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre él es nula.
Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje X es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo. Análogamente, la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje Y es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo.
Geométricamente se debe cumplir que las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en equilibrio, al ser graficadas de modo tal que el origen de cada fuerza se grafique a partir del extremo de otro, deben formar un polígono de fuerzas cerrado.
Y esto debe ser así porque al ser la resultante nula, el origen de la primera fuerza (F1 en este caso) debe coincidir con el extremo de la última (F4 en este caso

PROBLEMA

Una pelota de 300N cuelga atada a otras dos cuerdas, como se observa en la figura. Encuentre las tensiones en las cuerdas A, B Y C.

Al sumar las fuerzas a lo largo del eje X obtenemos :
S Fx = -A cos 60° + B cos 40° = 0

Al simplificarse por sustitución de funciones trigonométricas conocidas tenemos:
-0.5A + 0.7660B = 0 (1)

Obtenemos una segunda ecuación sumando las fuerzas a lo largo del eje Y, por lo tanto tenemos:
(Cos 30° + cos 50° )
0.8660A + 0 .6427B = 300N (2)

En las ecuaciones 1 y 2 se resuelven como simultanea A y B mediante el proceso de sustitución. Si despejamos A tenemos:
A = 0.7660 / 0.5
 
A = 1.532B

Ahora vamos a sustituir esta igualdad en la ecuación 2
0.8660(1.532B) + 0.6427B = 300N

Para B tenemos:
1.3267B + 0.6427B = 300N
 
1.9694B = 300N
B= 300N / 1.9694
 
B= 152.33N

Para calcular la tensión en A sustituimos B = 152.33 N
A = 1.532(152.33N) = 233.3N

La tensión en la cuerda C es 300N


SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO

Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un eje, se la aplican varias fuerzas y no producen variación en su movimiento de rotación, se dice que el cuerpo puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación.
También se puede decir que un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los momentos o torques de las fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto cualquiera debe ser igual a cero. Esto es T= 0




PROBLEMA

Si la masa de la barra mostrada es de 3 Kg determinar el módulo de la tensión de la cuerda horizontal y de la reacción en el pasador (considerar g = 10 m/s2).

Como la fuerza de gravedad de la barra actúa en su punto medio, se demuestra, por la propiedad de la base media que d = 4 m.
A partir de este momento existen dos maneras de llegar a la solución de este problema.
La primera forma consiste en aplicar la segunda condición de equilibrio, respecto del punto O, determinar el valor de la tensión T y finalmente construir el triángulo de fuerzas.
 =  
Del triángulo de fuerzas mostrado se deduce, aplicando el teorema de pitágoras, que R = 50 N.
Veamos la forma alternativa de resolver este problema.
Teniendo presente la concurrencia de las tres fuerzas, y que d = 4 m, se deduce que q = 37o. Construyamos el triángulo de fuerzas teniendo presente esto.
Resolviendo el triángulo rectángulo notable formado se deduce que:
 __________





PRESIÓN

PRESÓN


La presión es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie
En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado. En el Sistema Inglés la presión se mide en una unidad derivada que se denomina libra por pulgada cuadrada (pound per square inch) psi que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada


UNIDADES DE PRESIÓN Y SUS CONVERSIONES 





TIPOS DE PRESIÓN 

1. Presión atmosférica. La presión atmosférica es la presión que ejerce la atmósfera sobre todos los cuerpos de la tierra o que están en el interior de la atmósfera. 


2. Presión absoluta. Se denomina presión absoluta a la presión que soporta un sistema respecto al cero absoluto. 


3. Presión relativa. Para poder decir que existe sobre presión la presión absoluta debe ser superior a la presión atmosférica. Sin embargo, cuando la presión absoluta es inferior a la presión atmosférica decimos que existe una depresión.