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• Ricardo Paz

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I.

FACTORES METEOROLOGICOS QUE CAUSAN DESEQUILIBRIO EN EL ENTORNO NATURAL - La Materia  Características generales de la materia  Masa  Peso  Densidad  Presión - Meteorología  Elemento meteorológico  Instrumentos de meteorológicas

medición

que

utilizan

las

estaciones

 Fenómenos meteorológicos  Lluvia  Viento  Nieve  Huracán  Tornado  Fenómeno de la niña  Fenómeno del niño II. EL MOVIMIENTO DE LA MADRE TIERRA - Cinemática - Movimiento y Trayectoria  Movimiento  Trayectoria - Clasificación del Movimiento a) Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.)  Velocidad  Aceleración  Análisis grafico del movimiento rectilíneo uniforme  Graficas posición – Tiempo para el movimiento rectilíneo uniforme  Grafica velocidad – Tiempo para el movimiento uniforme b) Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.)

 Aceleración  Velocidad final con velocidad inicial  Análisis grafico del movimiento uniformemente variado c) Movimiento de Caída Libre (M.C.L.)

I.

FACTORES METEOROLOGICOS QUE CAUSAN DESEQUILIBRIO EN EL ENTORNO NATURAL - La Materia Materia es todo lo que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. Además, la materia tiene características medibles como la masa, el peso, el volumen, la longitud, la temperatura y la densidad. - Características generales de la materia  Masa La resistencia que ofrece la materia para pasar del estado de reposo al de movimiento, es decir, Masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo que ofrece resistencia al cambiar su estado de reposo al movimiento.  Peso Generalmente se utiliza el termino peso cuando se requiere expresar la masa, por lo tanto, el peso es la forma de medir la masa. Es la acción de la gravedad de la tierra sobre los cuerpos, es decir, la fuerza de la gravedad de atraer a un cuerpo hacia el centro de la tierra.

UNIDAD DE MASA 1 Tonelada 1 Kilogramo 1 Gramo 1 Libra

Ton. Kg. G. Lb.

1.000 Kilogramos 1.000 Gramos 1.000 Miligramos 453,6 Gramos

Kg. G. Mg. G.

 Densidad La densidad es una medida de cuanto material se encuentra comprometido en un espacio determinado, También es la cantidad de masa por unidad de volumen.  Presión La presión se mide por medio de barómetros y manómetros y se expresa en milímetros barométricos (mm) o en atmosferas de presión (atm). 760 mm = 1 atm.

EJEMPLOS:  Medición de las propiedades de la materia – masa

 Medición de las propiedades de la materia – volumen

 Medición de las propiedades de la materia – densidad

EJERCICIOS: 1) ¿Cuantos kilogramos hay en 2.500 Gr. De Cobre? 2) ¿Cuantos gramos equivalen 12 libras de piedra caliza en polvo (Ca C2) para fabricar dentífrica? 3) ¿Cuantos mililitros equivalen 2 Lts? De Coca Cola 4) Calcular la densidad en Gr/Cm3 de un cuerpo que pesa H20Gr. Y tiene un volumen de 50ml. 5) ¿Qué volumen ocupa 100Gr. De Mercurio, Si la densidad del Mercurio es 13,6 Gr./ Cm3.? 6) ¿Cuantos miligramos están contenidos en medio kilogramo de Carbonato de Sodio (Na2 Co3)? 7) ¿Cuantas toneladas hay en 150.000 Gr. De cloruro de Sodio (Na Cl)? 8) ¿Cuantos Litros existen en 550 galones de Diésel? 9) Calcular la densidad del Mercurio, si 100 Gr. Ocupan un volumen de 8,36ml. 10) Calcular la masa de 65 M3 de Mercurio, siendo la densidad de 13,59 Gr./Cm3. 11) Calcular el volumen de 0,2 Kg. Si el gas tiene una densidad de 2Gr./Cm3. - Calcular la densidad del alcohol etílico. Si el peso del alcohol es 63,3 Gr. Y su volumen de 80.0 Cm3.

 Medición de las propiedades de Presión

EJEMPLOS: 1) Convertir 546 Mm. En Atm. 2) Convertir 0,658 Atm. A Mm. 3) Un gas tiene una presión de 600 Mm. Hg, Un volumen de 670ml. Y una temperatura de 100ºC Calcular su presión a 200ºC en volumen de 1,5 Lts.

- Meteorología La meteorología es la rama de la física que aborda los fenómenos que ocurren en la atmósfera, es decir a la capa de gases que rodea la tierra. Estos se refieren a una gran variedad de procesos, incluyendo entre otros aspectos el movimiento de la atmósfera.  Elemento meteorológico El elemento meteorológico se define como aquello variable atmosférica o fenómeno (Temperatura, Presión, Humedad, Tormenta, Ciclones, Etc.) que caracteriza el estado del tiempo en un lugar específico y en un tiempo dado.  Instrumentos de medición que utilizan las estaciones meteorológicas  Anemómetro = El cual sirve para medir la dirección y la fuerza del viento. (Km/h) o (M/seg.) en algunos tipos también la dirección en grados.  Termómetro = El cual mide la temperatura este instrumento ha evolucionado bastante a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.  Pluviómetro = Sirve para medir la cantidad de precipitación caída durante cierto tiempo, la idea de este dispositivo se da al hecho de la lluvia se mide por la cantidad de milímetros que alcanzaría el agua en el suelo, que no tuviera ningún tipo de filtración o perdida.

 Barómetro = Sirve para medir la presión atmosférica, o la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmosfera.  Veleta = Sirve para medir la dirección del viento.  Fenómenos meteorológicos: El fenómeno meteorológico es un fenómeno natural o cambio de la naturaleza que sucede por sí solo, los cambios o transformaciones permanentes que sufre la naturaleza. Los fenómenos más comunes son la lluvia y el viento. - TIPOS DE FENOMENOS  Lluvia: Este fenómeno se da a la precipitación de agua que cae a la tierra desde las nubes, que son concentraciones de vapor de agua compuestas de gotas pequeñas que al condensarse forman otras más grandes que se precipitan sobre la tierra.  Viento: Fenómeno que se debe a los movimientos de aire provocado por las diferencias de temperatura y presión atmosférica.  Nieve: Este fenómeno solo se produce cuando la temperatura de la atmosfera es inferior a 0º C lo cual provoca que las pequeñas gotas de lluvia de las nubes se congelen y formen cristales de hielo que precipiten sobre la tierra en forma de copos.  Huracán: Este fenómeno meteorológico se lo llama a la tormenta tropical que se forma en el mar, los cuales tienen sus vientos superiores a 120 Km/h. Se generan en zonas de baja presión atmosféricas.  Tornado: Este fenómeno se da a una columna de vientos giratorias que se extienden desde el suelo hasta las nubes, esto sucede cuando una corriente de aire frio choca con otras de aire caliente y húmedo.  Fenómeno de la niña: A este fenómeno se lo llama así, por que presenta condiciones contrarias al fenómeno del niño, pero también es conocido como El viejo o el Anti-niño, el cual suele

ir acompañado del descenso de las temperaturas y provoca fuertes sequias en las zonas costeras del Pacifico. La niña azota cuatro regiones en Bolivia (Santa Cruz, Cochabamba, La Paz y Beni), con desbordes de ríos, inundaciones, nevadas, deslizamientos.  Fenómeno del niño: Es un fenómeno climático cíclico que provoca desastres a nivel mundial siendo los más afectados América del Sur y las zonas entre Indonesia y Australia, provocando con ellos el calentamiento de las aguas Sudamericanas. Su nombre se refiere al niño Jesús porque el fenómeno ocurre aproximadamente en tiempo de navidad en el océano pacifico por la costa oeste del sur de América, el nombre es oscilación del sur el niño, Enzo por sus siglas en inglés, es un síndrome con más de 7 milenios de ocurrencia, las consecuencias del fenómeno del niño para América del Sur, son las lluvias, Calentamiento de las corrientes de Humboldt o Corrientes del Perú, Perdidas pesqueras, Intensa formación de nubes, Baja Presión atmosférica. II. EL MOVIMIENTO DE LA MADRE TIERRA - Cinemática: Es el estudio del movimiento relativo de un cuerpo independiente de las causas que lo originan. Como se dijo antes, los cuerpos que estudian se pueden considerar reducidos a un punto y así lo haremos en lo sucesivo. A cualquier móvil se lo considerara un punto. - Movimiento y Trayectoria:  Movimiento – Movimiento relativo de un punto es el cambio de posición de este, a medida que pasa el tiempo, con respecto a otro punto de referencia considerado como fijo. Por ejemplo, cuando un ciclista se desplaza con respecto a una casa en el camino, o cuando la luna se mueve con respecto a la tierra.

 Trayectoria – Trayectoria es la línea originado por las distintas posiciones que va ocupando un punto que se mueve a medida que transcurre el tiempo. La Trayectoria puede ser:  Rectilínea, entonces el movimiento es rectilíneo.  Curvilínea, entonces el movimiento es curvilíneo.  Circunferencial, entonces el movimiento es por circunferencia.  Parabólica, entonces el movimiento es parabólico. NOTA: Como la trayectoria puede ser rectilínea, curvilínea, circunferencial o parabólica, la longitud de la trayectoria se llama recorrido (e); sin embargo si la trayectoria es rectilínea y la dirección del movimiento no cambia, en este caso y solo en este caso se lo puede llamar distancia (d).

- Clasificación del Movimiento El movimiento se clasifica tomando en cuenta dos puntos de vista diferentes: El de la trayectoria y El de la velocidad. Tomando en cuenta la trayectoria, se clasifica en: Rectilíneo.- Cuando su trayectoria es una línea recta. EJEMPLO: Caída libre de los cuerpos. Circunferencial.- Cuando su trayectoria es un arco o parte de una circunferencia. EJEMPLO: El movimiento de rotación de un planeta sobre su propio eje. Parabólico.- Cuando su trayectoria es un arco de parábola. EJEMPLO: El movimiento de una pelota pateada en una cancha de futbol. Elíptico.- Cuando su trayectoria es una elipse. EJEMPLO: El movimiento de traslación de un planeta alrededor del sol. a) Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.)

Un cuerpo describe un movimiento rectilíneo uniforme cuando su trayectoria es recta y su rapidez es constante. Es decir, que el movimiento es uniforme cuando un móvil, en tiempos iguales recorre espacios iguales.  Velocidad: La rapidez es la distancia recorrida en una unidad del tiempo. Existen dos tipos de rapidez: La rapidez media y La rapidez instantánea. Unidad de la Velocidad En el S.I. la unidad de la velocidad es de “Metro por Segundo” M/S. La velocidad es una Magnitud Vectorial La velocidad es una magnitud vectorial porque tiene las siguientes características: a) Magnitud.- Es el valor que tiene en un instante cualquiera, también se llama rapidez. b) Dirección.- Es la tangente o la trayectoria en cualquier punto de esta. c) Sentido.- Es el que sigue el movimiento, el cual puede ser adelante o atrás positivo o negativo, arriba o abajo. d) Punto de Aplicación.- La velocidad también tiene punto de aplicación, es el que ocupa el móvil en un instante de su trayectoria.  Aceleración: La aceleración (a) es la narración de velocidad que experimenta un móvil en una unidad de tiempo, es decir: La velocidad cambia: La Aceleración En la realidad, la velocidad de la mayoría de los movimientos no permanece constante, el móvil aumenta la velocidad aumenta o frena. Estos cambios se describen mediante una magnitud que se denomina aceleración.  Análisis grafico del movimiento rectilíneo uniforme Al igual que otros movimientos, el movimiento rectilíneo uniforme se puede representar por graficas Posición – Tiempo (xt) y por graficas Velocidad – Tiempo (v-t).

 Graficas posición – Tiempo para el movimiento rectilíneo uniforme Estos gráficos se obtienen representando el tiempo en el eje horizontal, la posición en el eje vertical y uniendo los sucesivos puntos que se obtienen. Para el caso del movimiento rectilíneo uniforme la gráfica Posición – Tiempo es un segmento de recta cuya pendiente es siempre constante.  Graficas velocidad – Tiempo para el movimiento uniforme Si sigues un procedimiento análogo al anterior y representas el tiempo en el eje horizontal y la velocidad en el eje vertical obtienes la gráfica Velocidad – Tiempo que para un movimiento uniforme es un segmento de recta horizontal. EJERCICIOS: 1) A una persona la llaman por teléfono a su casa desde la universidad a las 09:00 am y le dicen que debe presentarse a las 10h 30min. Si la persona sale inmediatamente de su casa que distante 14Km. De la universidad, Calcula rapidez con la que debe desplazarse para llegar a la hora de la cita. 2) Se le cita a un estudiante a las 10:00 am a la universidad si parte de su casa a 2 Km/h. Llega 2 horas más tarde, pero si va a 4 Km/h. llega a 3 horas antes ¿Con que rapidez o velocidad debe caminar para llegar a la hora exacta? 3) ¿Cuánto tiempo demora en pasar todo el tren de 20min? De largo por un túnel de 80m. de largo si lleva una rapidez de 5M/s. 4) A las 11:00 am parte de un punto A, un automóvil con velocidad uniforme de 60 Km/h. a las 13:00 pm parte de otro automóvil de 100 Km/h. siguiendo la misma dirección del primero. Calcular ¿A qué hora y a que distancia de A el 2doº alcanza al 1roº? 5) Dos automóviles están separados entre sí 50 Km/h. y marchan en sentido contrario a 40 y 50 Km/h. ¿Cuánto tiempo tardaran en cruzarse?

6) Dos hermanos salen al mismo tiempo de su casa con rapidez de 4M/s. y 5M/s. con dirección a la universidad. Uno llega un cuarto de hora antes que el otro ¿Hallar la distancia entre la casa y la universidad? 7) Un bote que lleva una velocidad de 20 M/s. se quiere cruzar un rio de 150M. de ancho, la velocidad de la corriente es 2 M/s. Calcular a. La desviación que experimenta el bote por efecto de la corriente b. La velocidad total c. Agua distancia rio abajo, tocara la otra orilla 8) Dos móviles están separados inicialmente 870m. si se acercan en sentidos contrarios y con rapideces constantes de 18 M/s. y 12 M/s. ¿Qué tiempo demorarán en cruzarse? 9) ¿Cuál es la rapidez de un móvil que en 13min? Recorre 4 Km. 10) Dos móviles parten simultáneamente de un punto A en un mismo sentido y se desplazan en forma rectilínea a los 40 Seg. De la partida, equidistan de un punto B, uno antes y el otro después del punto B, Calcular la distancia AB, si los dos móviles se desplazan con rapideces constantes de 28 y 27 M/s. 11) Del puente Javier Prado en la pista de la vía expresa parte un ciclista hacia Lima con una rapidez de M/s. 12 Seg. Después parte otro ciclista en el mismo sentido y con la misma rapidez. Un tercer ciclista que viene de Lima, se cruza con el ciclista 3 Seg. Después de cruzarse con el primer ciclista ¿Cuál es la velocidad o rapidez del tercero? 12) Dos móviles están en movimiento en las mismas direcciones y sentidos, con velocidades de 60 y 72 Km/h. cuando pasan 12 Seg. Del móvil de menor velocidad se dispara hacia el otro móvil un proyectil a 108 Km/h. (Debe suponerse que el proyectil avanza en línea recta) ¿Qué distancia están separados los dos móviles cuando alcanza el proyectil al móvil de mayor velocidad? La velocidad de proyectil está dada respecto a la tierra. b) Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.) Es aquel movimiento que experimenta un móvil en línea recta y se caracteriza por la velocidad cambia o experimenta variaciones

iguales en intervalos de tiempos iguales, sea por ejemplo un móvil que se desplaza así:  Arrancando del reposo V1 = 0  Al final del 1ro segundo V1 = 2 M/s.  Al final del 2do segundo V2 = 4 M/s.  Al final del 3ro segundo V3 = 6 M/s.  Al final del 4to segundo V4 = 8 M/s. Como se ve, va aumentando su velocidad 2 metros por segundo en cada segundo. El móvil puede ir aumentando o disminuyendo su velocidad en cada segundo que pasa.  Aceleración: Es una medida del movimiento, es una cantidad vectorial que mide el cambio o variación de la velocidad por intervalo del tiempo. V = Vf –V1

 Velocidad final con velocidad inicial: De la última formula de la aceleración se despeja la Vf y se tiene. Vf = V1 + at

Si un móvil aumenta su velocidad su aceleración es positiva (+a), pero si el móvil disminuye su velocidad la aceleración es negativa (-a) por eso la formula se generaliza así: Vf = V1 + - at  Análisis grafico del movimiento uniformemente variado La aceleración índice que el móvil está aumentando la velocidad, en este caso Sm/s en cada segundo. EJERCICIOS: 1) Un auto parte del reposo y tiene un M.R.U.V, cuya aceleración es de 3 M/s ¿Cuál será su velocidad 15 seg? Después de la partida.

2) Un auto de carrera parte del reposo y alcanza su máxima velocidad después de recorrer 300 M. en 3,5 Seg. ¿Qué espacio recorrió durante los últimos 1,5 Segundos? 3) Un móvil pasa por un punto con M.R.U.V en un momento su velocidad es de 30M/s y 45 después es de 10 M/s ¿Calcula su aceleración? 4) Un auto parte de reposo y recorre 50 M. en 3 Seg. Con aceleración uniforme ¿En qué tiempo recorrerá 100 M.? 5) Un auto lleva una velocidad de 10 M/s, se aplican los frenos y empieza una desaceleración de 3 M/s  Tiempo que demora en detenerse  Espacio que recorre hasta pararse 6) Un móvil va a una velocidad de 36 M/seg. Frena y se detiene 30 Seg. ¿Calcular su aceleración y la distancia recorrida el frenar? 7) ¿Qué velocidad inicial debería tener un móvil? cuya aceleración es de 2 M/seg. Para alcanzar una velocidad de 108 Km/h. a los 5 Seg. De su partida. 8) Un cuerpo recorre en el “N” seg. Un espacio de 35,316 M. hallar “N” si el cuerpo desciende por un plano inclinado que hace un ángulo de 53º con la horizontal. Hallar el “N” seg. Quiere decir, hallar si el hecho se produce en el 1ro, 2do y 3ro segundo. 9) Si dos móviles parten de un mismo punto en direcciones perpendiculares entre sí, con aceleraciones de 6 y 8M/s. ¿Qué tiempo pasara para que estén separados 1600 M? 10) Un móvil parte del reposo con M.R.U.V a los 6 seg. Alcanza una velocidad de 16 M/s.  Aceleración  Que espacio recorrió en el último segundo 11) Dos autos están separados en 90 M. uno delante del otro. Parte del reposo, en el mismo sentido y en el mismo instante, el primero con una aceleración de 5 M/s. y el segundo con una aceleración de 7 M/s. ¿Al cabo de cuánto tiempo el segundo alcanza al primero? 12) Dos motociclistas distanciados en 128 M. parten simultáneamente al encuentro en línea recta y en sentido contrario

con aceleraciones constantes de 10 M/seg. Y 6 M/seg. ¿A qué distancia se encontrarán? Y ¿Después de cuantos segundos? (Ambos parten de reposo). c) Movimiento de Caída Libre (M.C.L.) Es aquel movimiento en el cual el móvil experimenta desplazamiento vertical bajo la influencia exclusiva de la fuerza de gravedad, se desprecia la resistencia del aire en el vacío todos los cuerpos independientemente de su masa y forma, caen con la misma velocidad. Sin embargo, los cuerpos que tienen poca masa y mucha área sufrirán la resistencia del aire y por consiguiente demorarán más en caer, pero en el vacío caerán a la misma velocidad. Las fórmulas para cálculos son similares M.R.U.V donde la aceleración siempre es la aceleración de la gravedad “G” y el espacio “E” es la altura “H”. EJERCICIOS: 1) Desde la azotea de un edificio se deja caer una piedra y demora 2,8 Seg. En llegar al suelo. Calcular la altura del edificio. 2) ¿Con que rapidez llega al suelo la piedra del problema anterior? 3) Se dispara una bala hacia arriba verticalmente, con una rapidez inicial de 600 M/s. Calcular:  El tiempo que demora al subir  La altura que alcanza 4) Un cuerpo cae del reposo desde una altura de 50 M. Calcular:  Cuanto tiempo demora en caer  Cuando llega al piso ¿Cuál es su velocidad? 5) Una bomba lanzada desde un helicóptero detenido en el aire tarde 15 Seg. En dar en el blanco. ¿A qué altura volaba el helicóptero? 6) ¿Cuantos segundos después de iniciado la caída, la rapidez de un cuerpo es de 20 Km/h? 7) Se lanza un cuerpo verticalmente hacia arriba con una rapidez de 100 M/s. Hallar la altura que alcanza a los 10 Seg.

8) Se lanza hacia abajo un objeto desde cierta altura y llega al piso 3 Seg. Después con una rapidez de 60 M/s. Calcular:  La rapidez con la que se lanzó  La rapidez media de la caída  La altura desde donde se lanzó 9) Desde una altura “H” sobre el piso, se suelta un objeto A. Simultáneamente y desde el piso se lanza otro objeto B con una rapidez vertical V, hacia arriba ¿En qué tiempo se cruzan? 10) Un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad de 20 M/seg. ¿En qué tiempo tendrá una velocidad de 6 M/seg? ¿Qué altura alcanzara en ese tiempo? 11) Una señorita deja caer su cartera que llega al piso en 0,8 Seg. Calcular la altura desde la cual se cayó la cartera y la velocidad cuando llega al piso. 12) Se patea un balón verticalmente hacia arriba desde el suelo y un estudiante que se encuentra en una ventana a 15 M. sobre el nivel del suelo, ve subir el balón frente a él con una velocidad de 7,5 M/s. Despreciando la resistencia del aire, Calcular:  Hasta que altura sube la pelota.  El tiempo que le toma el balón al balón alcanzar esa altura.