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FÍSICA ELEMENTAL – GUÍA DE ESTUDIO PARA EXÁMEN EXTRAORDINARIO 2° GRADO BLOQUE 2.- LEYES DEL MOVIMIENTO. 

Primera Ley de Newton: el estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme.

“Todo objeto permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme a menos que sobre el actúe una fuerza externa.”

Las cosas seguirán haciendo lo que estaban haciendo a menos de que le des un zape.

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Segunda Ley de Newton: definición de la fuerza.

“La fuerza es igual a la masa por aceleración producida en el objeto.”

Si le aplicas una fuerza (jalón o empujón) a un objeto de masa m, lo aceleras (cambias su movimiento) en la dirección de la fuerza. Esa aceleración no depende nomás de ti, sino de la masa del objeto.

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Tercera Ley de Newton: La acción y la reacción.

“Para toda acción hay una reacción igual y en sentido opuesto.”

Si aplicas una fuerza a un objeto, éste te aplica a su vez una fuerza de igual magnitud, en sentido contrario.

ENERGÍA MECÁNICA: CINÉTICA Y POTENCIAL. La energía es la capacidad de un objeto o sustancia para producir cambios; mientras mayor sea la energía, más cambios podrá generar. La energía se manifiesta de muchas maneras en la naturaleza, una de ellas es la energía mecánica; compuesta por la energía cinética y la energía potencial. La energía mecánica es la capacidad que tiene un objeto para realizar un trabajo mecánico, es decir, transferir o producir movimiento. La unidad de la energía es el Joule.

1 PROFR. LUIS ALBERTO HERNÁNDEZ JIMÉNEZ

FÍSICA ELEMENTAL – GUÍA DE ESTUDIO PARA EXÁMEN EXTRAORDINARIO 2° GRADO

ENERGÍA CINÉTICA. La energía cinética está asociada al movimiento de los objetos y se representa por Ec Fórmula:

Nota: Recuerda elevar al cuadrado la velocidad. Problema resuelto (ejemplo): 1. Al dejar caer una manzana de 0.102 kg desde una altura de 1 metro, ésta llega al suelo a una velocidad de 4.427 m/s. ¿Cuál es la energía cinética de la manzana al llegar al suelo? DATOS m = 0.102 kg v = 4.427 m/s

FORMULA Y SUSTITUCIÓN Ec = (0.5)(m)(v)2 Ec = (0.5)( 0.102 kg) ( 4.427 m/s)2 Ec = (0.5)( 0.102 kg) ( 19.59 m2/s2) Ec = (0.5)( 1.999 kg*m2/s2) Ec = (0.999 kg*m2/s2)

RESULTADO

Ec = 0.999 Joules. *Se puede redondear a 1 Joule.

kg*m2/s2 = Joules

Las unidades de kg*m2/s2 equivalen al Joules. Ejercicios de energía cinética: Problema 1. Masa del objeto = 15.5kg Velocidad = 8.65 m/s Ec =? Problema 4. Masa del objeto = 435.6kg Velocidad = 900 m/s Ec =?

Problema 2. Masa del objeto = 350kg Velocidad = 129.76 m/s Ec =? Problema 5. Masa del objeto = 0.5kg Velocidad = 2 m/s Ec =?

Problema 3. Masa del objeto = 10000kg Velocidad = 326.78 m/s Ec =? Problema 6. Masa del objeto = 100kg Velocidad = 100 m/s Ec =?

ENERGÍA POTENCIAL. La energía potencial está asociada a la posición de los objetos y se representa por Ep Fórmula:

Se multiplica la masa, por la gravedad, por la altura. No importa el orden de las variables en la multiplicación. La gravedad siempre será 9.81 m/s2.

2 PROFR. LUIS ALBERTO HERNÁNDEZ JIMÉNEZ

FÍSICA ELEMENTAL – GUÍA DE ESTUDIO PARA EXÁMEN EXTRAORDINARIO 2° GRADO Problema resuelto (ejemplo): 1. Un águila con masa de 5kg vuela a la altura de 150 metros a una velocidad de 70 m/s. Calcula su Energía Potencial. DATOS Masa = 5kg Altura (h) = 150 mts. Gravedad (g) = 9.81 m/s2

FORMULA Y SUSTITUCIÓN Ep = (m)(g)(h) Ep = (5 kg)(9.81 m/s2 )(150 mts) Ep = (5 kg)(1471.5 m2/s2) Ep = 7357.5 kg*m2/s2

RESULTADO

Ep = 7357.5 Joules.

Las unidades de kg*m2/s2 equivalen al Joules.

Ejercicios de Energía Potencial: Problema 1. Masa del objeto = 15.5kg Altura = 8.65 metros Ep =? Problema 4. Masa del objeto = 435.6kg Altura = 900 metros Ep =?

Problema 2. Masa del objeto = 350kg Altura = 129.76 metros Ep =? Problema 5. Masa del objeto = 0.5kg Altura= 2 metros Ep =?

Problema 3. Masa del objeto = 10000kg Altura = 326.78 metros. Ep =? Problema 6. Masa del objeto = 100kg Altura = 100 metros Ep =?

BLOQUE 3.- ASPECTOS BÁSICOS DEL MODELO CINÉTICO DE PARTÍCULAS. El modelo cinético de partículas explica cómo se comportan y cómo son las partículas que componen la materia, por medio de 4 aspectos; el tamaño, la forma, el movimiento y la interacción entre ellas. La materia está compuesta por pequeñísimas partículas unidas entre sí, millones y millones de partículas microscópicas e indivisibles llamados átomos. La palabra átomo significa “sin división”. El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, sus unidades son el litro o el metro cúbico (m3). Los estados de agregación de la materia son una propiedad que se utiliza para clasificar a la materia como: sólido, líquido o gaseoso.

DENSIDAD. La densidad señala que tan compacto o comprimido es un objeto o cuerpo. La densidad involucra dos propiedades: la masa y el volumen. Fórmula:

3 PROFR. LUIS ALBERTO HERNÁNDEZ JIMÉNEZ

FÍSICA ELEMENTAL – GUÍA DE ESTUDIO PARA EXÁMEN EXTRAORDINARIO 2° GRADO Ejemplo. Calcula la densidad de una sustancia que tiene una masa de 0.5 kg y ocupa un volumen de 0.9 m3 y responde si flotaría o no en el agua destilada. (la densidad del agua destilada es de 1000 kg/m3).

DATOS Masa = 0.5kg Volumen = 0.9m3

FORMULA Y SUSTITUCIÓN D = m/v D = 0.5kg/0.9 m3 D =0.555 kg/m3

RESULTADO

D =0.555 kg/m3 Nota: el resultado es menor 1000 kg/m3, por lo tanto sí flota.

Ejercicios de Densidad: Problema 1. Masa del objeto = 15.5kg Volumen = 8.65 m3 D =? Problema 4. Masa del objeto = 435.6kg Volumen = 900 m3 D =?

Problema 2. Masa del objeto = 350kg Volumen = 129.76 m3 D =? Problema 5. Masa del objeto = 0.5kg Volumen = 2 m3 D =?

Problema 3. Masa del objeto = 10000kg Volumen = 326.78 m3. D =? Problema 6. Masa del objeto = 100kg Volumen = 100 m3 D =?

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