01 Tiempo Espacio Medici Ones

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

FUNDAMENTOS DE MECANICA

Profesor: JERESON SILVA VALENCIA

Oficina: 404-345 Mail: [email protected]

Horario de Atención: Viernes 4:00-6:00 p.m.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIADEPARTAMENTO DE FISICA

PROGRAMA DE FUNDAMENTOS DE MECÁNICA

Con este programa se espera que cada semana el estudiante realice o trabaje cada uno de los temas que se mencionan a continuación. Se considera también el tiempo que se requiere para los parciales.

1. SISTEMAS DE MEDIDA:

El tiempo y su medición, intervalos largos y cortos. El espacio y su medición, unidad de longitud, medida de superficie y volumen. Funciones y escalas, proporción directa, variación con la segunda y tercera potencia, interpolación y extrapolación.

2. EL MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION:

Posición instantánea, velocidad promedio, gráficas de posición vs lecturas de reloj, velocidad instantánea, gráficas de velocidad vs lecturas de reloj, aceleración promedio, áreas, aceleración gravitacional, caída libre.

3. MOVIMIENTO EN DOS Y TRES DIMENSIONES:

Definición de vector, álgebra de vectores, componentes de un vector en dos y tres dimensiones. Superposición de movimientos, composición de movimientos. Tiro parabólico, alcance, altura máxima, etc. Solución de problemas cinemáticas en dos dimensiones (caída y arrastre).

4. LEYES DE NEWTON:

Inercia, definición operativa de fuerza, medidor de fuerzas, aplicación del medidor a otros objetos, masa inercial, superposición de fuerzas y masas, peso y masa, segunda ley de Newton. Aplicaciones.

5. APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON:

Tercera ley de Newton, ilustraciones de la aplicación de la tercera ley, aceleración en el salto vertical, poleas, fuerzas de contacto, fricción, coeficientes, fricción viscosa.

Jereson Silva V.

6. TRABAJO Y ENERGIA:

Aceleración horizontal de una partícula bajo la acción de fuerzas constantes. Desplazamiento bajo la acción de fuerzas variables. Desplazamiento contra la fuerza ejercida por un resorte.

7. CONSERVACION DE LA ENERGIA MECÁNICA:

Teorema del trabajo y la energía cinética. Energía potencial. Fuerzas conservativas, otras formas de energía. Nivel de referencia para los cálculos de energía. Análisis del caso eléctrico y del caso gravitacional. Diagramas de energía y equilibrio estable. Potencia.

8. SISTEMAS DE PARTICULAS Y CONSERVACION DEL MOMENTO LINEAL:

Colisión unidimensional de dos cuerpos, clasificación de las colisiones. Ley de conservación de la cantidad de movimiento. Colisiones y la segunda y tercera leyes de Newton. Centro de masa de un sistema de partículas. Movimiento de partículas en dos dimensiones.

9. ROTACION:

Coordenadas de posición y velocidad angular, cinemática del movimiento circular uniforme, movimiento circular uniformemente acelerado, relación entre velocidades instantáneas angular y lineal, aceleración lineal en el movimiento circular uniforme (aceleración centrípeta), dinámica del movimiento circular.

10. CONSERVACION DEL MOMENTO ANGULAR:

Cantidad de movimiento angular, Momento de una fuerza o torque. Conservación de la cantidad de movimiento angular. Torque aplicado a un cuerpo rígido que gira alrededor de un eje fijo. Momentos de inercia de los cuerpos. Trabajo ejecutado por el momento de una fuerza en un desplazamiento angular. Energía cinética de rotación alrededor de un eje fijo.

11. EQUILIBRIO ESTÁTICO Y ELASTICIDAD:

Condiciones de equilibrio. Centro de gravedad. Par de Fuerzas. Equilibrio Estático de un sistema acelerado. Estabilidad del equilibrio de rotación. Tensión y deformación.

Jereson Silva Valencia

METODOLOGÍA

CLASE MAGISTRAL (2 HORAS): Conceptos, teorías y Preguntas

CLASE DE TALLER (2 HORAS): Ejercicios y Dudas

CLASE DE LABORATORIO (2 HORAS): Experimentos

HORARIO DE ATENCIÓN: Dudas. Viernes 4:00-6:00 p.m.


EVALUACIÓN

• Parciales 3 (cada uno 15%) 45%

• Clase taller 35%

• Laboratorio 20%


EVALUACIÓN-TALLER

• Quizes 20%

• Listas de Ejercicios 30%

• Trabajo en Clase 50%


Parciales

• Primer parcialTema: Capítulos 1-4 yPreguntas clase magistral 27 DE MARZO

• Segundo parcialTema: Capítulos 5-8 yPreguntas clase magistral 8 DE MAYO

• Tercer parcialTema: Capítulos 9-11 yPreguntas clase magistral 5 DE JUNIO


DONDE ENCONTRAR LA CLASE MAGISTRAL ?

VISITE EL ENLACE:

http://www.docentes.unal.edu.co/jsilvav/docs/

DONDE ENCONTRAR EL MATERIAL DEL TALLER ?

FOTOCOPIADORA DEL EDIFICO DE MATEMATICAS:

Código: 9Jereson Silva Valencia

¿Cuál es su objetivo ?

* Ser un técnico con titulo de ingeniero?

* Ser un buen ingeniero?

Un buen ingeniero innova, crea y construye

Es necesario el conocimiento


1. SISTEMAS DE MEDIDA

Que es la ciencia?

La ciencia es un método de búsqueda de los principios fundamentales y universales que gobiernan las causas y los efectos en el universo. El método científico consiste en construir, probar y relacionar modelos con el objetivo de describir, explicar y predecir la realidad.

Que es la física?

La física es la ciencia que trata de la materia y de la energía, del espacio y del tiempo. Incluye los principios que gobiernan el movimiento de las partículas y las ondas, las interacciones de las partículas y las propiedades de las moléculas, los átomos y los núcleos atómicos, así como los sistemas de mayor escala, como los gases, los líquidos y los sólidos.


Que es la física?

La física es la ciencia de lo exótico y

la ciencia de la vida cotidiana


UNIDADES

La capacidad no sólo de definir, sino también de medir, es un requisito de la ciencia.

La medida de toda magnitud física exige compararla con cierto valor unitario de la misma.

Toda magnitud física debe expresarse con una cifra y una unidad.

Todas las magnitudes físicas pueden expresarse en función de un pequeño número de unidades fundamentales.


Longitud: La unidad patrón de la longitud es el metro ( símbolo m)

El metro se define hoy como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299792458 segundos. ( Esto supone que la velocidad de la luz es exactamente 299792458 m/s).

Dimensión de la longitud: [ L ]


Tiempo: La unidad de tiempo es el segundo (s), el cual se definió originalmente en función de la rotación de la Tierra, de modo que correspondía a (1/24)(1/60)(1/60) del día solar medio.

Actualmente el segundo se define de modo que la frecuencia de la luz emitida en una determinada transición del Cesio es de 9192631770 ciclos por segundo.

Dimensión del tiempo: [ T ]


Masa: La unidad de masa, el Kilogramo (Kg), igual a 1000 gramos (g), se define de modo que corresponde a la masa de un cuerpo patrón concreto.

Dimensión de la masa: [ M ]


Conversión de UnidadesTodas las magnitudes físicas contienen un número y una unidad. Cuando estas magnitudes se suman, se multiplican o se dividen en una ecuación algebraica, la unidad puede tratarse como cualquier otra magnitud algebraica.


Ejemplo 2: Un empleado de una empresa con sede en Estados Unidos ha de viajar, por encargo de su empresa, a un país donde las señales de transito muestran la distancia en kilómetros y los velocímetros de los autos están calibrados en kilómetros por hora. Si con su vehículo viaja a 90 km por hora, ¿a cuánto equivale su velocidad expresada en metros por segundo y en millas por hora?

Ejemplo 1: Supóngase que deseamos halar la distancia recorrida en 3 horas (h) por un automóvil que se mueve con una velocidad constante de 80 kilómetros por hora (Km/h).

1 mi=1.61 Km.


ORDENES DE MAGNITUD10-10

Moléculas de Benceno

10-6

Cromosomas

107 1021

La TierraGalaxia Andrómeda


Proporción directa

Relación entre el peso y el volumen de un mismo material

kVW

VW

VV

WW

VW

''

''


Variación con la segunda potencia

Una cantidad varia como el cuadrado de otra, ejemplo el área de un cuadrado

O el área de un círculo:

Para figuras semejantes se tiene que:

12 kLA

kRA 2

2LA


Variación con la tercera potencia

Una cantidad varia como el cubo de otra, ejemplo el volumen de un cubo

O el volumen de una esfera :

Para figuras semejantes se tiene que:

X

13 kLV

34

34 3 kRV

3LV


Proporciones

El área total de la superficie de un sólido rectangular es la suma de las áreas de las 6 caras . Si cada una de las dimensiones de este sólido rectangular se duplican, ? Que efecto tiene sobre la superficie total del sólido?

A Se duplica

B Se cuadruplica

C Se multiplica por ocho

D Se multiplica por seis

E OtroJereson Silva Valencia

Preguntas• Que entiende usted por posición instantánea• Que es la velocidad promedio y la velocidad instantánea,

dé ejemplos.• Que es un movimiento uniforme?, como se relacionan la

velocidad y la posición instantánea y promedio en ese movimiento?

• Que es un movimiento uniformemente acelerado?, como se relacionan la velocidad, la posición y la aceleración instantánea y promedio en ese movimiento?

• La caída de los cuerpos sobre la superficie terrestre es un movimiento uniforme o no uniformemente acelerado? Cual es la relación entre la posición, la velocidad y la aceleración instantáneas?


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