IEL MOVIMIENTO EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS: I.1CUANDO SE MUEVE UN CUERPO? Uncuerposemuevecuandocambiadelugaroposicinconelpasodeltiempo.Paraconocerla posicindeuncuerponecesitamosunospuntosdereferenciaqueconsideramosfijos,yque denominamos sistema de referencia. Cuandolaposicindeun objetovariarespectodelpuntouobjetodereferencia,decimosqueese objeto esta en movimiento, por el contrario cuando no varia la posicin decimos que esta en reposo. Paraestudiarelmovimientotenemosquehacerlorespectoaalgo(sistemadereferencia), prescindiendo,desi,estealgoestaenreposooenmovimiento.Sedicequetodomovimientoes relativo. Cualquier cuerpo en movimiento lo llamaremos mvil. I.1.1 Sistemas de referencias: Cuandounmvilsedesplazasobreunalneaessuficienteconocersudistanciaaunpuntodela lnea para saber su posicin. Cuandounmvilsedesplazasobreunasuperficieplana,sinunalneaquedetermineel movimiento, se utilizan como sistema de referencia dos ejes rectangulares. I.1.2 Mviles y trayectorias: Se llama mvil a todo cuerpo que se desplaza. Su desplazamiento es una lnea llamada trayectoria. LaTrayectoriaestaformadaporelconjuntodetodaslasposicionesporlasquepasaelmvilal desplazarse. La trayectoria de un mvil puede ser: -Rectilnea: Si el mvil describe su recorrido una lnea recta -Curvilnea: Si el mvil se desplaza describiendo una lnea curva, esta curva puede ser: -Circulares: La trayectoria descrita por el mvil es una circunferencia -Parablicos: La trayectoria descrita por el mvil es una lnea denominada parbola -Elipse: La trayectoria descrita por el mvil forma una elipse -etc... I.2 VELOCIDAD Paraelestudiodelmovimientotenemosqueconsiderardosmagnitudesfsicasfundamentales:el espacioyel tiempo.Sirelacionamoslas dosmagnitudesfundamentales,obtenemosunaderivada, llamada velocidad definida como el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo utilizado. La velocidad de un mvil a lo largo de su recorrido no siempre es constante, por lo que es necesario diferenciar entre velocidad media y velocidad instantnea. Velocidad Media: Lavelocidadesunamagnitudvectorial,yportantoposeeunvalornumrico,quesuelellamarse rapidez; una direccin y sentido. Para representar mediante una formula la velocidad utilizaremos V = x / t. La unidad de velocidad en el SI es el metro por segundo (m/s). Velocidad Instantnea: Es la velocidad que posee un mvil en un instante determinado de su trayectoria. I.3 MOVIMIENTOS UNIFORMES El movimiento uniforme es aquel en el que el valor de la velocidad no vara.Un movimiento variado es aquel en que la velocidad sufre alguna variacin. I.3.1 Tipos de Movimientos Uniformes: Paraconsiderarqueunmovimientoesuniformetansolosetieneencuentaquelosespacios recorridosporunmvilentiemposigualesseaniguales,independientementedelatrayectoria recorrida. Pueden ser: Movimientorectilneouniforme:Sonaquellosquedescribenunatrayectoriarecta,Manteniendo constante su velocidad. Ecuacin del Movimiento rectilneo uniforme: El mvil tiene un movimiento uniforme, puesto que recorre en tiempos iguales espacios iguales. Si dividimos el espacio recorrido por el tiempo empleado, obtenemos en casi todos los casos el mismo valor. Un mvil se desplaza con movimientos rectilneos uniformes (MRU) cuando su trayectoria es recta y la velocidad constante. Sideunmovimientodado,nosinteresacalcularelespaciorecorrido,oeltiempoempleado, utilizaremos, respectivamente las siguientes formulas: x = v t o t= x / v Movimiento curvilneo uniforme: Son aquel los que describen una trayectoria curva, manteniendo constante su velocidad Movimientocircularuniforme:Enel quelatrayectoriadescritaesunacircunferencia.Mantiene su velocidad. I.4 ACELERACION Se define la aceleracin como la relacin entre la variacin o cambio de velocidad de un mvil y el tiempo transcurrido en dicho cambio: a= (v2v1) / t Donde (a) es la aceleracin, (v2) la velocidad final, (v1) la velocidad inicial y (t) el tiempo. Las unidades para expresar la aceleracin sern las unidades de velocidad divididas por unidades de tiempo. Unmovimientorectilneouniformementeacelerado(MRUA)esaquelquesigueunatrayectoria recta y que mantiene una aceleracin constante, Cuando la velocidad disminuye con regularidad, es el movimiento uniformemente retardado o decelerado a aceleracin se define como la razn entre el cambio de velocidad y el intervalo e, mientras que la direccin define hacia donde apunta. I.4.1 Cada Libre De Los Cuerpos: Fue Galileo quien demostr, al dejar caer dos esferasde igual radio y distinta masa, que todos los cuerposcaenconlamismavelocidadindependientementedesupeso.Esemovimientodelos cuerpos se denomina cada libre. Encadalibre,todosloscuerposadquierenlamismaaceleracin,quellamamosaceleracindela gravedad.Se representa con la letra (g)y tiene un valor medio de g=9,81 m/s2 Las formulas de cada libre son: v= g toy= (g t2) / 2 La resistencia al aire: Galileocomproblaoposicinalaire.Estaoposicindeterminaqueobjetollegaraantesalsuelo pero en el vaci, todos los cuerpos caen a la misma velocidad. I.5 GRAFICOS Para construir una grafica utilizaremosdosejes decoordenadas(x, y). Un eje horizontal, llamado ejedeabscisas(x),contrael ejeverticalo ejedeordenadas(y)enunpuntodenominadoorigen (0,0) de coordenadas. Grafica espacio tiempo: Recogemos en una tablade valores las magnitudes que queremos representar, se anotan los tiempos en el eje deabscisas y las distancias en el de ordenadas. Cada par de valores tiempoespacio nos da unpunto,uniendotodoslospuntosobtenemoslagraficaespaciotiempo.Enestasgraficas obtenemos una lnea recta.

Grafica velocidad tiempo: En el eje de ordenadas se marcan los valores de las velocidades y en el eje de abscisas, los tiempos. Al tratarse de un movimiento uniformemente acelerado, la velocidadaumenta de manera uniforme con el tiempo, por lo que la grafica que se obtiene al representar V vs T es una lnea recta. I.7 Movimiento ondulatorio Definicin Esunaformadeenergaatravsdeunmovimientoondulatoriodesdeunafuentehastaun observador, sin contacto directo. Ejemplos de ondas -Los rayos del sol nos llegan a travs del vaco en forma de onda. -El sonido de una bocina es una onda que viaja a travs del aire hasta nuestros odos. -Las ondas de radio por medio de seales electromagnticas llegan a nuestros radios. -La luz visible que impresiona nuestra retina es una onda. Podemosafirmar quevivimosrodeadosdeondas, unas queno podemosver a simplevistay otras como las que se forman: -En la superficie de aguas tranquilas o en una cuerda que se sacude. I.7.1 Movimiento Armnico Simple Antesdeanalizarelmovimientoondulatorio,sehacenecesario unestudiopreviodelmovimiento vibratorio, ya que uno es consecuencia de otro. Un movimiento es de Vaivn cuando se mueven ambos lados de una posicin central: para arriba y para abajo o hacia la derecha o la izquierda.Ejemplo: -Las olas del mar -Las oscilacin del columpio -La masa que vibra atada al extremo de un resorte -La masa en el pndulo Movimiento Peridico: es un movimiento que se repite a intervalos iguales de tiempo. Ejemplo -La rotacin de un disco -La masa que oscila en el pndulo simple -La traslacin de la tierra alrededor del sol I.7.1.2 Definicin de Movimiento Armnico Simple Es un movimiento peridico de vaivn a ambos lados de una posicin central de equilibrio. Ejemplo. Loscasosdemasasquevibransujetasalextremodeunresorteideal,yqueoscilanunidasala extrema de un hilo sin peso e inextensible llamado Pndulo simple I.7.1.3 Caractersticas -Oscilacin Completa:Movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posicin central, o posicin de equilibrio. -Posiciones extremas El recorrido que consiste en ir desde una posicin extrema a la otra y volver a la primera, pasando dosveces por laposicin central, se denominaciclo. Elnmero deciclospor segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilacin. Cuandoseponeenmovimiento un pndulo o se puntealacuerdade unaguitarra,el pndulo y la cuerda acaban detenindose si no actan sobre ellos otras fuerzas. La fuerza que hace que dejen de oscilar se denomina amortiguadora. Con frecuencia, estas fuerzas son fuerzas de rozamiento, pero enunsistemaoscilantepuedenexistirotrasfuerzasamortiguadoras,porejemploelctricaso magnticas. -Posicin De Equilibrio Es la posicin central por la se puede ir de una posicin extrema a otra. -Periodo T Es el tiempo en una oscilacin completa -Elongacin Es la distancia desde la posicin de equilibrohasta el lugar donde est la masa en ese instante. -Amplitud Es la mxima elongacin, es decir desde la posicin de equilibrio a la posicin extrema de algunos de los lados. -Si el movimiento es armnico simple la amplitud debe de ser constante. -El periodo debe de ser constante-Lasvelocidadesyaceleracionesencadapuntodelatrayectoriadebenderepetirsede manera simtrica, es decir los valores de la velocidad y aceleracin desde un punto extremo aotrodebendeserlosmismosascomoenotrospuntossimtricosintermediosaambos lados de la posicin de equilibrio. Enunmovimientoarmnicosimpleactaunafuerzaderestitucinejercidaporunresorte,por ejemplo(y)dirigidahacialaposicindeequilibro,estoesloqueseconocercomounafuerza elstica(y)esdirectamenteproporcionalalamagnituddeldesplazamiento.Segnlasleyesde newton una fuerza neta que acta produce una aceleracin y si esa fuerza es variable la aceleracin es variable, por lo que: Enelmovimiento armnicosimplela velocidadyla aceleracin sonvariables ,La velocidad varia en modulo cada instante y cambia de sentido en las posiciones extremas Por lo tanto en el movimiento armnico simple la aceleracin va a ser directamente proporcional a la fuerza que se le aplique. LaenergiacinticaesunMovimientoArmnicoSimplevariaradelamismaformaquela velocidad., es decir es nula en los extremos y mxima en la posicin de equilibrio. La energa potencial es mxima en los extremos y nula en la posicin central. El movimiento pendular de una masa que vibra atada al extremo de un resorte cumplen con basten aproximacincontodasestascaractersticas,perolosverdaderosmovimientosarmnicossimples son de las molculas y tomos de los cuerpos, rgidos, en las estructuras como; puentes, columnas, vigas, etc. Son partculas que vibran con un periodo constante.I.7.1.4 Ondas Armnicas Escuando lapartculapor lacualpasalaondasemueveconmovimientoarmnico.Elmediode propagacin de la onda debe de ser inerte y elstico. En todo movimiento ondulatorio se producen dos movimientos: -Vibratorio: es cuando laspartculas del medio bajo la accin delaperturbacin pasanpor su lugar de localizacin. -Elmovimientodetraslacindepropagacin,delaperturbacindelmedioelsticoolas partculas no se desplaza con la onda. I.7.1.5 Terminologa Enelestudiodelmovimientoondulatorioconfrecuenciaseempleantrminosqueleson caractersticos. Dentro de estos estn: -Medio elstico: es aquel que recupera la forma original cuando desaparece el esfuerzo que lodeforma.Ladeformacinserdirectamenteproporcionalalesfuerzoaplicado(LeyDe Hooke) -Foco: es el centro emisor de la onda. Es el punto en el cual se produce la perturbacin. -Rayos: son las direcciones de propagacin de la onda. Se representan por lneas que salen de la fuente emisora -Crestas y Valles: se acostumbra a llamar a la parte superior de la onda cresta y a la parte inferior valle. En las crestas longitudinales las crestas son los puntos de mxima presin. -Pulsacin:esunasolaondaoperturbacinsencillaquesepropagaenunmedioelstico. Son perturbacionesmomentneas o sbitas. Cadapartculadel medio estaen reposohasta que le llega el impulso, en ese instante se mueve durante un corto tiempo y luego queda en reposo. -TrenDeOndas:esunasucesincontinuadepulsaciones,quesepropagaenelmedio elstico.Ejemplo: si tomamos una cuerda por su extremo libre y la movemos continuamente hacia arribayhaciaabajo,producimosunasucesindeondasotrendeondas.Todaslas partculasdelasondasseestnmoviendo.Paraproduciruntrendeondasesnecesario suministrarenergacontinuamentealcentroemisor.Eltrendeondasesperidicosiel movimientodelapartculaesperidicoyesarmnicosielmovimientodeaquellaes armnico. -Frente De Onda: al propagarse una onda en el espacio tridimensional, simultneamente un nmero de particular se encuentran en la misma fase de vibracin. La superficie constituida por todos los puntos ocupados por las partculas en la misma fase del movimiento recibe el nombredeFrenteDeOnda.Todopuntodeun frentedeondaes centroemisordenuevas ondas elementales. -Ondas planas y esfricas: se llama as si sus frentes de ondas son planos y esfricos. A una distancia suficientemente grande lafuente que genera, la ondas esfricas se pueden tomar segmentariamente como planas. I.7.2 Tipos de OndasLas ondas se clasifican atendiendo a tres criterios: 1-Segn el medio de propagacin: -Ondasmecnicas:eselmovimientodeunaperturbacinquesepropagaenun mediofsico,materialoelstico.Elestudiodelmovimientoondulatoriosehace ms fcil tomando aquellas ondas que se propagan en medios naturales y elsticos. Tales ondas son por ejemplo, las producidas en un resorte, las que se forman en la superficiedel agua cuandotiramosunapiedra. Tambinlasondasqueseforman en una cuerda. Sonido es un caso de ondas mecnicas ya que necesita de un medio materialparapropagarsepueselsonidonosepropagaenelvaco.Lasondas mecnicas propagan Energa Mecnica. -OndasElectromagnticas:sonaquellasquenonecesitandeunmediofsico elsticoparasupropagacin,puedenpropagarseenelvaco.Enunaonda electromagntica se propaga la energa electromagntica producida por oscilaciones de campos elctricos y magnticos. Por ejemplo, la luz, ondas de radio, rayos X y todas las formas de espectros magnticos. Se propagan a la velocidad de la luz. 2-Segn la direccin de la propagacin y la direccin de vibracin -Ondaslongitudinales:unaondaes longitudinalcuandoladireccindevibracin delapartculacoincideconladireccindepropagacindelaonda.Unaonda longitudinal es una sucesin de contracciones y dilataciones del medio; por ello se lesllamaondasdepresin;cadamasasemueveaunapequeadistanciadel medio dando lugar a un pulso de compresin. La distancia entre una condensacin (agrupacindepartculas)yunenrarecimiento(separaciones)esmedialongitud deonda.Lavelocidaddepropagacindelasondaslongitudinalesesdistintaala delasondastransversales porquedependedecaractersticasdel medio. Lasondas longitudinales se propagan igualmente en slidos, lquidos y gases pues solo exigen que el medio sea elstico. El sonido es un ejemplo de este tipo de ondas, cuando se propagaenelaire,generapequeosyrpidoscambiosenlapresindelaire, constituyendo una onda longitudinal. La onda en un resorte es otro ejemplo de este tipo, cuando el extremo libre se desplaza a lo largo de su eje. -Ondastransversales:sonaquellasquesecaracterizanporquelaspartculasdel medioadquierenunmovimientooscilatorioperpendicularaladireccinde propagacin de la onda. Las ondas electromagnticas son doblemente transversales; elcampoelctricoyelcampomagnticosonperpendicularesentresiy perpendiculares a su vez a la direccin de propagacin. 3-Segn el nmero de dimensiones en que se propaga la energa -Ondas unidimensionales: la energa se propaga en una dimensin. Por ejemplo; la onda que se propaga en la cuerda y la onda en un muelle. -Ondasbidimensionales:laenergase propagaendosdirecciones,esdecirenun plano. Por ejemplo: las ondas que se forman en la superficie del agua. -Ondas tridimensionales: la energa se propaga en tres dimensiones, es decir en el espacio. Por ejemplo el sonido y las ondas luminosas.Silasondassonunidimensionales(ondasplanas)losfrentesdeondasson superficies planas. En lasondas bidimensionales (ondascirculares) los frentes de ondas son crculos concntricos.Enlasondastridimensionales(ondasesfricas)losfrentesdeondasson superficies esfricas. I.7.3 Magnitudes que intervienen en el movimiento ondulatorio -Longituddeonda:esladistanciaentredospuntossucesivosqueseencuentranenla mismafasedevibracin.Laletragriega(Lambda),eselsmboloparalalongitudde onda.La longituddeondarepresenta ladistanciaentredoscrestasovallesconsecutivos enunaondatransversal.Enunaondalongitudinal,esladistanciaentredoscontracciones consecutivas. Engeneralesladistanciaentrelasdospartculasmscercanasqueseencuentranenla misma fase del movimiento. -Amplitud A: es la mxima elongacin con que vibran las partculas de medio. Depende de la energa que propaga la onda. Tambin es la distancia mxima entre un punto de la onda y laposicindeequilibrio.Fsicamenterepresentaelvalormximoquealcanzala perturbacinquesepropaga.Enunaondalongitudinallaamplitudrepresentalamxima presin que soportan las partculas del medio. -Periodo T: cuando entre perturbaciones transcurre un intervalo igual del tiempo, a ese se le llama perido T que se corresponde con el periodo de liberacin de la fuente perturbadora. -Frecuencia F: es el nmero de ondas producidas en cada segundo que se corresponde con la frecuencia de oscilacin de las partculas del medio.-Velocidad:lavelocidaddepropagacindelaondaesconstante,cadaondaavanzala misma distancia en un mismo intervalo de tiempo. I.7.4 Energa e intensidad en el movimiento ondulatorio Laspartculasenmovimientoondulatorio estnanimadasdemovimientoarmnicosimple,porlo que poseen energa mecnica. Esta energa se irradia entodas las direcciones en forma de onda con la velocidad de propagacin. Al cabo de un tiempo la energa se distribuye en todas las partculas del frente de onda de radio y si no existe ningn tipo de rozamiento se conserva. Laenergaquepropagaunaondaesdirectamenteproporcionalalcuadradodelaamplitudyal cuadrado de la frecuencia.Laintensidaddeunmovimientoondulatorioenunpuntoeslaenergaqueatraviesa perpendicularmente la unidad de superficie colocada en dicho punto en la unidad de tiempo. 1.7.5 Fenmenos caractersticos de las ondas -Reflexin:eselfenmenoqueocurrecuandounaondallegaaunasuperficiereflectante, choca y cambia su direccin de propagacin devolvindose. -Refraccin:eselcambiodedireccinenunaondacuandopasadeunmedioaotrode distintadensidad.Amenorvelocidaddepropagacinmayorserladesviacinparalas mismas condiciones de incidencia. Si la velocidad aumenta tambin aumenta la longitud deonda.Larefraccinlapresentantodaclasedeondasyaseanelectromagnticaso mecnicas.-Difraccin: cuando una onda encuentra un obstculo puede reflejarse o curvarse alrededor del obstculo, dependiendo del tamao del obstculo con respecto a la longitud de onda. -Interferencia:seledaelnombredeinterferenciaalresultadoqueproduce,enel movimientodeunapartculadosondasqueincidensimultneamenteenlaposicin ocupada por la partcula en una misma regin del espacio. Tambin llamada superposicin.oInterferenciaconstructiva:cuandocoincidendoscrestasodosvallesdemanera que la amplitud de la onda resultante es igual. oInterferencia destructiva: si coincide un valle y una cresta. I.7.6 Ondas Sonoras El sonido es una forma de energa que es producido por la vibracin de un cuerpo que puede ser solido(cuerdas,lmparas,membranas),lquidos(aguaquecaeenunacascada)ogas(elaireque soplas cuando silbas). Laenergasonorasepropagapormediodeondas.Elmediotransmisordebeserelsticoyque tenga densidad pues de otro modo no puede soportar las ondas sonoras. El sonido no se propaga en el espacio.Esnecesarioqueuncuerpovibrante,comuniquesusmovimientosalasmolculasdelaire prximas,estasasuvezalasdemsmolculas,asvibrandotodasatravsdelaire,lleguena nuestro odo par ser percibidos. Unsonidopuedeserproducidoynotransmitidoopuedeserproducidoytransmitidoperono percibido por nuestros odos, si su frecuencia no est dentro de nuestros lmites de audicin. Unodohumanopuedepercibirentre20Hzy20,000Hz.UnapersonaEnvejecientenopuede percibir ms de 10,000 Hz.I.7.6.1 Velocidad de Sonido Siendoelsonidounaondalongitudinaldepresin,suvelocidaddepropagacinesdiferenteen slidos, lquidos y gases; ya que la densidad y compresibilidad vara en cada estado de la materia.Enloslquidosyenlosslidoslavelocidaddelsonidoesmayorqueenlosgasesyaquesus molculas estn ms cercas para transmitir la onda de presin. Cualquiervibracinpuedeoriginarunsonido,peronicamentelasvibracioneslongitudinalesson capaces de transferirlas por el aire, estas transmisiones se hacen mediante ondas esfricas. La velocidad del sonido depende de la temperatura siendo mayor a medida que aumenta.I.7.6.2 Tipos De Ondas Sonoras oOndas Infrasonicas: son aquellas cuya frecuenciaes inferior a 20Hz. Son producidas por grandes centros emisores; como por ejemplo un temblor de tierra que produce las llamadas ondasssmicas,otroejemplosonaquellasqueproducenlasmquinaspesadascuando vibran. Estas no son percibidas por el odo humano. oOndas Snicas: su frecuencia est comprendida entre 20 Hz (lmite inferior de la audicin) y 20,000 Hz (lmite superior de audicin). Si la frecuencia es baja el sonido es grave y si es alta el sonido es agudo. Estasfrecuenciassonpercibidaspornuestrosodos,aunqueseestablecenciertoslmitesque pueden variar de un individuo a otro. Hay personas cuya audicin ha sido deteriorada, disminuyendolasensibilidaddesusodosconsiderablementepordebajodeladeuna persona normal. Ellmiteinferioresdeunsonidoapenasperceptibleyellmitesuperioresunsonidotan intensoquelastimaelodo.Lamayorsensibilidaddelodoseencuentracercanaalos 3000Hz. oOndas Ultrasnicas: la frecuencia de este tipo de ondas es superior al lmite de audicin. Puedetener unafrecuencia dehasta106. Elcomportamiento delasondas ultrasnicasson similares al comportamiento de los rayos luminosos. Cualidades del Sonido son: oSonoridad:dependedelaintensidaddelasondassonorasyportantodelaamplitud.El nivel de intensidad se mide en decibelio. Hay sonidos fuertes y dbiles. oTono: depende de la frecuencia. A mayor frecuencia el tono es ms ayudo y ms grave si disminuye la frecuencia. oTimbre:por medio del timbrereconocemosun instrumento deotro o unavozhumana de otra. Depende de la forma de onda. I.7.7 Fenmenos caractersticos de las ondas oReflexin: el sonido se refleja al chocar con obstculos. Como paredes, montaas, etc. Las superficies curvas son buenas reflectoras y son tomadas en cuenta al disear auditrium, al igual que el cemento, el mrmol y el eco. oAbsorcin:cuandolaenergasonorasetransformaparcialmenteencalor (por friccin)y parcialmenteporvibracinmecnicadelosmateriales.Lascortinas,paneles,tapetes ayudan con la absorcin. oReverberacin:Eslapersistenciadelsonidoenunlocaldespusdesuprimidoelfoco sonoro. oEfecto Doppler: es la variacin de la frecuencia de una onda percibida por un observador cuando existe movimiento relativo de la fuente. El observador o ambos. I.7.8 Las Ondas Electromagnticas Nonecesitandeunmediomaterialparasupropagacin.Puedenpropagarseenelvaco.Son doblementetransversales;loscamposelctricosymagnticos(quelaproducen)son perpendicularesentresiyperpendicularesasuvezaladireccindepropagacin.Sonondas electromagnticas; luz visible, rayos X, radioonda, microonda, rayos ultravioletas, etc. II LAS FUERZAS Concepto de fuerza: Fuerza es toda causa capaz demodificar el estado de reposoo de movimiento deun cuerpo, o de producir una deformacin. II.1 Efectos Cuando una fuerza acta sobre un cuerpo puede producir dos efectos: - Movimiento: Cuando un cuerpo tiene libertad de movimiento - Deformacin: Cuando un cuerpo no tiene libertad de movimiento. El cuerpo que ejerce la fuerza tiene un punto de contacto con el que sufre la accin de la fuerza. Las llamamos Fuerzas de contacto. Hay otro tipo de fuerzas que actan a distancia como un imn. Las fuerzas magnticas, las gravitaciones y las elctricas son fuerzas de accin a distancia. II.2 Representacin De Las Fuerzas Las caractersticas que definen la fuerza son: - El modulo o la intensidad - la direccin - El sentido - El punto de aplicacin El vector se representa mediante una flecha, cuya longitud es la intensidad o modulo de la fuerza, la lneasobrelaqueestasituadaenladireccin,yellugarhaciadondeapuntaeselsentidodela fuerza. El origen de la flecha es el punto de aplicacin y la longitud del vector es la intensidad. II.3 Deformacin De Las Fuerzas La deformacin de un cuerpo es uno de los dos efectos que puede producir una fuerza. Los cuerpos se pueden clasificar en: - Elsticos: si recuperan su forma anterior - Plsticos: si la deformacin permanece II.3.1 Limites de elasticidad y ruptura: Loscuerposnicamentesonelsticosdentrodeciertoslmites.Seaplicaunafuerzaelevaday seguidamente se le quita, el cuerpo no vuelve a su forma inicial sino que mantiene un cierto grado de deformacin. Se dice que ha sobrepasado el lmite de elasticidad del cuerpo Si la fuerza que se ejerce es muy elevada se puede llegar al lmite de ruptura. II.4La Medida De Las Fuerzas Paramedirlaintensidaddelasfuerzas seutilizaeldinammetro,quees uninstrumento formado por un muelle y una escala graduada en la que se lee el valor de la intensidad de la fuerza. Elfuncionamientodeesteinstrumento se basaenlarelacinqueexisteentreel alargamientodel muelle y la intensidad de la fuerza que produce este alargamiento F= k X (F) es la fuerza aplicada. Su unidad de medida es el Newton (N),(K)es la constante de elasticidad, que tiene un valor diferente para cada muelle. Su unidad de medida es el newton por metro (N/m), (X)representa el alargamiento que experimenta el muelle. Se mide en metros (m) II.5 Las Fuerzas y Los Movimientos Unafuerzaaplicadasobreuncuerpoconlibertaddemovimientoleproduceaceleracin.Dos cuerpos con diferente masa adquieren diferente aceleracin cuando se les aplica la misma fuerza. La relacin entre la fuerza aplicada, la masa del cuerpo y la aceleracin que adquiere se recoge en la formula de Isaac Newton (2da. Ley de Newton) : F= ma - F es la fuerza aplicada. Se mide en newton (N) - (m) es la masa del cuerpo. Se mide en kilogramos (Kg) - (a) es la aceleracin que adquiere el cuerpo. Se mide en m/s2 II.5.1 La Inercia (1ra. Ley de Newton) La inercia es la tendencia que tienen los cuerpos a mantener su estado de reposo o de movimiento. Propiedaddeuncuerpoquetiendeaoponerseatodavariacinensuestadodereposoode movimiento. La inercia fue descrita por vez primera cuando Newton enunci sus tres leyes y es uno de las ideas fundamentales de la rama de la fsica conocida como dinmica. A pesar de ello es un concepto que produce gran confusin, debido a la identificacin que suele hacerse entre peso y masa. sta ltima es precisamente la medida cuantitativa de la inercia II.5.2 Las fuerzas como interaccin (3ra. Ley de Newton) Cuando se empuja, se aplica una fuerza denominada accin que acta sobre el. A su vez el objeto ejerce una fuerza, denominada reaccin, de igual intensidad y de sentido contrario que acta sobre quien realiza la accin. Interaccin: Accin mutua entre los cuerpos. Dos clases de interacciones: - Interaccin por contacto: En ella la fuerza se realiza a travs del contacto entre los cuerpos - Interaccin adistancia: En ellalafuerzase realizason haber contacto entrelos doscuerposque intervienen II.5.3 La fuerza de la gravedad Atraccin es una interaccin a distancia en la que se cumple: - La masa de la Tierra atrae con una fuerza a la masa del cuerpo - La masa del cuerpo atrae con una fuerza la masa de la Tierra - Ambas fuerzas con iguales y en sentidos contrarios Cuando las masas de los cuerpos son grandes, la fuerza de atraccin entre ellos es grande Cuando aumenta la distancia que separa los cuerpos, disminuye la fuerza de atraccin entre ambos. II.5.3.1 Gravedad y atmosfera Laatmsferaestaformadaporgases.ExisteunafuerzadeatraccinentreestosylaTierraque impidequeescapenalespacioexterior.Lospesosdetodaslaspartculasqueformanuncuerpo constituyenunconjuntodefuerzasquesedirigehaciaelcentrodelatierra,resultandoqueesel peso del cuerpo, y su punto de aplicacin se llama centro de gravedad. En aquellos planetas o satlites cuya masa es pequea. La atraccin que ejercen sobre los gases no es suficiente para retenerlos sobre su superficie, por lo que carecen de atmsfera. II.6 El Peso De Los Cuerpos Se llama peso a la fuerza con al que la masa de la tierra atrae a la masa de un cuerpo. Larelacinentrelafuerzadeatraccin delatierra,lamasadeloscuerposylaaceleracin dela gravedad se expresa matemticamente con la formula de Newton. P= m g - P es la fuerza de atraccin que corresponda al peso del cuerpo. Se mide en newton (N) - (m) es la masa del cuerpo. Se mide en kilogramos (Kg) - (g) es la aceleracin de la gravedad. Se mide en m/s2 II.6.1 Peso y masa El peso y la masa de los cuerpos son conceptos diferentes aunque estrechamente relacionados. + La masa es una propiedad de la materia, es constante para cada cuerpo. + El peso es la fuerza con que un cuerpo es atrado por la Tierra Un mismo cuerpo situado en la superficie de la tierra tiene masa, pero su peso seria diferente. . II.7 Fuerza resultante de un conjunto de fuerzas Cuandosobreuncuerpoactanvariasfuerzassimultneamente,alconjuntoselesdenomina sistemas de fuerzas. Cada una de estas fuerzas se llama componente del sistema. La suma de todas las fuerzas aplicadas a un mismo punto se conoce como resultante. Si sobre un cuerpo actan fuerzas de la misma direccin y sentido, el resultante es otra fuerza de la mismadireccinysentido.Siactanfuerzasdelamismadireccinysentidocontrario,el resultante es una fuerza de la misma direccin, con el sentido de la mayor. EXAMEN Con base en el siguiente texto, contesta la pregunta 1. El pndulo es aquel cuerpo que cuelga de un punto por un hilo o varilla. 1. Qu tipo de movimiento presenta? A) Rectilneo uniforme B) Con rapidez constante C) Oscilatorio D) De rotacin 2. El movimiento de traslacin de un cuerpo lo observamos cuando: A) el cuerpo gira sobre su propio eje. B) el cuerpo va y viene en la misma direccin. C) el cuerpo sigue una trayectoria circular. D) el cuerpo cambia de posicin para llegar de un sitio a otro. Con base en el siguiente texto, contesta el reactivo 3 Un automvil que viaja por la carretera pasa por la marca del kilmetro 20 a las 9 de la maana. A las 11 de la maana pasa por la marca del kilmetro 180. 3. Calcula la velocidad en unidades del Sistema Internacional de Unidades. A) 22.22 m/s B) 25 m/s C) 42.22 m/s D) 80 m/s 4. La rapidez es la magnitud de: A) la aceleracin. B) del desplazamiento. C) de la velocidad. D) de la trayectoria. 5. De acuerdo con la siguiente grfica del movimiento de una persona, encuentra la velocidad en el intervalo de 3 a 5 horas. A) 0.55 m/s B) 2 m/s C) 4 m/s D) 5.5 m/s 6. La frecuencia es: A) el tamao del movimiento de oscilacin. B) es la distancia mnima entre partes iguales de la onda. C) el nmero de veces que ocurre un movimiento completo de vaivn en un segundo. D) es la distancia que avanza la onda en un ciclo. Con base en el siguiente texto, contesta la pregunta 7. Imagina un gato que empieza a beber en un estanque de agua. El gato mueve la lengua con una Frecuencia de 5 Hz, y produce olas que avanzan a 34 cm/s. 7. Cul es la longitud de onda de las olas que provoca? A) 1.7 m B) 170 m C) 6.8 cm D) 68 cm 8. Una onda trasversal es aquella en que: A) la perturbacin es paralela al desplazamiento. B) la perturbacin es perpendicular al desplazamiento. C) la perturbacin es igual la magnitud de la longitud de onda. D) la perturbacin es igual a la frecuencia. 9. Una onda longitudinal es aquella en que: A) la perturbacin es paralela al desplazamiento. B) la perturbacin es perpendicular al desplazamiento. C) la perturbacin es igual la magnitud de la longitud de onda. D) la perturbacin es igual a la frecuencia. 10. En el aire el sonido se propaga a una velocidad aproximada de: A) 33 m/s B) 340 m/s C) 3400 m/s D) 0.33 m/s 11. Si la frecuencia del sonido ms alta es de 20 000 Hz, encontrar su longitud de onda. A) 58.8 m B) 17 m C) 0.058 m D) 0.017 m 12. Los cuatro elementos de Aristteles son: 1) Fuego 2) Aire 3) Agua 4) Tierra 5) Cielo 6) Vaco A) 1, 2, 3, 5 B) 1, 2, 3, 4 C) 1, 2, 3, 6 D) 1, 2, 3, 5 13. Fue el que afirm que Todos los objetos caen exactamente igual siempre que no haya obstculos en su movimiento: A) Nicols Coprnico B) Isaac Newton C) Aristteles D) Galileo Galilei 14. Encontrar la aceleracin de un ciclista si su velocidad de 2 m/s pasa a una velocidad de 14 m/s en un intervalo de tiempo de 4 segundos. A) 2 m/s2 B) 4 m/s2 C) 12 m/s2 D) 3 m/s 15.-Unautomvilpartedelreposoyacelerauniformementearaznde0.5m/s2duranteun minuto, al trmino del cual deja de acelerar por espacio de un minuto ms. Finalmente, frena detenindose en 10 segundos. Determinar el espacio total recorrido. a) 2800m b) 2300m c) 2478m d) 2850m e) 1500m