Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Física de Secundaria

Unidades de Energía

• Joule (J): Trabajo que hay que realizar con una fuerza de un newton (N) para recorrer un metro (m) en la misma dirección que se aplica esta fuerza.
• Caloría (cal): Cantidad de calor que se necesita para elevar 1 ºC (de 14.5 ºC a 15.5 ºC) la temperatura de un gramo (g) de agua (H₂O) a presión atmosférica. Estudia el calor y la energía de los alimentos.
• Vatio-hora (Wh): Energía eléctrica que se desarrolla durante una hora con un vatio (W) de potencia. Mide la producción o el consumo eléctrico.

Tipos de Energía

• Energía Mecánica (E_m)

  Energía relacionada con el movimiento y con las fuerzas que pueden producirlo. Puede ser cinética y potencial. La energía mecánica es la suma de ambas: E_m = E_c + E_p.

  • Energía Cinética

Cargas Móviles en Estructuras

Las cargas móviles son causas estáticas o cinemáticas que pueden ocupar distintas posiciones sobre las estructuras. El elemento distintivo de este tipo de cargas es el carácter variable de su posición, y no deben entonces ser confundidas con las cargas dinámicas, cuya esencia es la dependencia de su intensidad de la variable tiempo. Un tren de cargas es un conjunto de cargas móviles que mantienen su posición relativa al recorrer las estructuras. Un ejemplo de esto es la acción de los vehículos.

Objetivo

Determinar las incógnitas estáticas generadas cuando una carga no ocupa una posición fija, sino que se mueve en una misma línea del elemento estructural.

Coeficiente de Influencia

Analicemos una cadena...

Fundamentos del Movimiento Periódico y Oscilatorio

Un cuerpo o una partícula describe un movimiento periódico cuando las variables de su movimiento (posición, velocidad y aceleración) toman los mismos valores después de cada intervalo de tiempo constante, denominado periodo.

Un movimiento es vibratorio u oscilatorio cuando una partícula se desplaza sucesivamente a un lado y a otro de su posición de equilibrio, repitiendo sus variables cinemáticas a intervalos regulares de tiempo. Un ejemplo clásico de este tipo de movimiento es el péndulo.

El Movimiento Armónico Simple (MAS)

El movimiento oscilatorio de un cuerpo sobre una trayectoria recta es armónico simple (MAS) cuando está sometido a la acción de una fuerza recuperadora que es...

Relatividad del Movimiento

Un cuerpo está en movimiento cuando su posición, respecto a otro punto que se toma como referencia, cambia con el tiempo.

Elementos que Describen el Movimiento

• Móvil: Es el objeto que se está moviendo.
• Trayectoria: Es el camino que sigue el móvil.
• Origen: Es el punto que sirve de referencia para saber dónde está el móvil.
• Posición: Es el lugar donde se encuentra el móvil en un determinado momento.
• Tiempo: Es el instante en el que el móvil está en una posición.
• Relación: Permite calcular la posición del móvil.
• Desplazamiento: Es la cantidad que ha cambiado la posición del móvil entre dos instantes del viaje.
• Espacio Recorrido: Es la distancia que recorre el móvil.

Determinación del Movimiento

Un movimiento...

Conceptos Fundamentales de la Mecánica

A continuación, se presentan definiciones clave en el estudio de la mecánica:

Trabajo Mecánico:

Es la capacidad de una fuerza para provocar un desplazamiento.

Potencia:

Corresponde a la rapidez con que un cuerpo realiza un trabajo mecánico.

Energía Cinética:

Es la energía que se adquiere en función de la rapidez de un cuerpo.

Energía Potencial Gravitatoria:

Es la energía que se adquiere en función de la posición de un cuerpo en relación con la Tierra.

Energía Elástica:

Es la energía que un cuerpo adquiere al ser deformado.

Energía Mecánica:

En un sistema aislado, la energía mecánica se conserva.

Calor:

Es la energía que un cuerpo pierde por efectos de roce.

Roce:

Actúa siempre en contra del desplazamiento.

Centro de gravedad

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

En otras palabras, el centro de gravedad de un cuerpo es el lugar donde está aplicada la fuerza peso.

Equilibrio de los cuerpos apoyados y suspendidos

Condición de equilibrio de un cuerpo suspendido, móvil alrededor de un punto fijo

Para que un cuerpo móvil alrededor de un punto fijo esté en equilibrio, la vertical que pasa por el centro de gravedad debe...

1. ¿Qué es la energía?

Energía (E)

La energía es la capacidad que tiene un cuerpo o un sistema para realizar trabajo (W) o aportar calor (Q).

Ejemplos

• Un muelle comprimido posee energía elástica, ya que al dejarlo en libertad puede empujar a un objeto y realizar trabajo. Una pistola de paintball.
• Una masa de agua embalsada a cierta altura posee energía potencial porque al caer puede mover los álabes de una turbina, produciendo trabajo mecánico.

1.1 Unidades de energía

La energía se identifica con el trabajo; de ahí que se mida en las mismas unidades:

El julio (J)

Definición: Es el trabajo que realiza una fuerza de un newton al desplazar su punto de aplicación un metro en la misma dirección.

J = N · m = W · s

La caloría (cal)

Definición:

Conceptos Fundamentales de la Dinámica: Inercia, Fricción y Equilibrio

A continuación, se abordan preguntas clave sobre los principios básicos de la mecánica newtoniana, incluyendo la inercia, la fuerza de rozamiento y las condiciones de equilibrio.

Inercia y Movimiento

¿En qué dirección saltamos del autobús?

Esto se debe a que al bajar de un vehículo en movimiento, llevas un momento lineal (o “vuelo”) debido a la inercia. Esta es tu propia inercia de movimiento, no la inercia del autobús. Por esta razón, necesitarás avanzar un poco antes de detenerte. De otra manera, necesitarías aplicar mucha más fuerza (y equilibrio) para evitar caerte inmediatamente.

¿En qué consiste la propiedad de inercia?

La inercia es una medida de la...