miércoles, 17 de febrero de 2016

DINAMICA

Es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

INERCIA: Es la propiedad que tiene la materia de conservar un estado de reposo o de movimiento

                             EJEMPLO
Cuando alguien va corriendo en una bicicleta y para de repente sale disparada

Fuerza: es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad) o bien de deformarlo.


                    TIPOS DE FUERZA
Fuerza Gravitacional denominada también fuerza gravitatoria, fuerza de gravedad, interacción gravitatoria o gravitaciónEs la fuerza atracción ejercida entre dos cuerpos de grandes dimensiones. También se puede definir como la fuerza que experimentan entre sí los objetos con masa. es la responsable de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera.

..

Fuerza Electromagnética:es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento.

Fuerza Nuclear:es aquella fuerza que tiene origen exclusivamente en el interior de los núcleos atómicos. Existen dos fuerzas nucleares, la fuerza fuerte que actúa sobre los nucleones y la fuerza débil que actúa en el interior de los mismos


Característica de la Fuerzas

1.      Magnitud: consiste en el mayor o menor grado de fuerza aplicada para producir un cambio de forma o movimiento. También es conocida como la intensidad que representa la cantidad de fuerza aplicada sobre el objeto.
2.      Dirección: establece la orientación o trayectoria en que se mueve el cuerpo por efecto o aplicación de la fuerza, según los puntos cardinales.
3.      Sentido: nos indica hacia donde se aplica la fuerza, para cada dirección hay siempre dos sentidos, de los cuales se toma como positivas las fuerzas que actúan en un sentido y negativas las que actúan en sentido opuesto al positivo.
4.      Punto de aplicación: es la zona, lugar, sitio donde se ejerce o aplica la fuerza al objeto.

                     LEYES DE NEWTON
Existen 4 leyes de newton de los cuales 3 son del movimiento de los cuerpos.
las leyes de newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. También puede enunciarse como todo cuerpo que se encuentra en estado de reposo o de movimiento rectilineo uniforme tienden a mantenerse en el sino existe una fuerza que se lo haga cambiar

Segunda ley del movimiento de Newton o ley fundamental de la dinámica  ley de la masa o ley de fuerza dice que
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.También se enuncia como la aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre el e inversamente proporcional a su nasa.Otra forma de enunciar la segunda ley es La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración. 



Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto

LEY DE GRAVITACION UNIVERSAL:es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Matemáticamente se expresa de la siguiente forma:
 Fg=GMmr2


donde:
  • G es la constante de gravitación universal, G = 6,67·10-11 N·m2/kg2
  • M y m son las masas de los cuepos que interaccionan
  • r es la distancia que los separa.
OBSERVACION:A mayor masa de los objetos menor distancia entre ellos



CARGAS ELECTRICAS EN MOVIMIENTO

Electrodinámica:es la parte de la física que se encarga de estudiar las cargas eléctricas en movimiento.



HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD  


INTRODUCCIÓN A LOS CONCEPTOS DE ELECTRICIDAD



Conductor eléctrico:aquel material que en el momento en el cual se pone en contacto con un cuerpo cargado eléctricamente, trasmite la electricidad a todos los puntos de su superficie

                                                                                                                    EJEMPLOS
oro, plata, cobre, aluminio, bronce,grafito y la soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar),Zinc puro, Latón, Bronce con fòsforo, Alambre de hierro, Níquel, Alambre de acero,Hierro colado   entre otros


AISLANTES ELÉCTRICOS:es un material que impide el paso de la electricidad. Esto es posible ya que el material en cuestión no conduce la electricidad (rechaza el flujo de la corriente). En un aislante eléctrico, las cargas tienen dificultades para movilizarse


                                                 EJEMPLOS

Entre ellos se puede mencionar: plástico, hule, madera, caucho, cinta aislante,poliestireno y porcelana.



LA ELECTRICIDAD EN EL HOGAR, BENEFICIOS Y PELIGROS




Corriente eléctrica: es el movimiento de las cargas eléctricas en un conductor bajo la influencia de un campo eléctrico. También se define como el flujo de las cargas eléctricas en el espacio en una dirección determinada






Campo eléctrico: es una región en la cual se manifiestan fuerzas entre cargas.






Intensidad: es la cantidad de carga que pasa por un área del conductor en una unidad de tiempo. 


  


donde :
Q la magnitud de la carga, t el tiempo e I la magnitud de la corriente.La corriente eléctrica se mide en Amperios en honor al Físico francés Ampere

Densidad de corriente: es la cantidad de corriente que circula por una unidad de área
Donde:
J: densidad de corriente
I: intensidad
A: área o superficie


Corriente Alterna.(C.A) Se denominan así, a las corrientes que varían alternativamente de sentido y de magnitud. Son producidas por fuerzas eléctricas que cambian alternativamente de sentido e intensidad


generador de corriente: es un dispositivo capaz de transformar otro tipo de energía en energía eléctrica creando una diferencia de potencial entre dos áreas del dispositivo denominadas bornes o polos. 

Resistencia: es proporcional a la tensión eléctrica e inversamente proporcional a la intensidad de corriente.



RESISTIVIDAD DE ALGUNOS MATERIALES



Fuerza electromotriz (FEM) es la causa de que se mantenga una diferencia de potencial entre dos puntos, es decir, genera las condiciones para que las cargas eléctricas dentro de un circuito sigan en movimiento.Tambien se puede definir como el trabajo eléctrico (Wext)que realiza por cada unidad de carga positiva (q) que lo atraviesa. 
ε=Wextq

En el S.I. la f.e.m. (ε) se mide con la misma unidad que la diferencia de potencial, es decir, en julio/culombio o voltio..

Ley de ohm: es la relación entre la diferencia de potencial y la intensidad de la corriente






Circuito eléctrico :es un sistema en el cual la corriente eléctrica fluye por un conductor en una trayectoria completa, es decir, cerrada, debido a su diferencia de potencial

                            EJEMPLO
Un foco conectado a una pila por medio de un conductor es un ejemplo de un circuito eléctrico básico.

El circuito esta cerrado cuando la corriente eléctrica circula en todo el sistema y abierto cuando no circula por él. Para abrir o cerrar el circuito se emplea un interruptor



Fuentes de voltaje: Es un dispositivo que mantiene una diferencia de potencial, es capaz de mantener un flujo constante el cual suministra energía que permite que las cargas se desplacen








                             ACTIVIDAD

Se tiene un móvil de plata que tiene una longitud de 43m con un area de 45m cuadrado calcular:
  • Su resistencia 
  • El diámetro de otro móvil de aluminio que posea la misma resistencia y longitud anterior 
  • La corriente que circula cuando esta conectada a 6789v
una lampara marca 780v con una corriente  de 43A. Hallar el potencial eléctrico(usando las 3 formulas) 


la resistencia de una lampara de filamento de 879 ohm a 300cº a 0cº es de 80 ohm calcular:

  • El coeficiente de temperatura de la lampara 
  • La longitud del filamento a 0cº si tiene un área de 23 metro cuadrados y resistividad 21Ωm




               CONEXIÓN O ASOCIACIÓN DE RESISTENCIA

Resistencia resultante o equivalente: es el valor de la resistencia que se obtiene al asociar un conjunto de ellas.

ASOCIACIÓN EN SERIE:es cuando están conectados uno a continuación de otro.
Todas las resistencias están recorridas por la misma intensidad .
•El efecto que se consigue es aumentar la resistencia total en el circuito.
•El voltaje total (VT) que suministra la pila se gasta en las dos resistencias (V1 y V2).

                  Características

·         En serie se conectan los receptores (lámparas, motores, timbres, etc.), uno a continuación de otro.
·         Se reparten el voltaje de la pila entre ellos.
·         Por ejemplo, si conectamos tres bombillas en serie a una pila de 4,5 voltios, a cada una le corresponden solo 1,5 voltios, por lo que lucen muy poco.
·         Si se funde una bombilla, o la desconectamos, las demás dejan de lucir.


         EJEMPLO


ASOCIACIÓN EN PARALELO: Las resistencias se disponen de tal manera que los extremos de un lado se unen todos a un punto común y los del otro lado a otro punto común. Cada rama del circuito es recorrida por una intensidad diferente (I1 e I2).


Características

·         están conectadas a la misma diferencia de potencial mencionada.
·         origina una misma demanda de corriente eléctrica.
·         La corriente se repartirá por cada una de sus resistencias.
I           I=I1+I2+...+IN   

1R
1R=1R1+ 1R2+1R3




EJEMPLO
en las instalaciones eléctricas domésticas. La conexión entre los bombillos de una misma habitación está en paralelo, de manera que si un bombillo se "quema", los demás quedan encendidos. 

                 APLICACIÓN EN LA VIDA COTIDIANA

Existe cierta similitud en la disposición que adoptan los componentes electrónicos al conectarse de una u otra forma, con la que ordinariamente adoptamos al aparcar nuestro automóvil. Normalmente, en la mayoría de los supermercados tenemos que aparcar "en paralelo", también llamado aparcamiento "en batería". Sin embargo, en muchas de las calles de la mayoría de las ciudades la forma de aparcar habitual es "en serie" o "en linea".





ASOCIACIÓN MIXTO: Es aquel que es serie y paralelo a la vez


                                           EJEMPLO
Teniendo en cuenta la asociación de resistencias de la figura y que VA-VC = 200 V.

Calcular:
a) El valor de la resistencia equivalente que se obtiene al asociar las tres resistencias.
b) Cuanto vale el valor de la intensidad I 
c) Cuanto vale V
B-VC.
d) El valor de la intensidad de corriente que circula por R1.

Solución

Datos
VA-VC = 200 V
R1 = 1 KΩ = 1000 Ω
R= 300 Ω
R3 = 900 Ω
Resolución
Cuestión a)
Como se puede observar en la figura, disponemos de una asociación mixta ya que por un lado R1 y R2 se encuentran en paralelo y ambas en serie con R3. Vamos a calcular en primer lugar la resistencia equivalente entre R1 y R2 y que llamaremos R1,2.
1R1,2=1R1+1R21R1,2=11000+1300R1,2=230.77 Ω
Por tanto, podemos sustituir R1 y R2 por una resistencia R1,2 de tal forma que esta última se encuentre en serie con R3:
A continuación, podemos asociar ambas resistencias en serie y calcular la nueva resistencia equivalente R1,2,3:
R1,2,3=R1,2+R3 R1,2,3 = 230.77 + 900 R1,2,3= 1130.77 Ω
Cuestión b)
Si tenemos en cuenta la resistencia calculada anteriormente, podemos aplicar la ley de Ohm para calcular el valor de la intensidad I:
VAVC = I  R1,2,3 200 = I  1130.77 I = 0.18 A


Cuestión c)
Dado que conocemos el valor de I y de R3, podemos aplicar nuevamente la ley de Ohm para conocer el valor de VB-VC:
VBVC = I  R3 VBVC= 0.18  900 VBVC = 162 V


Cuestión d)
Antes de calcular, vamos a ver que ocurre con la intensidad de corriente cuando circula a través del circuito eléctrico completo:
Como puedes observar, la intensidad de corriente se bifurca y se une cada vez que circula una ramificación de resistencias en paralelo. Si aplicamos la ley de Ohm para R1, obtenemos que VA-VB = I1·R1. Conocemos R1 y podemos calcular VA-VB. Pues vamos a ello...
VAVC=(VAVB)+(VBVC) VAVB = (VAVC)(VBVC) VAVB=200162 VAVB=38 V


Aplicando la ley de Ohm sobre R1:
VAVB=I1R1 I1=VAVBR1I1=381000I1=0.038 A



                                                                                                                                          ACTIVIDAD

I.- Los siguientes circuitos se encuentran conectados en serie y tienen los siguientes datos:
*R1= 2Ω, R2=5Ω, R3= 9Ω V=10 Volts.
*R1= 10Ω, R2=20Ω, R3=25Ω, R4=50Ω V=768 Volts.
*R1= 8Ω, R2=23Ω, R3=20Ω, R4=45Ω V=89 Volts.
A todos los circuitos resuelva lo siguiente:
a).- Elabora un diagrama del circuito.
b).-Determina la resistencia equivalente.
c).-La intensidad de corriente de cada resistencia.
d).- La caída de voltaje de cada resistencia.

II.- Los siguientes circuitos se encuentran conectados en paralelo y tienen los siguientes datos:
*R1= 5Ω, R2=8Ω, R4= 7Ω V=120 Volts.
*R1= 5Ω, R2=3Ω, R3=5Ω, R4=9Ω V=240 Volts.
*R1= 8Ω, R2=5Ω, R3=2Ω, R4=4Ω V=60 Volts.
A todos los circuitos resuelva lo siguiente:
a).- Elabora un diagrama del circuito.
b).-Determina la resistencia equivalente.
c).-La intensidad de corriente de cada resistencia.
d).-La intensidad de corriente de la fuente.