viernes, 2 de marzo de 2012
Apunte Introductorio Física 5to año 2012
FÍSICA 5to año 2012
Revisión e Introducción
La Física es una ciencia: ¿Recuerdas lo que eso significa?
Los Físicos usan el método científico, experimental, inductivo-deductivo para descubrir las verdaderas causas de los fenómenos físicos que ocurren en la naturaleza, y lograr así un cuerpo de conocimientos relevantes, coherentes, universales que expliquen las cosas que ocurren en nuestro universo.
¿Recuerdas los pasos del método científico?. Si no es así revísalos, así como sus características y las características del conocimiento científico.
¿Qué son los fenómenos físicos?. Ocurren continuamente a nuestro alrededor, a veces sin que ni siquiera seamos conscientes de ello. Procura escribir una lista de por lo menos 10 fenómenos físicos que puedas observar en un día cualquiera de tu vida.
Recordemos también que debido a la variedad y complejidad de estos fenómenos la Física se ha dividido en diferentes ramas, que siguen aumentando a medida que se acumulan más conocimientos. Así ternemos por ejemplo: la Mecánica clásica o newtoniana (¿por qué se llamará así?) y más modernamente la Mecánica Relativista, basada en la Teoría de la Relatividad de Einstein y la Mecánica Cuántica basada en la Teoría Cuántica de Planck y otros autores posteriores. El Magnetismo, la Electrostática y la Electrodinámica clásicas y las más modernas Electromagnetismo y Electrónica, Las tradicionales Termodinámica (Calor), Acústica (sonido) y Óptica (luz) y la más moderna Física Atómica o Nuclear. Como podrás ver cada rama está basada en una forma particular de manifestación de la energía. Por esto será necesario que tengamos muy claro este concepto.
Aceptando que la materia y la energía son las dos realidades que forman el espacio tiempo de nuestro universo, y que la materia es inerte y no puede realizar cambios por sí misma, debemos entender a la energía entonces como la causa de todos los cambios. Esto es clave que lo entiendas: todos los cambios por simples o complejos que parezcan son producidos por alguna forma de energía.
¿Qué son las formas de energía?. Es una clasificación que hacemos basados en sus manifestaciones y en los fenómenos que produce. Aquí es bueno recordar que debemos evitar considerar como formas de energía a aquellas denominaciones que se refieren específicamente a cuerpos u otras realidades que funcionen como fuentes de energía. Es decir por ejemplo: la energía solar es la energía que proviene del sol, el sol es la fuente, las formas son la luz, el calor y otras radiaciones emitidas por el sol… Lo mismo ocurre con otras mal llamadas formas de energía como la eólica (cinética del viento), hidráulica (cinética o potencial del agua), mareomotriz (cinética de las mareas). Procura entonces escribir una lista de al menos 10 clases verdaderas de energía.
Más allá de esta variedad de manifestaciones de la energía, descubrimos que tiene algunas características generales, es decir que se corresponden a cualquiera de estas formas. ¿Recuerdas estas características? Anótalas para no olvidarlas porque muchas veces hablaremos de ellas.
Una de estas características que seguramente ya recordaste es la transferencia… La energía (cualquiera de sus formas) puede transferirse básicamente de tres maneras diferentes. ¿Cuáles?
Ahora puedes asociar cada forma de transferencia, con alguna o algunas de las formas de energía que listaste antes.
Otro importante aspecto que no debemos olvidar en cuanto a la energía, es que para la Física es también una magnitud, es decir que se puede medir la cantidad de energía que tiene o que transfiere un cuerpo. Por la variedad de formas en que se manifiesta, no existe un instrumento ni una fórmula de cálculo de medida universal sino que estos son diferentes en cada caso, pero si existe una unidad internacional y otras que también se usan en diferentes ocasiones. Recuérdalas (no sólo sus nombres sino también sus definiciones o cantidades equivalentes)
Todos los temas que desarrollamos el año pasado en 4to año fueron de esta Mecánica Clásica, pero también otros que desarrollaremos este año. La Mecánica se ha dividido tradicionalmente en tres grandes ramas que encaran de forma diferente el movimiento de sólidos líquidos y gases. Son la Estática, la Cinemática y la Dinámica… Deberás recordar qué estudian cada una de ellas.
Un concepto clave, que relaciona la energía con los fenómenos en la Mecánica, es el concepto de Fuerza y por lo tanto será importante que recuperes lo aprendido el año anterior: su definición, características, elementos, clasificación, representación, unidades, instrumento, etc. así como también lo relacionado a los sistemas de fuerzas, sus clases, componentes y resultante y la manera de componerlos.
Bajo el capítulo Estática, vimos también temas relacionados con la gravedad, especialmente la Ley de Gravitación Universal y las características de la gravedad terrestre y los fenómenos que esta provoca. ¿Los recuerdas?. Para finalizar con el equilibrio de los cuerpos bajo acción gravitatoria, sus condiciones y variantes.
Bajo el capítulo cinemática estudiamos el movimiento de los cuerpos, su clasificación y las variables del mismo, especialmente espacio, tiempo, velocidad y aceleración, sus relaciones matemáticas y las leyes del MRU y del MRUV.
MRU: a = 0; v=k; x=v.t
MRUV: a=k; Δv = a.t; Δx =vo.t +½a.t2; 2.x.a=v2-vo2
No estudiamos Movimiento circular, tema que abordaremos este año.
Bajo el capítulo dinámica estudiamos sus variables empezando por los principios fundamentales de Newton que debes recordar porque relacionan básicamente las fuerzas con el movimiento y luego las principales variables y fenómenos, como la cantidad de movimiento y el impulso, el Trabajo y las Energías cinética y potencial para terminar con la Potencia mecánica.
a = F/m; I=F.t; τ= F.x.cos α; P = τ/t
a = Δv/t; I= ΔC; C =m.v; τ = ΔEm; Em = Ec+Ep; Ec = ½m.v2 ; Ep = m.g.hvo2
No estudiamos Mecánica de fluidos, tema que abordaremos este año.
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