Trabajo de Investigación. FÍSICA

Salma NookDocumentos de Investigación10 de Noviembre de 2015

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Unidad 3

Cinematica.

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CECyT 5 “Benito Juárez”
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Trabajo de Investigación.

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Prof: Francisco Patricio Millán Amaya.
Salma Rincón Yáñez.[pic 6]

Introducción.

Desde siempre el hombre ha querido entender y dar explicación a fenómenos que están presentes en su vida cotidiana. Preguntas comunes como por qué sale el sol cada mañana, cómo funcionan las cosas, ¿existirá vida en Marte? etc.
y otras que surgen en base a estudios más específicos, como por ejemplo de la electricidad.

Es difícil imaginar el concepto de electricidad, esta inquietud es la que le surgió a Carl Friedrich Gauss quien a través del método científico intentó dar una respuesta a esta interrogante. Así surgen nuevos conceptos, ideas, se desarrollan instrumentos que sean capaces de analizar o detectar cambios que puedan ser útiles para los estudios, como también nuevas interrogantes luego de los avances obtenidos. Gracias a estos estudios ahora entendemos conceptos tales como flujo eléctrico, carga eléctrica, etc.

Definitivamente el hambre de conocimiento es una carrera de nunca acabar, en donde siempre existirán inquietudes, respuestas y nuevas inquietudes. Lo importante es el aporte al conocimiento, ya que de este modo se podrá, al tener conciencia del comportamiento, nuevas tecnologías y por ende un desarrollo global de la sociedad.

Física 1

Contenido

UNIDAD 1.

GENERALIDADES

Historia de la física y su clasificación……………………………………….....4
Las ciencias con las que se relaciona…………………………………………7
División de la física para su estudio …………………………………………..8
Definición de fenómenos físicos ………………………………………………9
Mediciones y errores asociados……………………………………………….10
Problemas propuestos………………………………………………………...14
Cantidades y unidades fundamentales y derivadas………………………..15
Conversión de unidades……………………………………………………….18
Problemas propuestos…………………………………………………………19

UNIDAD 2.

MECÁNICA (ESTÁTICA)

2.1 Cantidades escalares ……………………………………………………… …21
2.2 Cantidades vectoriales…………………………………………………………...22
2.3 Suma y resta de vectores utilizando métodos gráficos y analíticos…………24
Problemas propuestos………………………………………………………….29
2.4 1 y 2 Condición del equilibrio ……………………………………………………30
2.5 Diagrama de cuerpo libre o diagrama de fuerzas ……………………… .…..32
2.6 Principio de transmisibilidad de las fuerzas ……………………………………34
Problemas propuestos…………………………………………………………..35
Problemas propuestos ………………………………………………………….36

UNIDAD 3.

CINEMÁTICA

3.1 Conceptos generales de cinemática……………………………………….38
3.2 Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)……………………………………..42
Problemas propuestos ……………………………………………………..49
3.3 Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV)………………….50
3.4 Caída libre y tiro vertical ……………………………………………………..54
Problemas propuestos……………………………………………………..64
3.5 Movimiento parabólico ………………………………………………………65

DINÁMICA

4.1 Conceptos generales de dinámica……………………………….…….73
4.2 Leyes de Newton……………………………………………………… ...74
Problemas propuestos …………………………………………… …..75
4.3 Ley de la gravitación universal …………………………………………76
Problemas propuestos…………………………………………….……77
4.4 Fricción (o rozamiento)…………………………………………………..78
Problemas propuestos………………………………………………....81
4.5 Trabajo ………………………………………………………………..….82
4.6 Energía …………………………………………………..……………….84
Problemas propuestos…………………………………………….….89

Bibliografía y mesografía ……………………………………………………..92

Alfabeto griego………………………………………………………………….93

Historia de la física y su clasificación.

FÍSICA

La física (del griego, «naturaleza») actualmente se entiende como la ciencia de la naturaleza o fenómenos materiales. Estudia las propiedades de la materia, la energía, el tiempo, el espacio y sus interacciones (fuerza). Los sistemas físicos se caracterizan por:

Tener una ubicación en el espacio-tiempo.
Tener un estado físico definido sujeto a evolución temporal.
Poderle asociar una magnitud física llamada energía.

La física estudia por lo tanto un amplio rango de campos y fenómenos naturales, desde las partículas subatómicas hasta la formación y evolución del Universo así como multitud de fenómenos naturales cotidianos, caracterizados por cierta geometría o topología y cierta evolución temporal y cuantificados mediante magnitudes físicas como la energía.

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(Figura 1, unidad 1.1) (Figura 2, unidad 1.1)

HISTORIA

Desde la antigüedad las personas han tratado de comprender la naturaleza y los fenómenos que en ella se observan: el paso de las estaciones, el movimiento de los cuerpos y de los astros, etc. Las primeras explicaciones se basaron en consideraciones filosóficas y sin realizar verificaciones experimentales, concepto este inexistente en aquel entonces. Por tal motivo algunas interpretaciones "falsas", como la hecha por Ptolomeo - "La Tierra está en el centro del Universo y alrededor de ella giran los astros" - perduraron cientos de años.

En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experimentos para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando el plano inclinado descubrió la ley de la inercia de la dinámica y con el telescopio observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor.

En el Siglo XVII Newton (1687) formuló las leyes clásicas de la dinámica (Leyes de Newton) y la Ley de la gravitación universal de Newton.

A partir del Siglo XVIII se produce el desarrollo de otras disciplinas tales como la termodinámica, la mecánica estadística y la física de fluidos.

En el Siglo XIX se producen avances fundamentales en electricidad y magnetismo. En 1855 Maxwell unificó ambos fenómenos y las respectivas teorías vigentes hasta entonces en la Teoría del electromagnetismo, descrita a través de las Ecuaciones de Maxwell. Una de las predicciones de esta teoría es que la luz es una onda electromagnética. A finales de este siglo se producen los primeros descubrimientos sobre radiactividad dando comienzo el campo de la física nuclear. En 1897 Thomson descubrió el electrón.

Durante el Siglo XX la Física se desarrolló plenamente:

En 1904 se propuso el primer modelo del átomo.
En 1905 Einstein formuló la Teoría de la Relatividad especial, la cual coincide con las Leyes de Newton cuando los fenómenos se desarrollan a velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.
En 1915 Einstein extendió la Teoría de la Relatividad especial formulando la Teoría de laRelatividad general, la cual sustituye a la Ley de gravitación de Newton y la comprende en los casos de masas pequeñas. Planck, Einstein, Bohr y otros desarrollaron la Teoría cuántica a fin de explicar resultados experimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos.
En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas.
En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la Mecánica cuántica, la cual comprende las teorías cuánticas precedentes y suministra las herramientas teóricas para la Física de la materia condensada. Posteriormente se formuló la Teoría cuántica de campos para extender la Mecánica cuántica de manera consistente con la Teoría de la Relatividad especial, alcanzando su forma moderna a finales de los 40 gracias al trabajo de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson, quienes formularon la Teoría de la Electrodinámica cuántica. Asimismo, esta teoría suministró las bases para el desarrollo de la Física de partículas.
En 1954 Yang y Mills desarrollaron las bases del Modelo estándar. Este modelo se completó en los años 70 y con él fue posible predecir las propiedades de partículas no observadas previamente pero que fueron descubiertas sucesivamente siendo la última de ellas el quark top. En la actualidad el modelo estándar describe todas las partículas elementales observadas así como la naturaleza de su interacción.

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