Este documento presenta un resumen de los conceptos básicos de física. Explica que la física estudia los fenómenos y transformaciones de la materia y la energía considerando solo atributos medibles. Divide la física en clásica y moderna. También resume las leyes de Newton, los conceptos de fuerza, trabajo, movimiento y electricidad.

1. Ing. Josué Alvarado Sánchez 1
Física
FISICA
Es la ciencia que estudia los fenómenos y transformaciones que ocurren en la materia y en la
energía, tomando en consideración solo los atributos que pueden ser medidos.
Divisiones:
Física Clásica: Estudia todos aquéllos fenómenos en los cuales la velocidad es muy pequeña
comparada con la velocidad de propagación de la luz;
Física Moderna. Se encarga del estudio de todos aquellos fenómenos producidos a la
velocidad de la luz o con valores cercanos a ella.
Mecánica
Termología
Física Clásica Acústica
Óptica
Electromagnetismo
Mecánica
Física Moderna Atómica
Nuclear
LEYES DE NEWTON
PRIMERA LEY. (LEY DE LA INERCIA). Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.
SEGUNDA LEY. (LEY FUNDAMENTAL DE LA DINÀMICA). La fuerza que actúa sobre un
cuerpo es directamente proporcional a su aceleración. F = ma
TERCERA LEY. (LEY DE ACCIÒN Y REACCIÒN). Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre
otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.
FUERZA: Se define como una magnitud vectorial capaz de deformar los cuerpos, modificar su
velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles.
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. “La fuerza neta
aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo”.
La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la
relación de la siguiente forma:
F=ma

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Física
La fuerza puede tener unidades de Newtons (N), dinas (d).
Ejercicios:
1. Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5 N a un cuerpo cuya masa es de
1000g. Expresar el resultado en m/s².
2. Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 200N le produce una
aceleración de 300 cm/s². Exprese el resultado en Kg
3. Determina la fuerza necesaria para mover un cuerpo de masa igual a 250 libras, si al
moverlo se produce una aceleración de 3.6 m/s2.
PESO. En física, es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo.
Normalmente, se considera respecto de la fuerza de gravedad terrestre. Se obtiene en dinas o
newtons.
ϖ = mg
TRABAJO. Es una cantidad escalar, y es igual al producto de la fuerza aplicada a un cuerpo
por el desplazamiento de este mismo. Las unidades del trabajo son los Joules y las calorías,
además de los ergios en el sistema cgs.
T = Fd
El trabajo producido al desplazar un objeto puede también llevarse a cabo de manera angular,
por lo que es necesaria la implementación de nuevas fórmulas en las cuales se considera la
fuerza aplicada con respecto a x.
T = Fd cos θ
Ejercicios:
1. Un remolcador ejerce una fuerza constante de 4000 N sobre un barco y lo mueve una
distancia de 15 m a través del puerto. ¿Qué trabajo realizó el remolcador?
2. ¿Qué trabajo realiza una fuerza de 65 N al arrastrar un bloque a través de una
distancia de 38 m, cuando la fuerza es trasmitida por medio de una cuerda de 60° con
la horizontal?
3. Julio realiza un trabajo de 176 J al subir 3 m. ¿Cuál es la masa de Julio?
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO
1. MOVIMIENTOS EN UNA DIMENSIÒN
MOVIMIENTO HORIZONTAL
La posición es la separación entre un objeto y un punto de referencia.
El desplazamiento es el cambio de posición de un objeto.
La distancia entre dos objetos se calcula midiendo su separación y no requiere de un sistema
de referencia.
La rapidez es una cantidad escalar que representa cambio de posición en un intervalo de
tiempo sin marcar una dirección específica.

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La velocidad es una cantidad vectorial que representa un cambio de posición dividido entre la
diferencia de dos tiempo, con una dirección determinada.
Ejercicios:
1.- Un auto con una velocidad de 2 m/s acelera a razón de 4 m/s 2 durante 2.5 s. ¿Cuál es su
velocidad después de 2.5 segundos?
2.- Un avión aterriza a una velocidad de 100 m/s y puede acelerar a un ritmo máximo de -5 m/s 2
hasta detenerse.
a) Desde el momento en que toca la pista, ¿cuál es tiempo mínimo que el avión emplea
en detenerse?
b) ¿Puede el avión aterrizar en el aeropuerto de una pequeña isla, donde la pista tiene
0.8Km de longitud?
3.- Un automóvil viaja a 40 Km/h y desacelera a una tasa constante de 0.5 m/s 2. Calcule:
a) La distancia que recorre hasta que se detiene.
b) El tiempo que tarda en detenerse.
CAIDA LIBRE
La caída libre es un movimiento vertical en el cual la aceleración del objeto es la gravedad, a la
cual se le da el signo positivo ya que ayuda al movimiento y tiene un valor promedio de 9.8 m/s 2
ó de 32ft/s2.
Ejercicios:
1.- Una pelota, que parte del reposo, se deja caer durante 5 segundos.
a) ¿Cuál es su posición en ese instante?
b) ¿Cuál es su velocidad en ese instante?
2.- Una piedra es lanzada hacia abajo con una velocidad inicial de 6 m/s. ¿Cuál es su velocidad
final después de caer una distancia de 40 m?
3.- Una pelota es lanzada hacia abajo con una velocidad inicial de 2 m/s. ¿Cuál es su velocidad
final después de caer una distancia de 6 m?
TIRO VERTICAL
En este tipo de movimiento la gravedad se considera negativa ya que se opone a él. Se utilizan
las mismas formulas que en la caída libre.
Ejercicios:
1.- Una flecha es disparada verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 40 m/s.
a) ¿Cuánto tiempo se elevará?
b) ¿Qué altura alcanzará?

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c) ¿Cuál su posición vertical y su velocidad después de 2 s?
2.- Una persona lanza una pelota en dirección vertical hacia arriba y la atrapa después de 2
segundos. Encuentre
a) La velocidad inicial de la pelota
b) La altura máxima que alcanza
3.- Un proyectil es arrojado verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial de 15 m/s:
¿Cuáles son su posición y su velocidad después de 1 s y después de 4 s?
MOVIMIENTOS EN DOS DIMENSIONES
TIRO PARABÓLICO
Para todos los proyectiles lanzados con el mismo impulso, la altura máxima, el alcance
horizontal y el tiempo están determinados por el ángulo de salida.
Al aumentar el ángulo, el alcance horizontal “X”, la altura máxima y el tiempo aumentan.
LANZAMIENTO CON ÁNGULO
La velocidad inicial del proyectil v 0 tiene dos componentes v x = v 0 cos θ y v y = v 0 senθ .
La posición también tiene las dos coordenadas (X, Y)
COMPONENTE VERTICAL
Verticalmente el movimiento es uniformemente acelerado. La única fuerza que actúa sobre el
proyectil es la gravedad, por lo que la aceleración es g = -9.81 m/s2.
Para cualquier instante del movimiento la velocidad vertical v y debe calcularse como si fuera
lanzamiento vertical
COMPONENTE HORIZONTAL
Horizontalmente la velocidad es constante v x = v 0 cos θ y debe calcularse como si fuera
movimiento rectilíneo uniforme.

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Ejercicios:
1. Se patea un balón de fútbol con un ángulo de 37° con una velocidad de 20 m/s. Calcule:
a) La altura máxima.
b) El tiempo que permanece en el aire.
c) La distancia a la que llega al suelo.
2.- Un proyectil es disparado con una rapidez inicial de 75.2 m/s, a un ángulo de 34.5° por
encima de la horizontal a lo largo de un campo de tiro plano. Calcule
a) La máxima altura alcanzada por el proyectil.
b) El tiempo que total que el proyectil permanece en el aire
c) La distancia horizontal total
d) La velocidad de x y y del proyectil después de 1.5 s de haber sido disparado
3.- Una flecha se dispara con un ángulo de 50° con respecto a la horizontal y con una velocidad
de 35 m/s.
a) ¿Cuál es su posición horizontal y vertical después de 4 segundos?
b) ¿Cuál es la velocidad en x y y después de 4 segundos?
MOVIMIENTO CIRCULAR
Es un movimiento en el cual la velocidad no cambia, pues solo hay un cambio en la dirección.
El desplazamiento angular de un cuerpo describe la cantidad de rotación.
Medidas del desplazamiento angular.
El ángulo en radianes es la razón entre la distancia del arco s y el radio R del arco.
Un radian no tiene unidades y es la razón entre dos longitudes.
La velocidad angular es la razón de cambio de desplazamiento angular con respecto al
tiempo.
La aceleración angular es la tasa de cambio de la velocidad angular en el tiempo.
La frecuencia f es el número de vueltas dadas en un segundo. El período T es la magnitud
inversa, es decir, el tiempo (en segundos) empleado en dar una vuelta completa.

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Ejercicios:
1.- Un punto situado en el borde de un disco giratorio cuyo radio es de 8m se mueve a través
de un ángulo de 37º .Calcule la longitud del arco descrito por el punto.
2.-La rueda de una bicicleta tiene un diámetro de 66cm y da 40 revoluciones en 1 min.
a) ¿Cuál es su velocidad angular?
b) ¿Qué distancia se desplazará la rueda?
3.-Un volante aumenta su velocidad de rotación de 37.7 rad/s a 75.4 rad/s en 8 s ¿Cual es su
aceleración angular?
ELECTRICIDAD
Energía es la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo eléctrico cualquiera para
realizar un trabajo.
De acuerdo con el postulado de la física, “la energía ni se crea ni se destruye, se transforma”,
en el caso de la energía eléctrica esa transformación se manifiesta en la obtención de luz,
calor, frío, movimiento (en un motor), o en otro trabajo útil que realice cualquier dispositivo
conectado a un circuito eléctrico cerrado.
La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en joule y se representa con la
letra “J”.
CARGA ELÉCTRICA
La carga eléctrica es una magnitud física característica de los fenómenos eléctricos. La carga
eléctrica es una propiedad de los cuerpos. Cualquier trozo de materia puede adquirir carga
eléctrica.
La electricidad estática es una carga eléctrica que se mantiene en estado estacionario (en
reposo) sobre un objeto, causada por la pérdida o ganancia de electrones.
Todo cuerpo se compone de átomos, cada uno de los cuales posee igual número de electrones
y protones. Los electrones poseen una carga negativa, y los protones una carga positiva.
Estas cargas se contrarrestan unas a otras, para que el objeto resulte neutro (no cargado).
Pero al frotar, por ejemplo, un peine o peineta sobre un chaleco los electrones saltan del
chaleco al peine y éste se carga de electricidad estática. El peine pasa a tener más electrones
que protones y se carga negativamente, mientras que el chaleco con más protones que
electrones, se carga positivamente.
Por lo tanto, se pueden definir dos tipos de cargas eléctricas:
1.- Carga positiva: Corresponde a la carga del protón.
2.- Carga negativa: Corresponde a la carga del electrón.
Las cargas eléctricas no se crean al frotar un cuerpo, sino que se trasladan.
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.

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La unidad con que se mide la carga eléctrica es el coulomb (C), en honor a Charles Coulomb,
y que corresponde a lo siguiente:
1 Coulomb = 6,25x1018 electrones. Por lo que la carga del electrón es de 1,6x10 -19 C.
Un campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas
eléctricas (la causa del flujo eléctrico) y se mide en Voltios por metro (V/m). El flujo decrece con
la distancia a la fuente que provoca el campo.
CORRIENTE ELÉCTRICA
Las cargas eléctricas en movimiento en un conductor constituyen una corriente eléctrica.
La corriente eléctrica es producida por una diferencia de potencial entre dos puntos. Se
produce una diferencia de potencial entre dos puntos cuando éstos tienen cargas de diferente
signo.
Cuando un conductor C une dos cuerpos A y B, el cuerpo A con exceso de electrones y el
cuerpo B con déficit de electrones, los electrones se distribuyen uniformemente entre ambos
cuerpos. El movimiento de los electrones a través de C se conoce como corriente eléctrica.
La fuerza que impulsa a los electrones a moverse se debe a la diferencia de potencial o tensión
(V) que existe entre A y B. Si la tensión es muy alta, los electrones pueden pasar de un cuerpo
al otro a través del aire, por ejemplo, el rayo. En cambio, si la tensión es baja, los electrones
necesitan ciertos materiales, llamados conductores, para pasar de un cuerpo a otro. Los
conductores más importantes son los metales
Existen dos tipos de corriente: la corriente alterna y la corriente continua.
a) Corriente continua: Abreviado como DC, es aquella en la cual las cargas se mueven en
una sola dirección. Las pilas y baterías producen este tipo de corriente.
b) Corriente alterna: Abreviada AC, es aquella en la cual las cargas fluyen en una dirección y
luego en dirección opuesta. Su polaridad cambia de forma cíclica en el circuito. Las veces
(ciclos) o “frecuencia” en que cambia por segundo se mide en hertz (Hz).
DIFERENCIA DE POTENCIAL
La diferencia de potencial entre dos puntos es la energía que hay que dar a una carga positiva
para desplazarla desde un punto al otro. La unidad de medida es el voltio (V).
Del mismo modo que se necesita una presión para que circule agua por una tubería, se
necesita tensión (fuerza) para que circule la corriente eléctrica por un conductor.
LA INTENSIDAD DE CORRIENTE
Es la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor por unidad de tiempo. Su unidad
es el amperio (A). Corresponde al paso de un coulomb de carga cada segundo.
POTENCIA ELÉCTRICA
Potencia es la velocidad a la que se consume la energía.
También se puede definir Potencia como la energía desarrollada o consumida en una unidad
de tiempo, expresada en la fórmula

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E
P= Potencia es igual a la energía dividida por el tiempo
t
Si la unidad de potencia (P) es el watt (W), en honor de Santiago Watt, la energía (E) se
expresa en julios (J) y el tiempo (t) lo expresamos en segundos, tenemos que:
Como un J/seg equivale a 1 watt (W), por tanto, cuando se consume 1 julio (joule) de potencia
en un segundo, estamos gastando o consumiendo 1 watt de energía eléctrica.
Para calcular la potencia que consume un dispositivo conectado a un circuito eléctrico se
multiplica el valor de la tensión, en volt (V), por el valor de la intensidad (I) de la corriente que lo
recorre (expresada en ampere).
P=V*I
Potencia (P) es igual a la tensión (V) multiplicada por la Intensidad (I).
Como la potencia se expresa en watt (W), sustituimos la “P” que identifica la potencia por su
equivalente, es decir, la “W” de watt, tenemos también que: P = W, por tanto,
W=V*I
Watt (W) es igual a la tensión (V) multiplicada por la Intensidad (I).
Si conocemos la potencia en watt de un dispositivo y la tensión o voltaje aplicado (V) y
queremos hallar la intensidad de corriente (I) que fluye por un circuito, despejamos la fórmula
anterior y realizamos la operación matemática correspondiente:
W
I =
V
Para hallar la potencia de consumo en watt de un dispositivo, también se pueden utilizar
cualquiera de las dos fórmulas siguientes:
V2
P=I R 2
P=
R
Con la primera, el valor de la potencia se obtiene elevando al cuadrado el valor de la intensidad
de corriente en ampere (A) que fluye por el circuito, multiplicando a continuación ese resultado
por el valor de la resistencia en ohm o ohmio (Ω) que posee la carga o consumidor conectado
al propio circuito.
Con la segunda fórmula obtenemos el mismo resultado elevando al cuadrado el valor del
voltaje de la red eléctrica y dividiéndolo a continuación por el valor en ohm o ohmio (Ω) que
posee la resistencia de la carga conectada.
KILOWATT/HORA
Usando el watt y el segundo resultan unidades muy pequeñas, por ello, para medir la potencia
eléctrica se usa otra unidad llamada kilowatt-hora.

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Esta unidad proviene de despejar energía de la ya conocida ecuación
E
P= La energía queda: E = Pt
t
Entonces la unidad de energía sería
1 julio = 1 watt x 1 segundo pero 1 kilowatt = 1000 watt y 1 hora = 3600 segundos
1 Kilowatt-hora: 1 KWh = 1000 watt x 3600 segundos = 3,6 x 10 6 julios
1 KWh = 3.600.000 julios
RESISTENCIA ELÉCTRICA
Se denomina resistencia eléctrica (R) de una sustancia o materia a la oposición que
encuentra la corriente eléctrica para circular a través de dicha sustancia. Su valor viene dado
en ohms o ohmios, se designa con la letra griega omega mayúscula (Ω).
Ley de Ohm
La diferencia de potencial entre dos puntos de un conductor es directamente proporcional a la
intensidad que circula por él. La relación entre estos factores constituye una ley fundamental.
V=IR
Según sea la magnitud de esta oposición, las sustancias se clasifican en conductoras,
aislantes y semiconductoras. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas
condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el
que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.
A una misma fuente de corriente se pueden conectar o asociar dos o más resistencias; esto se
puede hacer de dos maneras: en serie y en paralelo.
En la práctica, muchas resistencias son aparatos que transforman la energía eléctrica en otra
diferente. Ejemplos: lavadoras, hornos, planchas, etc.
RESISTENCIAS EN SERIE
En la figura se han conectado tres focos en serie
Los focos están conectados en serie, si sacas uno de ellos (o se quema) se apagan todos
porque el circuito queda interrumpido.
Las características de las resistencias conectadas en serie son:
a) por cada resistencia circula la misma corriente

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I = I1 = I2 = I3
b) El voltaje de la fuente es igual a la suma de las tensiones de cada una de las resistencias
V = V1 + V2 + V3
c) la resistencia equivalente a todas ellas es igual a la suma de cada una de las resistencias
R = R1 + R2 + R3
RESISTENCIAS EN PARALELO
En la figura se han conectado tres focos en paralelo
Los focos de un salón de clases están conectados en paralelo, si se quema uno de ellos no se
apagan los otros porque cada uno está conectado en forma independiente a la fuente de
corriente.
Las características de las resistencias conectadas en paralelo son:
a) La corriente que produce la fuente de corriente es igual a la suma de la corriente que circula
por cada resistencia.
I = I1 + I2 + I3
b) La tensión de la fuente es igual a la tensión de cada una de las resistencias
V = V1 = V2 = V3
c) la resistencia equivalente a todas ellas es igual a la suma del inverso de cada resistencia