Física y aplicaciones

1. Física y Aplicaciones
Rodrigo Arias Grandon
rod.ariasg@profesor.duoc.cl

2. Mecánica clásica
El propósito de la mecánica clásica es el
estudio del movimiento de los cuerpos y
entender sus causas
Cinemática Dinámica Estática
Estudia el movimiento de los
cuerpos, sin tener en cuenta
su masa, ni los agentes que
producen dicho movimiento
es decir las fuerzas
Estudia los cuerpos
en equilibrio es
decir en reposo
Estudia el
movimiento de los
cuerpos teniendo en
cuenta las fuerzas,
es decir los agentes
q provocan el
movimiento

3. Magnitudes Físicas
Es toda propiedad de los cuerpos que
se puede medir, temperatura,
velocidad, Masa , etc.

4. Magnitudes escalares
Magnitudes vectoriales
Son todas aquellas que se miden por
medio de una escala de valores
ascendente o descendente.
Modulo : 4kg
Son todas aquellas que están compuesta por
un modulo, dirección y un sentido.

5. Magnitudes vectoriales
Modulo : 5 km/h = tamaño del
vector
a
Dirección
Sentido

6. Se utilizan rectas y fechas para representar a
un vector porque los representamos en un
plano cartesiano, a través de coordenadas

7. Como calcular el modulo
Se calculan mediante el teorema
de Pitágoras

8. Ejercicio
Grafique en su cuaderno los siguientes vectores:
A (0,5)
B (5,1)
C (2, -5)
D (-4,3)
Calcule el módulo y ordénelos de menor a mayor

9. Posición
ubicación de la partícula respecto a un punto de referencia
elegido que se considera el origen de un sistema
coordenado
Se designa X
Posición desplazamiento y Distancia
recorrida

10. X=Xf-xi
Variación o incremento
Se llama x porque el
desplazamiento es
una línea recta y
coincide con el eje x

11. Conceptos
Desplazamiento
Cambio de posición en un determinado intervalo de
tiempo
Se designa ∆𝑥 = 𝑥𝑓 − 𝑥𝑖
Es un vector
Magnitud
Dirección
Posición desplazamiento y distancia
recorrida

12. ¿Cuál es el desplazamiento de un móvil que esta
situado en dos instantes distintos en x1= 10m y x2=-
20m ?
De la figura, ¿Cuál será el desplazamiento del
móvil si realiza una vuelta completa?

13. En la siguiente grafica se muestra la trayectoria
seguida por un objeto que parte en x=2m
Calcular:
A- El desplazamiento
B- La distancia recorrida

14. Una persona realiza una caminata de A
hasta F como se muestra en la figura.
Calcular la distancia recorrida y el valor
de su desplazamiento.

15. En resumen
Distancia Recorrida Desplazamiento

16. El MRU se define como el movimiento en el cual un
objeto se desplaza en línea recta, en una sola dirección,
recorriendo distancias iguales en el mismo intervalo de
tiempo, manteniendo en todo su movimiento una
velocidad constante y sin aceleración.
Movimiento rectilíneo Uniforme

17. Conceptos
Velocidad (promedio, Media)
Desplazamiento ∆x la partícula dividido entre el
intervalo de tiempo ∆t durante el cual ocurre dicho
desplazamiento
También es un vector
𝑣𝑥 =
∆𝑥
∆𝑡
=
𝑥𝑓 − 𝑥𝑖
𝑡𝑓 − 𝑡𝑖
Movimiento rectilíneo Uniforme

18. Ejercicio
Un cerdito corre 20 metros hacia la derecha para comer una jugosa
manzana. Después camina hacia la izquierda 5 metros para comer una
nuez. Finalmente camina hacia la izquierda otros 25 metros para comer
otra nuez. El tiempo total que le tomo al cerdito hacer todo lo anterior fue
de 300 segundos ¿ Cual es la velocidad promedio y la rapidez promedio del
cerdito durante este tiempo?

19. Conceptos
Rapidez (promedio, media)
Distancia total recorrida dividida entre el intervalo
de tiempo total requerido para recorrer dicha
distancia
Es un escalar (no tiene dirección)
𝑣 =
𝑑
∆𝑡
=
𝑑
𝑡𝑓 − 𝑡𝑖

20. Como se muestra en la figura, Jenna se apresura 30 m hacia su
camioneta. Se da cuenta que olvidó su chaqueta, así que regresa hacia
su casa. El tiempo total de su recorrido es 75 s
¿Cuál es la velocidad promedio de Jenna durante el periodo de los 75 ?
¿Cuál es la rapidez promedio de Jenna durante el periodo de los 75 s?

21. Ejercicios
Usted camina por un pasillo de 100 m de largo para llegar a su
sala y se demora 45 s. Pero una vez que llega se da cuenta que
aun no ha llegado nadie y se devuelve 25 m al baño, lo que le
toma 10 segundos más.
¿Cuál es su velocidad promedio?
¿Cuál es su rapidez promedio?
WC
Sala
506

22. Rapidez y Velocidad instantánea
Es la velocidad que tiene un móvil en un instante en concreto, en un
segundo determinado
A B C
100 km/h 120 km/h 60 km/h
Cuando carabineros le mide la velocidad en
carretera, ¿Qué velocidad mide?

23. Ejemplos conceptuales
Se lanza una pelota al aire y se recibe al caer
¿Cuál es su velocidad promedio?
¿En qué momento la velocidad instantánea es
cero?

24. Velocidad constante
Si un cuerpo se mueve a velocidad constante, significa que avanza
en línea recta y que recorre la misma distancia en dos intervalos de
tiempo iguales. Por lo tanto, un cuerpo que tiene un movimiento con
velocidad constante describe un movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
Además, si la velocidad de un cuerpo es constante, significa que su
aceleración es nula. La aceleración de un cuerpo móvil indica la variación
de su velocidad, así pues, si la velocidad de un cuerpo no varia quiere
decir que su aceleración será igual a 0.

25. Velocidad constante
𝑣𝑥 =
∆𝑥
∆𝑡
𝑣𝑥 =
𝑥𝑓 − 𝑥𝑖
𝑡 − 0
𝑣𝑥 ∙ 𝑡 + 𝑥𝑖 = 𝑥𝑓
La posición final queda determinada por la posición
inicial, tiempo y velocidad

26. Ejercicios
Un atleta corre 50 m en 5 segundos.
¿Cuál es su velocidad?
Si el atleta sigue corriendo durante 7 segundos
¿cuánta distancia habrá alcanzado?
d
V T

27. Aceleración (promedio, Media)
Fenómeno que ocurre cuando una partícula o un
objeto cambia de velocidad en el tiempo
(cambio de velocidad durante un intervalo
tiempo)
Se mide en
𝑚
𝑠2
𝑎𝑥 =
∆𝑣𝑥
∆𝑡
=
𝑣𝑥𝑓 − 𝑣𝑥𝑖
𝑡𝑓 − 𝑡𝑖

28. Aceleración (promedio, Media)
La aceleración puede entenderse como: una variación de velocidad durante un intervalo de tiempo determinado (10s , 15s, 20s … etc)
Entonces la aceleración media (am) se define como la división de la variación de la velocidad (Δv ) y la variación del tiempo (Δt) .
¿Cuál es la aceleración promedio de un ciclista que, al ver una situación peligrosa, pasó de la velocidad de 10m/s para 20m/s20
20 segundos?

29. Un caballo de carreras al salir de la compuerta acelera desde el reposo hasta
una velocidad de 15,0 m/s hacia el oeste en 1,80 s. ¿Cuál es su aceleración
media?

30. Una flecha se acelera de cero a 40 m/s en 0.5 s que permanece en contacto
con la cuerda del arco ¿ cual es la aceleración media?

31. Aceleración instantánea
Cuando se mide la aceleración en un intervalo de tiempo tan pequeño que
equivale a un instante de tiempo (ejemplo 0.01 s)
Aceleración constante
Cuando la variación de velocidad es la misma, la aceleración se mantiene
constante
Aceleración promedio, Media
Cambio de velocidad durante un intervalo de tiempo grande (ejemplo muestreo
de velocidad entre 10 a 50 segundos)

32. Ecuaciones de aceleración constante
𝑣𝑥𝑓 = 𝑣𝑥𝑖 + 𝑎𝑥𝑡
𝑥𝑓 = 𝑥𝑖 +
1
2
𝑣𝑥𝑖 + 𝑣𝑥𝑓 𝑡
Para velocidad
Para posición
𝑥𝑓 = 𝑥𝑖 + 𝑣𝑥𝑖𝑡 +
1
2
𝑎𝑥𝑡2 Para posición
𝑣𝑥𝑓
2
= 𝑣𝑥𝑖
2
+ 2𝑎𝑥(𝑥𝑓 − 𝑥𝑖) Para velocidad

33. Un jet aterriza en un portaviones a 63 m/s
¿Cuál es su aceleración si se detiene en 2 s debido a un cable de arresto que traba
al jet y lo deja en reposo?
Si el jet toca el portaviones en xi=0, ¿cuál es su posición final?

34. Un automóvil que viaja con
una rapidez constante de
45.0 m/s pasa por donde un
patrullero en motocicleta
esta oculto detrás de un
anuncio. Un segundo
después de que el automóvil
pasa el anuncio, el
patrullero sale de su
escondite para detener al
automóvil, acelera con una
relación constante de 3.00
m/s2. ¿Cuanto tiempo tarda
en
dar alcance al automóvil?
tA= -1.00 s tB= 0 s tC= ? s