cuadernillo fisica ii

Ing. Abraham Pérez Reyna

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Bachillerato

ICC Física II

UBICACIÓN CURRICULAR

COMPONENTE:

FORMACIÓN BÁSICA

PO DE CONOCIMIENTO:

Esta asignatura se imparte en el cuarto semestre, su antecedente es la

asignatura de Física I y se relaciona con Matemáticas III y Geografía.

SEANALES: 5

CDITOS: 10

COMPONENTE: FORMACION BASICA

CAMPO DEL CONOCIMIENTO: CIENCIAS NATURALES

HORAS SEMANALES: 5HORAS

DATOS DEL ALUMNO

Nombre: _______________________________________________________________________________

Plantel: ________________________________________________________________________________

Grupo: __________________ Turno: ___________________ Teléfono:____________________

Domicilio: _____________________________________________________________________________


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ICC Física II

Introducción.

Los conocimientos de la física respecto al funcionamiento del mundo material en sus niveles más básicos son importantes tanto para las demás ciencias naturales (astronomía, biología, meteorología…) como para la tecnología. Cuando oímos la palabra naturaleza, es común que la relacionemos con plantas, arboles, animales, ríos, mares y en algunas ocasiones lo que el ser humano ha transformado de ella. Pero a este concepto debemos agregarle que la naturaleza se relaciona también con todo lo que nos rodea; por ejemplo el sol, la luna, las montañas, las nubes, la lluvia, así como los aparatos con los que interactuamos diariamente. La palabra física proviene del vocablo griego phisiké que significa naturaleza. Y esto da como conclusión que la naturaleza está en constante cambio, y en nuestro entorno se originan una serie de fenómenos que se dan de forma natural o provocada. En los comienzos de su desarrollo, la física se consideraba como una ciencia dedicada a estudiar todos los fenómenos que se producen en la naturaleza. De ahí que durante muchos años recibió el nombre de “filosofía natural”. Posteriormente, a partir del siglo XIX, se restringió su campo de estudio, limitándose a estudiar más a fondo un menor número de fenómenos denominados “fenómenos físicos”, concluyendo con esto que la Física era solo una rama de las ciencias naturales, que junto con la Química y la Biología, ayudan a explicar los fenómenos que ocurren en nuestro planeta.


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HIDRAULICA

La hidráulica es la parte de la física que estudia la mecánica de los fluidos, analiza las leyes que rigen el

movimiento de los líquidos y las técnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas.

La hidráulica se divide en dos partes:

a) La hidrostática: se encarga de estudiar todo lo relacionado con los líquidos en reposo.

b) La hidrodinámica: se encarga de estudiar todo lo relacionado con el comportamiento de los

líquidos en movimiento.

En el estado líquido las moléculas no se encuentran confinadas en posiciones físicas sino que se mueven

con facilidad de una posición a otra, deslizándose unas sobre otras, de manera que todo liquido adopta

la forma del recipiente que lo contiene.

Las moléculas de un liquido están muy próximas entre si y soportan fuerzas de compresión muy

grandes. Los líquidos son prácticamente incompresibles.

Características de los líquidos.

Dentro del estudio de la hidrostática destaca el análisis de los líquidos, cuyas propiedades particulares

dan origen a otro tipo de propiedades que explican una serie de fenómenos característicos de una

sustancia.

Viscosidad.

Esta propiedad se origina por el rozamiento de unas partículas con otras, cuando un

líquido fluye. Por tal motivo, la viscosidad se define como una medida de la resistencia

que opone un líquido al fluir.

La unidad para medir la viscosidad es el poiseville o poise, que es la velocidad que tiene

un fluido en movimiento rectilíneo uniforme en una superficie plana, al ser retardado por

una fuerza de un newton por metro cuadrado.

1 Poiseville = Nw/m2 (sistema MKS)

1 Poise = Dinas/cm2 (sistema CGS)


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Tensión superficial.

Esta tensión hace que la superficie de un líquido se comporte como una finísima

membrana elástica. La cual resulta de la fuerza de atracción hacia el interior del líquido

que sufren las moléculas que se encuentran en la superficie.

Cohesión.

Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. Por la fuerza de

cohesión, si dos gotas de agua se juntan forman una sola.

Adherencia.

Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias

diferentes en contacto. Comúnmente las sustancias liquidas se adhieren a los cuerpos

sólidos.

Capilaridad.

Es la propiedad que tiene un cuerpo solido en atraer cierto líquido. Este efecto es el

mismo cuando una superficie porosa tiene la capacidad de absorber un líquido.


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DENSIDAD Y PESO ESPECÍFICO.

La densidad se define como la relación que existe entre la masa de una sustancia con la unidad de su

volumen.

𝝆 =𝒎

𝒗

Donde:

ρ = densidad (kg/m3)

m = masa del liquido (kg)

v = volumen (m3)

El peso especifico, se define como el peso por unidad de volumen de la sustancia.

𝑷𝒆 =𝒘

𝒗

𝑷𝒆 = 𝝆𝒈

Pe = Nw/m3

Ejercicios: 1.- Un objeto tiene una masa de 1950 kg.

a) ¿Cuál es el peso del objeto? b) Si el volumen que ocupo es de 0.25m3, ¿Cuál es su peso específico?

2.- Un objeto tiene una masa de 78.5 kg y un volumen de 0.45m3. a) ¿Cuál es su densidad? b) ¿Cuál es su peso específico?

3.- ¿Cuántos m3 ocuparan 1000 kg de alcohol, si este tiene una densidad de 790 kg/m3? 4.- ¿Cuál es el volumen en litros de 3000 Nw de aceite de oliva, si su peso especifico es de 9016 Nw/m3? 5.- Calcular el peso específico del oro, si su densidad es de 19300 kg/m3. 6.- Si 1500 kg de plomo ocupan un volumen de 0.13274 m3. ¿Cuál es su densidad? 7.- Calcular la masa y el peso de un lingote de acero, considerando que tiene como dimensiones 1 m de alto, 1.25 m de ancho y 3 m de largo, el acero tiene una densidad de 7850 kg/m3. 8.- Determina qué porcentaje de un recipiente de 100 litros ocupan 50 kg de aceite de linaza y 50 kg de alcohol etílico. Consideramos que la densidad del aceite de linaza es de 940 kg/m3 y la del alcohol etílico es de 820 kg/m3.


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9.- Determina la masa que existe en una habitación vacía de 3x4x3.25 mts. Considera que en condiciones normales el aire tiene una densidad de 1.0206 kg/m3. 10.- Determina el peso especifico de una sustancia cuya masa es de 800 kg y ocupa un volumen de 0.25 m3. ¿De qué sustancia se trata?


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PRESIÓN

La presión indica la relación entre una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso que exista presión, una fuerza actuara en forma perpendicular sobre una superficie.

𝑷 =𝑭

𝑨

Donde: P = presión. (Nw/m2) F = Fuerza perpendicular a la superficie. (Nw) A = Área. (m2) La presión que ejercen los líquidos es perpendicular a las paredes del recipiente que los contiene.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA La presión hidrostática es aquella que origina todo líquido sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene. La presión se debe a la fuerza que el peso de las moléculas ejerce sobre un área determinada; la presión aumenta conforme mayor es la profundidad.

𝑷𝒉 = 𝝆𝒈𝒉 Donde: Ph = presión hidrostática, (Nw/m2 = 1 Pascal) ρ = densidad del liquido en (Kg/m3) g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2) h = altura de la superficie libre al punto en metros. La presión que ejerce el medio que nos rodea sobre nosotros se conoce como presión atmosférica. (Patm)

Patm = 1 atmosfera = 76 cm Hg La presión absoluta que soporta el fluido encerrado es igual a la suma de la presión manométrica más la atmosférica.

𝑷𝒂𝒃𝒔 = 𝑷𝒂𝒕𝒎 + 𝑷𝒉 La presión diferente a la atmosférica recibe el nombre de presión manométrica.


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Ejercicios. 1.- Sobre un líquido encerrado en un recipiente, se aplica una fuerza de 60 Nw mediante un pistón que tiene un área de 0.01m2, ¿Cuál es el valor de la presión? 2.- ¿Cual es la presión hidrostática a una profundidad de 1200 m bajo el nivel del mar? 3.- Determina la profundidad a la que se encuentra una mujer en buceo libre, si soporta una presión hidrostática de 33685 Pa. Considera que el agua en la que realiza sus actividades deportivas tiene una densidad de 1025 kg/m3 4.- determina la presión con la que se debe bombear el agua para que alcance el depósito en lo alto de una planta de tratamiento de aguas residuales, considerando que la ubicación se halla a 32 m respecto al nivel del suelo. 5.- Se llenan tres probetas de 50 cm con agua, mercurio y aceite de linaza respectivamente, hasta una altura de 32 cm cada una. Determina la presión hidrostática en el fondo y la fuerza que se ejerce allí, considerando que el radio interior de la probeta es de 1.27 cm. 6.- Calcular la presión hidrostática de una prensa que se encuentra a una profundidad de 46 m. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza que se ejerce en una compuerta de acero de 0.8 m2 que se encuentra a tal profundidad? 7.- Calcular la fuerza que debe aplicarse sobre un área de 0.3m2 para que exista una presión de 420 Nw/m2. 8.- Calcular la profundidad a la que se encuentra sumergido un submarino en el mar, cuando soporta una presión hidrostática de 8x106 Nw/m2. 9.- Que presión hidrostática existirá en una prensa hidráulica a una profundidad de 6m, si la densidad es de 1000 kg/m3. 10.- ¿Cuál es la presión del agua sobre una persona que bucea en una alberca a una profundidad de 3m? 11.- Calcular la densidad de un liquido que llega a una altura de 3.5m en el interior de un tanque y en cuyo fondo ejerce una presión de 31556 Nw/m2.


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PRINCIPIO DE PASCAL

Toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente, se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido y a las paredes del recipiente que los contiene. La prensa hidráulica es una de las aplicaciones del principio de pascal.

𝑷𝟏 = 𝑷𝟐

𝑭𝟏

𝑨𝟏=

𝑭𝟐

𝑨𝟐

Donde: F1 = Fuerza obtenida en el embolo mayor (Nw) F2 = Fuerza obtenida en el embolo menor (Nw) A1 = Área del embolo mayor. A2 = Área del embolo menor. Ejercicios. 1.- ¿Qué fuerza se obtendrá en el embolo mayor de una prensa hidráulica cuya área es de 100 cm2, cuando en el embolo meno, de área igual a 15 cm2, se aplica una fuerza de 200 Nw? 2.- Si en una prensa hidráulica el embolo más chico tiene un diámetro de 3 cm y el embolo más grande es de 40 cm, ¿Qué fuerza resulta en el embolo grande, cuando en el pequeño se aplica una fuerza de 180 Nw? 3.- Las áreas de los pistones de una prensa hidráulica miden 314 cm2 y 3.14 cm2, respectivamente. ¿Qué fuerza deberá aplicarse en el pistón pequeño si en el pistón grande se desea obtener una fuerza de 5000 Nw? 4.- Calcular el área que debe tener el embolo mayor de una prensa hidráulica para obtener una fuerza de 2500 Nw, cuando el embolo menor tiene un área de 22 cm2 y se aplica una fuerza de 150 Nw. 5.- Una prensa hidráulica emplea un pistón de 2.5cm de diámetro. Calcular el diámetro del segundo pistón cuando se aplica una fuerza de 250 Nw en el primer pistón, el segundo sea capaz de levantar un peso de 8000 Nw. 6.- Un elevador de estación de servicio, el embolo grande mide 30 cm de diámetro, y el pequeño 2cm de diámetro. ¿Qué fuerza se necesitara ejercer en el embolo pequeño para levantar un automóvil, que junto con el embolo grande y las vigas de soporte pesan 35000 Nw. 7.- El área del embolo menor de una prensa hidráulica mide 100 cm2. Si sobre este actúa una fuerza de 490 Nw, ¿Cuál será el área del embolo mayor si en este se produce una fuerza de 24500 Nw?


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HIDRODINAMICA La hidrodinámica es la parte de la hidráulica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. La hidrodinámica investiga fundamentalmente a los fluidos incompresibles, es decir, a los líquidos, pues su densidad casi no varía cuando cambia la presión ejercida sobre ellos.

GASTO, FLUJO Y ECUACION DE CONTINUIDAD

El gasto (Q) es la relación que existe entre el volumen (v) de un líquido que pasa por un conductor y el tiempo (t) que tarda en pasar.

𝑸 =𝑽

𝒕

Donde: Q = gasto (m3/s). V = volumen del liquido que fluye (m3). t = tiempo que tarda en fluir el liquido (seg).

𝑸 = 𝑨 ∗ 𝒗 Donde: Q = gasto (m3/s). A = área de la sección transversal del tubo (m2), v = velocidad del liquido (m/s). El flujo se define como la cantidad de masa del líquido que fluye a través de una tubería en un segundo.

𝑭 =𝒎

𝒕

Donde: F = flujo (kg/s). m = masa del liquido que fluye (kg). t = tiempo que tarda en fluir (seg).

𝑭 = 𝑸𝝆 Donde: F = flujo (kg/seg). Q = gasto (m3/seg). ρ = densidad del fluido (kg/m3).


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En la mecánica de los fluidos se le denomina ecuación de continuidad cuando se establece que en cualquier sección de un conductor por el que circula un líquido, el gasto es el mismo.

𝑸𝟏 = 𝑸𝟐

𝑨𝟏 ∗ 𝒗𝟏 = 𝑨𝟐 ∗ 𝒗𝟐 Ejercicios. 1.- Para llenar un tanque de almacenamiento de gasolina se envio un gasto de 0.1 m3/s durante un tiempo de 200 seg. ¿Qué volumen tiene el tanque? 2.- Calcular el tiempo que tarda en llenarse una alberca cuya capacidad es de 40m3, si se alimenta recibiendo un gasto de 10 lts/seg. 3.- Calcular el diámetro que debe tener una tubería para que el gasto sea de 0.02 m3/s, a una velocidad de 1.5 m/s. 4.- Por una tubería de 5.08 cm de diámetro , circula agua a una velocidad de 1.6 m/s. Calcular la velocidad que llevara el agua, al pasar por un estrechamiento de la tubería donde el diámetro es de 4 cm. 5.- Por una tubería fluyen 2500 litros de agua en 5 minutos, calcular:

a) El gasto. b) El flujo.

6.- Por una tubería de 3.81 cm de diámetro circula agua a una velocidad de 3 m/s. En una parte de la tubería existe un estrechamiento y el diámetro es de 2.54 cm, ¿Qué velocidad llevara el agua en ese punto? 7.- Para conocer la capacidad de un depósito se lo llena con petróleo con un gasto promedio de 0.2 m3/s durante 3 min. ¿Cuál será el volumen del depósito? 8.- En una tubería de 3.5 cm de diámetro fluye agua a una velocidad de 9m/s. Calcular el gasto y el tiempo que tarda en llenar un deposito de 750 litros. 9.- Determinar el tiempo necesario para llenar de agua una alberca cuyas dimensiones son 50x3x18 mts, si se le suministra el agua a una razón de 1000 litros por cada segundo. 10.- Calcular el gasto y el flujo de miel que circula por una tuberia, si la bomba empleada para ello suministra 180 litros cada minuto.


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CALOR Y TEMPERATURA La cantidad que expresa que tan caliente o frío es algo con respecto de un cuerpo se denomina temperatura. La temperatura y el calor están muy ligados, pero no son lo mismo.

La temperatura de una sustancia es una medida de la energía cinética media de sus moléculas. El calor de una sustancia es la suma de la energía cinética de todas las moléculas.

Una vez que se transfiere calor a un cuerpo o sustancia, deja de ser calor y se convierte en energía térmica. Dos o más cuerpos en contacto y aislados de influencias externas, tienden a un estado final, denominado estado de equilibrio térmico, que se caracteriza por la uniformidad en la temperatura de los cuerpos.

CONVERSIÓN DE ESCALAS TERMOMÉTRICAS

1. Para convertir de grados centígrados a grados Fahrenheit.

°𝑭 = 𝟑𝟐 + 𝟏. 𝟖 °𝑪

2. Para convertir grados Fahrenheit a grados centígrados.

°𝑪 =°𝑭 − 𝟑𝟐

𝟏. 𝟖

3. Para convertir grados centígrados a grados Kelvin.

°𝑲 = °𝑪 + 𝟐𝟕𝟑

4. Para convertir grados Kelvin a grados centígrados.

°𝑪 = °𝑲 − 𝟐𝟕𝟑

Ejercicios. 1.- Realiza la conversión de los valores de temperatura que se te indican.

a) 25 °C a °F f) 240 °F a °C b) 67 K a °F g) 85 °C a °K c) 31 °F a K h) 80 °K a °C d) -38 °F a °C e) 60 °C a °F


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2.- ¿Cuál de los siguientes valores de temperatura corresponde al estado de mayor calentamiento de una sustancia?

a) 300 °K b) 84 °F c) 30 °C d) 0 °C

LA TRANSFERENCIA DEL CALOR Siempre que existe una diferencia de temperatura entre dos cuerpos o entre dos porciones de un mismo cuerpo, se dice que el calor fluye en dirección de una temperatura mayor a otra menor. Hay tres métodos fundamentales mediante los que ocurre este intercambio de calor.

A. Conducción: Es la forma de propagación del calor a través de un cuerpo solido, debido a la colisión entre las moléculas.

B. Convección:

Es la propagación del calor ocasionada por el movimiento de la sustancia caliente. Se presenta en los líquidos y en los gases, en la medida en que un fluido adquiere calor, disminuye su densidad de tal suerte que sube hacia las partes menos frías, provocando que el liquido de la superficie descienda; de esta manera se repite el movimiento de convección en forma cíclica hasta que todo el liquido alcanza una temperatura uniforme.

C. Radiación:

Es la propagación del calor por medio de ondas electromagnéticas esparcidas a una velocidad de 300000 km/seg, incluso ene l vacio.


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DILATACION DE LOS CUERPOS

Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilatan al calentarse y se contraen si se enfrían. Los gases se dilatan mucho más que los líquidos y estos más que los líquidos.

1) Dilatación Lineal. Es la más notoria y corresponde al cambio de su longitud.

Se llama coeficiente de dilatación lineal de una sustancia solida al incremento que experimenta la unidad de longitud al aumentar su temperatura en un grado centígrado. Este coeficiente se representa con la letra griega alfa (α)

𝑳𝒇 = 𝑳𝒊 𝟏 + 𝜶(∆𝑻)

∆𝑻 = 𝑻𝒇 − 𝑻𝒊

Donde: α = coeficiente de dilatación lineal, en °C-1 Li = longitud inicial, en mts. Lf = longitud final, en mts. Ti = temperatura inicial, en °C Tf = temperatura final, en °C.

2) Dilatación Superficial. Es el incremento en la superficie que sufre un sólido cuando se sujeta a un cambio de temperatura específico.

El coeficiente de dilatación superficial se denomina beta (β).

𝜷 = 𝟐𝜶

𝑺𝒇 = 𝑺𝒊 𝟏 + 𝜷(∆𝑻)

Donde: β = coeficiente de dilatación superficial, en °C-1 Si = superficie inicial, en m2. Lf = superficie final, en m2. Ti = temperatura inicial, en °C Tf = temperatura final, en °C.


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3) Dilatación Volumétrica: Implica el cambio en longitud, ancho y alto de un sólido cualquiera cuando se sujeta a un cambio incremental de temperatura.

El coeficiente de dilatación volumétrica se denomina gamma (γ).

𝜸 = 𝟑𝜶

𝑽𝒇 = 𝑽𝒊 𝟏 + 𝜸(∆𝑻)

Donde: γ = coeficiente de dilatación volumétrica, en °C-1 Vi = volumen inicial, en m3. Vf = volumen final, en m3. Ti = temperatura inicial, en °C Tf = temperatura final, en °C. Ejercicios. 1.- Calcular el coeficiente de dilatación lineal del hierro si una varilla de este material, que tiene 50 cm de longitud a 0°C, se dilata 0.585, al elevarse su temperatura hasta 100°C. 2.- ¿Cuál será la longitud de una cinta de aluminio que a 30°C mide 78 cm, si su temperatura se eleva a 80 °C. 3.- Un disco de latón tiene un orificio de 80 mm de diámetro en su centro, a 70 °F. Si el disco se coloca en agua hirviendo, ¿Cuál será la nueva área del orificio? 4.- Una barra de cobre de 0.01 m3 a 16 °C se calienta a 44 °C, calcular:

a) Volumen final b) ¿Cuál fue su dilatación volumétrica?

5.- Un cubo de aluminio cuya arista mide 2m está a 15 °C. Calcular su volumen a 65 °C. 6.- Una compuerta rectangular de acero de 0.06 m2 se forja a 350 °C y se deja enfriar en un medio que permite reducir la temperatura hasta 24 °C. ¿Cuánto cambia el área por el descenso de temperatura? 7.- Una compañía de aluminio ha recibido un pedido especial para la fabricación de lamina con dimensiones de 2x3.45 m a 0°C. Determinar el área de la lámina considerando que se entrega en almacén a una temperatura de 28 °C. 8.- Un tubo de cobre tiene un volumen de 0.083 m3 a 12 °C y se calienta a 250 °C. ¿Cuál es su volumen final.? 9.- Si un vaso de precipitado que se emplea para determinar la gravedad especifica de diversas sustancias puede contener 50 cm3 a 12 °C, determinar su capacidad a 28 °C.


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10.- Una lamina de una aleación de aluminio tiene un agujero circular de 0.125m de diámetro, que fue cortado a 0°C. Calcula la variación en: a) la circunferencia y b) el área del orificio cuando se calienta la lamina hasta 120 °C. Considera que el coeficiente de dilatación lineal de la aleación de aluminio es de 16.6x10-6 °C-1.

UNIDADES DE CALOR El calor es una forma de energía llamada energía térmica o energía calorífica. Las unidades para medir el calor son: En el sistema internacional (SI) el calor se mide en JOULE. En el sistema (CGS) el calor se mide en ERGIOS. También se utilizan unidades como:

Caloría: es la cantidad de calor aplicado a un gramo de agua para elevar su temperatura 1 °C.

BTU: es la cantidad de calor aplicada a una libra (454 gr) de agua para que eleve su temperatura 1 °F.

𝟏𝑲𝒄𝒂𝒍 = 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑪𝒂𝒍

𝟏 𝑩𝑻𝑼 = 𝟐𝟓𝟐 𝒄𝒂𝒍 = 𝟎. 𝟐𝟓𝟐 𝒌𝒄𝒂𝒍 𝟏 𝑱𝒐𝒖𝒍𝒆 = 𝟎. 𝟐𝟒 𝒄𝒂𝒍 𝟏 𝑪𝒂𝒍 = 𝟒. 𝟐 𝒋𝒐𝒖𝒍𝒆

CAPACIDAD CALORIFICA Y CALOR ESPECÍFICO Para conocer el aumento de temperatura que tiene una sustancia cuando recibe calor, emplearemos su capacidad calorifica (C), la cual se define como la razon entre la cantidad de calor (Q) suministrado y el incremento de temperatura (ΔT) del cuerpo.

𝑪 =𝑸

∆𝑻

El calor especifico es la cantidad de calor que necesita un gramo de una sustancia para elevar su temperatura un grado centigrado.

𝑪𝒆 =𝑸

𝒎(𝜟𝑻)

𝑸 = 𝑪𝒆𝒎(∆𝑻)


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Donde: Ce = calor especifico en cal/gr°C Q = cantidad de calor en cal o en kcal. m = masa de la sustancia en gr. ΔT = diferencia de temperatura en °C. Ejercicios. 1.- Calcular el calor que debe suministrarse a 300 gr de cobre para elevar su temperatura de -8 °C a 122 °C. 2.- Calcular que masa de vidrio absorbe 310 cal al aumentar su temperatura de 5 °C a 30 °C. 3.- Si 30 gramos de mercurio absorben 600 cal al descender su temperatura a 50 °C, ¿Cuál es su temperatura inicial? 4.- Calcular el calor especifico de una masa de 30 gr que absorbe 7.5 kcal al aumentar su temperatura de 45 °C a 140 °F. 5.- Si a una temperatura de 40 °K una masa de latón requiere de 0.4 kcal, ¿Cuál será su temperatura final? 6.- ¿Cual es la cantidad de calor necesaria para que 5 kg de plomo eleve su temperatura de 20°C a 100°C? 7.- En el desarrollo de un limpiador químico se emplean 2 kg de etanol, se hacen varias pruebas y se establece que para lograr el efecto deseado, cuando se alcanza el equilibrio a 57°C se suministraron 40 kcal. Determinar la temperatura inicial del etanol para efectos de su producción. 8.- Cuando se eliminan 75 cal de la energía calorífica de 25 gr de una sustancia, se observa que su temperatura decrece de 40 °C a 15 °C. ¿Cuál es su calor específico?


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ELECTRICIDAD

La electrostática es la parte de la física que estudia los fenómenos y efectos que se originan alrededor de las cargas eléctricas en reposo. La electrodinámica es la parte de electricidad que se encarga de estudiar el comportamiento de una carga eléctrica en movimiento y su efecto en el voltaje de una red eléctrica.

LEY DE COULOMB

La fuerza de atracción o de repulsión entre 2 cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

𝑭 = 𝒌𝒒𝟏 ∗ 𝒒𝟐

𝒓𝟐

Donde: F = Fuerza de atracción o repulsión en Nw. q1 y q2 = cargas eléctricas en Coulomb (C). r = distancia entre cargas en mts. K = constante de proporcionalidad ( 9x109 Nm2/C2 ) Ejercicios. 1.- Una carga puntual de 6x10-4 C y otra de 2x10-5 C se encuentran separadas a una distancia de 30 cm. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza que actúa en cada una de ellas? 2.- tres cargas puntuales de 2µC cada una se coloca sobre una línea recta, de tal manera que tienen la misma distancia de separación entre si. Calcular la fuerza sobre la carga central, considerando que la distancia de separación es de 50cm y que se tienen los siguientes casos.

a) Todas las cargas son positivas. b) La carga central es positiva y las otras son negativas. c) Solo una de las cargas de los extremos es negativa.

3.- Determinar la fuerza ejercida entre dos cargas iguales de 3 C si se encuentran separadas en el aire una distancia de 4 kilómetros. 4.- Se encuentran separadas 8 cm dos cargas de -12x10-7 coulomb. Calcular la fuerza de repulsión sobre cada una de las cargas. 5.- Dos cargas iguales se repelen entre sí con una fuerza de 0.56 Nw al estar separadas 14 cm una con otra. Calcular la magnitud de cada carga en coulomb.


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6.- Dos esferas con cargas iguales están separadas 8cm, si están situadas en aire y se repelen con una fuerza de 7x10-5 Nw. ¿Cuál será la carga en coulomb? 7.- Dos cargas eléctricas, q1 y q2 de 9x10-7Coul y de -3x10-7 Coul respectivamente, se atraen entre si con una fuerza de 400 Nw. Hallar la distancia que las separa. 8.- Se sitúan cargas de +3µC, +4µC y -9µC en los vértices de un triangulo equilátero de 12 cm de lado. Encontrar la fuerza ejercida sobre la carga de -9µC por acción de las otras dos, suponiendo que el medio es el aire. 9.- Determinar la fuerza ejercida sobre la carga q2 del siguiente sistema de cargas. q1 = -3µC q2 = 5µC q3 = -4µC

q2

q1 q3

q3

q1 q2


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RESISTENCIA Y LEY DE OHM La oposición al flujo de la carga eléctrica en un conductor se le denomina resistencia eléctrica.

𝑰 =𝑽

𝑹

Donde: I = Corriente eléctrica en (Amper). V = Voltaje en volts. R = Resistencia eléctrica en (Ω). Ejercicios. 1.- Calcular la resistencia de un calentador eléctrico si absorbe 3 amp cuando se conecta a una tensión de 110 volts. 2.- Cual será la caída de tensión a través de un aparto eléctrico que tiene una resistencia en caliente de 30 Ω y absorbe 4 amp de la línea. 3.- Encontrar la intensidad de corriente que circula por el conductor de una parrilla eléctrica si e conecta a una línea de 110 volts y tiene una resistencia en caliente de 20 Ω. 4.- Calcular la diferencia de potencial necesaria para que circule una corriente de 5 amp de intensidad por una resistencia de 24 Ω. 5.- Si una bombilla de 120 volts absorbe 1 amp. ¿Cuál será su resistencia? 6.- Calcular la intensidad de corriente que circula por un tostador eléctrico si su resistencia es de 10 Ω y se conecta a una carga de 120 volts. 7.- En la prueba de resistencia de un aislante entre un motor de bobinar y su carcasa, se ha obtenido el valor de 1x106Ω. Calcular la intensidad de la corriente que pasa por el aislante del motor si la tensión de prueba es de 440 volts.

CIRCUITOS RESISTIVOS EN SERIE Y EN PARALELO Circuitos en Serie Una conexión en serie, se colocan las pilas una tras de otra, de tal forma que entra en contacto un borne positivo con uno negativo.

𝑹𝑻 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑+……..+𝑹𝒏

𝑽𝑻 = 𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 + 𝑽𝟑 +……+𝑽𝒏

𝑰𝑻 = 𝑰𝟏 = 𝑰𝟐 = 𝑰𝟑 =………=𝑰𝒏


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Circuito en Paralelo Una conexión en paralelo, por su parte, se pone en contacto todos los bornes positivos y todos los bornes negativos.

𝟏

𝑹𝑻=

𝟏

𝑹𝟏+

𝟏

𝑹𝟐+

𝟏

𝑹𝟑+……+

𝟏

𝑹𝒏

𝑽𝑻 = 𝑽𝟏 = 𝑽𝟐 = 𝑽𝟑 =……= 𝑽𝒏

𝑰𝑻 = 𝑰𝟏 + 𝑰𝟐 + 𝑰𝟑 +………+ 𝑰𝒏

Ejercicios: 1.- Una batería de 9 volts se conecta en serie con un resistor de 10Ω y otro de 7Ω. Determinar la corriente que fluye por el circuito, la caída de potencial en cada resistor. 2.- Calcular lo que se te pide en el siguiente circuito eléctrico.

R1 R2

R4

R5

1Ω

1Ω

1Ω

1Ω

1Ω

V=110v


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What is a copyright?

Question: What is a copyright? Answer: A copyright protects the form of expression of a creator against copying. Literary, dramatic, musical and artistic works are included within the protection of U.S. copyright law. The USPTO does not register copyrights, the copyright office does.

Copyright protection is given to the authors of "original works of authorship," including literary, dramatic, musical, artistic, and certain other intellectual works. This protection is available for both published and unpublished works.

The owner of copyright has the exclusive right to do and to authorize others to do the following:

Reproduce the work in copies or sound recordings. Make derivative works based upon the original. Distribute copies or sound recordings of the original to the public by sales, rentals, leasing,

lending or licensing. Perform the original publicly; and that would include the use of digital audio. Display the original publicly.

It is illegal for anyone to violate any of the above rights provided by the copyright law to the owner of copyright. These rights, however, are not unlimited in scope. One specified exemptions from copyright liability is called "fair use". Another exemption is "compulsory license" under which certain limited uses of copyrighted works are permitted upon payment of specified royalties and compliance with statutory conditions.


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Bachillerato

ICC Física II

TTuurrnniinngg aann IInnvveennttiioonn IIddeeaa IInnttoo MMoonneeyy

Creative ideas come from our minds, and inventions are the physical manifestation of those ideas. The part of intellectual property law that covers inventions are patents.

Patents are granted by a national government office (i.e. USPTO) after reviewing an inventor's application for patent, an application that describes your new machine or process and what it can do.

Three Basic Types of Patents

Utility patents protect useful processes, machines, articles of manufacture, and compositions of matter, or improvements to any of the above. Examples: fiber optics, computer hardware, medications.

Design patents guard the unauthorized use of new, original, and ornamental designs for articles of manufacture. The look of an athletic shoe, a bicycle helmet, and the Star Wars characters are all protected by design patents.

Plant patents are the way we protect invented or discovered, asexually reproduced plant varieties. Hybrid tea roses, Silver Queen corn, Better Boy tomatoes are all types of plant patents.

You can file for both a utility and a design patent for the different aspects of the same invention.

Do Not Patent

Laws of nature (wind, gravity) Physical phenomena (sand, water) Abstract ideas (mathematics, a philosophy) Literary, dramatic, musical, and artistic works. These can be copyright protected. The USPTO will not patent perpetual motion machines as they are considered impossible. The USPTO excludes the patenting of things useful solely in the utilization of special nuclear

material or atomic energy for atomic weapons. Also anything designed for an illegal activity.

http://inventors.about.com/od/definations/g/USPTO.htm

http://inventors.about.com/od/copyrights/a/copyright.htm


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Bachillerato

ICC Física II

You Can Only Patent

Inventions that are:

1. Novel or New 2. Nonobvious - This means an invention must be sufficiently different. For example, the

substitution of one material for another, or changes in size, are ordinarily not patentable. So even if the invention you seek to patent has not exactly been made before, if the differences between it and the next similar thing already known are too obvious (too close to being the same) your patent will be refused.

3. Inventions which are useful. Your gadget must do something and serve some practical purpose. And it must be able to perform its declared purpose.

More about the above points next and how to determine if your idea is patentable

cuadernillo fisica ii

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