SERVICIO NACIONALDE APRENDIZAJE

PARA LA FORMACION BASICA DE TECNICOS

EN EL AREA METALMECANICA

FISICA

0 r3 ,U8 1

SENASubdirecci6n General de OperacionesDIVISION DE INDUST RIA

}$

UNIDAD DE ENSEÑANZA PARA l.A FORMACION BASICA

DE TECNICOS EN EL AREA METALMECANICA

El,ABORO:

C OORDINO:

REVISO:

MÍ sión Alemana

Divisó.6n de Industria

Ing. Freely VivasProfe global Asesor

Octubre de 1976

Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.

INT RODUCC l ON

TEl\AA .r

Página

i' Introducción a la Fisica/l11

111

lv

Clasificación de las ciencias físicasDefiniciónMagtútudes fisicasEstados de la mate riaA. E stadt :'solidoB. Estado IZqüidpC. Estado gaseosoCambio..dQ .qg:todd' de un cporpoConstitÜ¿[i8ñ' imíbi.asco fica...de ].os cuerpos

solidoLrqüíd¿Gases

}

Z223

3

3

3

4445

5

VVI

a.b.C

TEMA: l/' Estado de Reposo Movimiento 6

l11

E stadt de equilibrio = Estado'dé'tnovimientloSistemas de Unidade s fi'sacasA. Diferentes.:sistemas de' unidades

1 : Sistem:á,! l\4K.SA2. Sistema CGS3. Sistema b4T.S

B. Simbolo.s .y unidadesNoción de:.:ErrorA. Error AbsolutoB. Error Relativo , }C. Cálculo de los err:ar:e.sD. Apreciación de ;log l:errores

1 . Error :de: lectura.2. Error de paralejo:.rt3. Error del aparato

777

7888

111

L 99

12

1212

Ej fi

2

Páginas

13TEMA:

l

11

b4agnitudes y Unidades Básicas 14

Mlagnitudes y Unidades Deducidas(Selección) 15

TEMA: Anexos IB

19191920

22

23

l Anexo No. ! Tempe ratut&1 . Deñnici6n2. ReducciónAnexo No. BAnexo. N.o.Anexo NoAnexo No.dad de calorAnexo No. 6Anexo No. 7

Literatura

3

l

11

111

V

VIVll

Fuerza4 . Presión5 - Energía,:+iJ'iabajo

''1'

Conti

:) .' .: H .l

TEMA: l Concepto' d:ó Mlasa y:opio')

24

2525

l Cdñ¿epto de mamá. y .pesoA. Introducción

brasa y .PesaB. Uzüdad¿á

l . :En el sistema MKS2. En el sistema CGS3.. En él sistema UTM

C. ProblemasPeso especia¿oA. UnidádésB. MetQao de medidaDensidá,d'absolutaDensidad; relativas FProblemasDuerma - definiciónA. IJiüdades de fuerza

l . (Jnidad CGS2. Unidad MKS

25252526262?2727272828

303030

11

111lvVVI

3

Página

31B. -Probá¿iiá;¿ r \'.}

TEMA33

343434343434

l11

111

Introducéi;ónDeíiiiici6iiClases de "rozamiento

Por deslizamiento1. Rozamiento ci nético2.. Rozamiento. estático3. bueyes. de.l .:ldzamíqnto por

A

desliza

B. Rozamiéñl;+:;por .rodada.raProblemas

xniento 353636lv

FEVA# / ].Hb'jo 38

39394040404041

l11

111

lv

IntroducciónDefiniciónTrabajo motor y resistenteUnidades de trabajoA. Unidad CGSB. Unidad MIKAC. list¿ma.técnicop'roblemas

}

S'. .ñ:L'

'J.I'l

TEMA J .Energgt:.y t'otenciá 42

434344454545

l11

lv

V

T rebajo y grat¿dadEnergía cinética.l: .:-,.Energy'a potencialPotenciaA. .. .Ulüdades de potencialProblemas

)

{'

F

s.pi$- .:: .«. f:. .' :'l: i';b . r:: :) .'::

IL ':'): [ l.'g ..¿; h

4

Página

TEMA JMagnetismo y Ell?!trg:estática 47

l MagnetismoA. IntroducciónB. Clasificación de las sustancias según su

comportamiento...magnético1. FB8rosmagnéticos2. Para-magnéticos3. v Diá..magnéticos

C. Polos de un ImánD. Ley de los imanesE. Fálbricaci6n de imanes pennanentesF. Campo magnéticoG.... Líh«a de fuerzaEle ctro=E státicaA. IntroducciónB. Clases de cargas eléctricasC. Ley de .CoulombD. Conductores y aislantes

1. Conductores2. Aislantes

4848

484848484949495050505050

52

52

11

J Corriente Eléctrica

h

TEMA 53

l

11111

Corriente EléctricaA. IntroducciónCampo magnético creado por un& .corrienteRepresentación de una corriente y del campomagnético creadoCargas eléctricas en movimiento estan rodea.das de un campo magnéticoCorrientes elé¿tricksFuerzas producidas entre ..dos conductoresque transportan una corrienteDefinición de amperioEl Coulbtnbio - definiciónCampos eléctricosEl VoltioLos circtñtos eléctricosDiagramas para circuitos eléctricosProblemas

545454

56

5656

lv

VVI

5757575859596060

VllVilllxXXIxll)all

5

Página

63Corriente Conti.nua/Telar

l11

111

IntroducciónCorriente continuaClasificación de las fuentes de energilá ylas cargas de consumo eléctricoCargas de consumo eléctrico conectadasserie y en paraleloFuentes de energy'a conectadas en serieRe sistencia eléctricaRe sistencia de un conductorLey de CHM.Resistencia en serie y eh paraleloProblemas

64

65

65666767686869

lv en

VVIVllVilllx

TEMA/

Corriente Eléctrica 71

l Re glas de KirchlroífA. N'udo]3. }.4 a].laC. Regla de los nudosD. Regla de las mallasResistencia interna de la fuente de energíaDiferencia entre fuerza electromotríz ydiferencia potencialPotencia eléctri.caProblemas

72'7 Z72727275

757677

11

111

lvV

TEMA: Int ro ducci6ii"a lá Fi'fica

DISTRIBIJCION: l

11

111

lv

Clasificación de ].BS ciencias Fi'si

Definición

Magiütude s . fisica s

E atados de !z. ir.a.!c ri?,

A. E étald6 SolidoB. Estado.]piQuidoC. Estado: Gaseoso.

Cambio de e atado de '.un e.MérPa

Constitución mic:oscópica de los

A.. So].ido

B. Liquido

C. Gané"s

as

V

VI. c ue rpo s

Ó:BbERVACIONEé bIOACTIéAS(Literatura, "Pelíbulá, Diapositivas ,.Pruebas).

]i:gi ca para escuelas: Técnic.ns pexLieber ]lJjqmme.r

$!b.fl

Z

IN T R O.D U C C 10 N

La ciencia se caracteriza por ser una desc.ripci6n ordenadacoherente y sistemática de los íen6tp-'\enos observador. Pararealizar esta descripción el investigador se vale del métodociento'fico, este método consiste en las sigue.entes operaci.ones

C)bservación o experimentación .Organización .Hipótesis y teoria.Verificación

Las ciencias naturales se dividen en dos grandes ramas que90n : Las ciencias fi'picas y. l.as .;ciencias !iológicas.

1) CLASIFICACION DE LAS CIENCIAS FISICAS

Las ciencias físicas se clasificaron enAstronomia, Geologi:ap Quilni¿a y Fi'fica

11) DEFINICION"

La física : .Estudia las leyes íundaFTlent&leB de la naturaleza pero en los fenómenos en donde no c3tTlbi3u la consti-tución ñitirr,a de las sustancias que intervienen en los mis!Y) 0g .B

HI) MAGNITUDES FISIO AS

Magnitud: Es todo aquello que puede medirse, ejemploel volumen de cuerpos la longitud de una mesa etc.En l4 Fisica .se miden todas lao magnitudes que intervie-nen en igp fenómenos que se observan, Q en los experimentos que se realizan.Toda rrledición consta de 2 elerllentos.1. (Jn núrrlero que indica cuántas veces está contenida la

unidad . en la magnitud r=.")Caida.Un nombre o si;nbolo que indica la clase de unidade pple ada .

1'

2.

Ejemplo 10 m, 50 Kg, 20 cma

Tenemos dod ebpec'ieh'de magnitudes que nos interesan o.=particulara) : !:. Son cantidades cuya Died:

d+.-expre"sa por unlnUmero seguido de la unidad eTn.pleada.. .i Ejemplo...: lO .m.

Las nlagnitudes .vectoriales;? Son aquella,s.:que para, 3ucompleta determinación ea n.ecesario conocer una ii!:.ecien y sentido adeztlás»de conocer su n)edita o in.ohsidad, sus propiedades son las del vector en materp,\áEjerr.plo : ;10 Km/br

]

b)

l ESTADOS DE .. LA ]MATERIA

Los estados de la materia pueden cae:grandes categoriása) Estado sólidobb) Estado líquido-).. Estado gaseosa

dentro de tre s

4, ESTADO . S.OLID O.l

Sus principales caracteri'sticks $on' :!.as: 'siguientesTie.nen forma.ÍprQpiaSon rígidos :.-.. , jSon. elásticos . ;,

B. EST ADO LIQUIDOSon: «nuy .flu-idosSon muy fácilmente deformablesNo tienen forma propiaTienen siempre ..una superficie libreSon practicamente incorTlprensibles

ESTADO GAFE OSOLos gajes aceptan todo tipo de íortl:-la y volUHaeHSon muy comprensiblesSon muy expansiblesSon fluí'dosNo tienen supe rficie libreSon elásticos

+

v) CAMBIO DE ESTADO DE UN QUER POt L

Las sustancias pueden pasar de un esta¿ió a oti.o segúnlas condiciones a que .se le so!Peta. E.templo: el agua puede pasar de-,li'quedo a sólido por: enfriarpiento.Cada calribio de estado tiene un noriibre' en' particular, es-tos nombres se aprecian mejor en .e;$quQrña.

@9. '

gg..=::b¿Z¿«s4¿B9 ..za«a'"-

7t/,' /L/ b . '

. -/... ./..,

VI) CONSTITUCION bÁICROSCOPICA DE ''LOS' 'CUERPOS

La materia está formada por .péqueñoo granos: invisiblesIlam.idos;; átorrlos . iün grupo de áto[71os constituye uná }nólécula.Todos los átorr.os están en movimiento perpetuo dentro dela materia. Esta agitación depende p+lncípalménte de latemperatura.

En la materia eleisten varias disposiciones de «los atom.os

;) Sólido1 . Dié.t)osici6n re-guiar.2 . E saru¿tula Completa

5

b) Liquido1. Atoré-los TTlás separados que los sólidos

f' f'

2. Facilidad de desplazamiento

{..I' .: 'i

/

<} (9 <.} un .0 Ó0 0 0 Q'0 cD

O o C. Q ..)0

Gases1 . Atomos ]vnás separados2. Gran velocidad de desplazar-aliento

r '.L f) '1

.t

..t' t:'..{

TEh4A Estado de Reposa.- Movimiento

DIET RIBUCION': l Estado d-e equilibrio - Estado de Movimiento

Sistemas de Unidades Fi''sigas

A. Diferentes sistemas de un:1 . Si steena MASA2. Si suema CGS3. Si stella MT S

B. Simbolos y IJnidades

Noción de Error

A. Error absolut:o

B. - Error relativo

C. Cálculo de los errores

D. Apreciación de los errores1 . Error de lectura2. Error de paraleje3. Error del aparato

dudes

U

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura, PeEáulas, Diapositivas,P ruebas) .

Informe de la Ot 1 1 T

SEIYA

7

1) ESTADO DE EQUILIBRIO ESTADO DE hxgvixxinNTO

Ya sabemo.g; que ia materia está'"dotada. de una agitaciónperrTlanente de l.os eton.os .Entonces se define el estado.de reposo o equilibrio Cerdoun estado de agitación pertTlanente de las part$cujas o átomos de la materia .

Si las partículas se mue're;n:.todas hacia un mismo lado,aún estando dotados de agitación perrllanente, poderr-los d-ecir que la rTlateria está ¿n eá'todo de \movimiento.

n) SISTEhÁAS DE UNIDADES FISH¿AS

Para podés .de:terminar e] va]ór de ];ag:" n,agnitudes físicasdebamos tener un listen.a. de .unidades completamente delimidas .

A DIF ERENTES SISTEb4AS DE UNIDADES

Hay fijadas algunas. nagnitudes de referencia..que per-miten definir con precisión el cort-\portaMiento de lamateria, estas rTlagnitudes torvlan el nombre de dirPen-slone s .

Ejemplo La longitud.La masa .El tieTrlpo.

Cada una, 4e estas. n.agniíludes tiene un .conjunto de uni-dades. Ségtín las unjdade.9 .consideradas,: ..exi.sten sieteidas que .pe:lg'iten una.,dé.finición lógi¿a de,l valor de lasmágnitudes físicas.

't ! V

PODEbXOS DEF'INIR

El 8ist6rna MASA . . o..si$tem.a.. Ínter ácional::.(SUnida¿ies : Metro(Longitud)

Kilogramo .(}'Tasa ;.: .).Sq.cundo (Tiempo. )Appele (C.. en Electo)

1.)hx ..K .s.A.

t

8

+ 2> Ü:Ell 'sistélm.at CGS .

Unía fides : . . mentí;«ettaÜr a.boSeguido

(Longitud)(M:ása )(Tie«. po )

#. ..L

CG$.

Ts.

-3) :} :El sister;a ]i,{TSUnidade s ]Metro

ToneladaSegundo

(Longitud)(brasa )(T;i e-«po );':' -'}

B. SlhABÓLOS Y ''UNIDADES

Los elementos que definen la rY\ate+iá son representa-dos .por sih''b:alos. .A:..cada si\pbolo . corze8ponde una oVarias unidade.s «.según -.el. tiPO de sistema util$izadó.Ejem;tilo: Longitud se representa L (Silnb¿)lb).: Lasunidades correspondientes son: el 7-detro, el centi;me-tro, etcPara 'si;n Filii.eat'i.,ja.=escritura' cada unidad ;.É'o depre senta ;tam.bién. por un :llilTtbolo

El tt:ietraEl centilnetfoEl segundo

cln .s.

6' '!'

m) NOC ION DE ERROR

Cuando se. hace una ipeilUda. qe una magnitud no;.poderr-tosasegurarnos que el yáloi; que.:.resulta es el valor: verdadero.lü' djferencía düó :oxisté';énére el valor obtenido y el valorreal ' ;be denora.iná:; e TroiEjemplo : Si dos alumnos han medido cierta longitud lOveces y uno de ellos ha encontradolva-lores-que Qscilan en-tre 50.36 y 50.44 cm. con un promedio de b0,40 cm.t yel. otro entre valore.s de 5.P..37 -clm.. y..50..47 Cm.

don un profe'edie; óó;;S0.4Z.. :se. .puede decir que el resultadodel lo. observador' %:,"'más: fidedigno que el segundo ya queen éste las desviábíoné.s' r-r\á4ilnas. respecto al valor medioeg + 0.05 e+n

9

(b0.47 5ó:..4Zy mié.ntrá's qup ,gn el 'prirr-ero es solo de+ O. 04 cn4¿

Existen dos tipos de ereo;es y constituyen«:la evaluaciónde los errores debido a las lecturas, el pairalelaje y a laprecisión de los aparatos d$ medida

A. ERR OR ABSOLUT O

El error absoluto e9 la diferencia entre el promediode las medidas .

Por Ejemplo: Si hérrlos medido una longitud varias ve-ces con un prometiió de 84.75 cm. el error absolutoes de O, 5 cm . escribirerYlos

84. 75 t :ó {..

N. T. Ea el eri'or absoluto sobró la magnitud

B. ERR OR RELATIVO

Es el valor del error absoluto dividido por el valorprorr'eiio de la medida. De tal manera que tenerTl08 laposibilidad de calcular un. p9.rcentaje del error de rr.edada. 'Ejemplo : Utilizando el ejemplo anterior tenemos

6 l,L

C). 5 cm x IC84, 75.. cm'

G.. 59d

C CALCULO DE LOS ERRORES

Para el cálculo dé ei'ropas áe aplican 'las reglas si-guiente sa) El error absoluto sobre una suma Q diferencia de

elementos es la su-+üá de Ids errores sobre cadaelemento6, (a +b + c) = /..a + .6.b + Óca,. (a + b ' c) = .6a + .6.b

\

'a) En el caso. de... multiplicacj.ón,,o división se, debecalcula,r IÍnícameHte el error relató.vo . y.. deducirel er ror absoluto .En cabos sencillos, el error relativo s-erá..siem-pre la suma de los errores relativos sob.re cadaelemento.En algunos casos particulares el cálculo se hacemediante e]. uso de cálculo diíerenc.ial.Ejemplo : Superficie de üná plácá" rectangular

t.

'ixl (ancho)(jongi;)

0:..i001o . ool

(l m)(2 m)

S .=. . lx2Si Al:

.6L

6SS

Ejemplo

..} .él..L

o. ool2

.al ; :....:ag :l -.i ) j. .' -

0. C:=15'

/3S = G. 0i,15 x S

6.s 0. .t:-,15 x 2 = =. 0C3 m2

S Zm2. ..t. 0.003 mZ

Velocidad de un tren.distancia i d

v' = :-''-:: ::=:::.: =-=:: M l -

tiempo ; t

j' (

d= 10 m a.d=0.1 rnt= IS 6t=0.Is

V 1 0. ,r71

la

Ad.d

att

AVy

0.1-la- +

11100 '' 10

11-Í6a : c. l l

.ÁVV

V

0. 11'.'. .6.V =0. 11xV '0.1'lx10 = 1.1 m/S

/.}. )l

10 T/,e. .+ l.Im/.

$ En el é'as¿ de un"elemento: aíe¿tada por una potencia, se multiplica el er.ror .rel.+tivo sobre cadaelemento por el 'úalór de la piten¿ia.Ejerr.plo : Velocidad de caida libre.

VJ6g '..bh

hg

'Vz ¿ h ::.i: (z g h)0.' 01 ' «/B-20.01 m

altura = 10 macele ración de la gravedad

1/2

9. 8 '"/3'

Nd bay Er+;Ó:r sobre los .No!. Qep!!i: !ip Unidad

V '+'lvZ 3t «'tg'Ü 10 qlt3.'l: m/s

ÁV' ; 4i . ''l''g .. z

6VV

V

']

.=. x2

o.OI. l=-L--+ + --=- X.9 +-80=-- :-' 2

o . OI1'0

o. ol'';+' o.OI'28'' i ''Z8''

1 "' '+ l2 . 0'00 2. 000

2z. ooo

AV : 0.001 .'. Á.V = V x 0.001V

0.013 m/S.

13.7 x 0.001 =

V 13.70 ! O.nl !n/Se;l

El número de décima.lee del valor del error 3baolutodebe ser á,l máximo:;''igual al No. de :decimalea delele rr.enla en referencia.

D. APRECIACIÓN DE LOS ERRORES :

Los principales ferrara.o que se encuentran en los ejemcícioo prácticc>s se claaiíi¿an do la siguiente manera 3

1) ERRAR .D$ LECTURA.:. :tlCa80 de .wla lectura quecae .entre d08 divisiones.

f

2) ERROR DE PARALEJE: Error debido a la n'alapQ8icióB del observador.

3) ERROR DEL APARATO Sielñpre indicado por elconotructol' del aparato.

Para evacuar e]. error sobre w\a rr\Caida. eo indispen-sable l considerar $nícamente las .e.Frotes importantesÉroceaonteó' dé la líüta aaterier+ ae8p=eciando el resto.En los cálcul08. .dp. errores que talRbién son aproxirx)ariosse debe siempre gcercaroe el 'valor sencillo máa cómodo.

Por ejemplo .! nó eecribiix i983

l

Sino . .!d- ..óx :¿ l

'"r,';' i '' T'"' Z'. 000Todo resultado de la rl"cedida de una magnitud frBica notiene mentido sin: el valor del elIoT absoluto sobre estamedídailLa foltP:sa conveniente de representación es la siguiente

L= 10 cm. .+ 6 i.

13

TEMA: :Maglktudes y Uiüdadés

l

DISTRIBIJCION: l

11

Magnitudes y Uiüdades Básicas

Maglümáé s t Unidad¿B Doducidas (Selección)

14

b/xcwixl.unes::.-Y UNi

SEGUN EL

sIsTEmA INTERNACIONAL OE UNIDAOES (sl)

NADES

É i.. h/'ragnitudes y;.;IJnidadesi,P4sicPS

J J

SlbÁB OLODE

OR b4U LA

Sl\XB 0L0DE l OBSERVACIONES

tUNIDADbxAGNITUD UNIDAD

Longitud l

t

l

T

l

metro

Kilograr':r} O

Segundo

Kg

9Tiempo

Intensidad decor Tiente . Amperio l A

Teri'iperaturate r tTlodináMiCa .

Intensidad suminosa

Kelvin l K l Anexo l

Candela l cd

(Sele c cien) .

OBSERVACIONES ; Relaciocon. ....las unidade s Báiéj¿.enes

T5

11:- b/agnitude s y Unidades:í..!2educidqs,

+i' '' 'l:B#Area l A jmetro cuadrados ty-t2

Volumen I' '''v ' -. Imetro cúbico l m.3

DeHéidl3ñ' '';rl' 5) KI. 'j

Frecuencia 1. í jnertz 1 Hz

r'

T = Péríbdon = número de rotaciones

w = frecuencia circula.r

Anexo 2 .

1" : :''t - ;Angulo '' l.- /7(

Angulo sólido 1 : iÍ.ü

Velocidad. l vAceleración l a

Fuerza

radián l rad

estiro radián l sr

n, 9 ' l

Newton ' l N

aceleración terrestre (3.

9 : 9,81 ]P/s2

1{ :JñÉ::Í;m''r peso G.

[G =p.gá :Unidad: .NAnexo 3 .

lAnexo 4.

Anexo 5 .

l J =1 .Nrr-

= F .q iJ =iN .Im

[Wel. = P.tAnexo 5 .

l PP;= 1 N.l m'

Pre sión P l Pascal l Pa

IE-. -;*.

Trabajo

E

W

J oule

J ou le

J

J

16

C ontinuaci6n í.}a;agzütudé's y Unido.des Dé.ducidáó

vAG:NITUD$lh4BOLODEF OR R/U LA UNIDAD

SlbXB OLODE

UNIDADOBSERVACIONES : Relacio-lhes c6n las unidades básica

   

10 : '.m.A' Jl J = J .Kg.grd

=IJAnexo 5 .

l Pas = 1 Nsm'2= IKgm'ls'l

[':{ L;p]l Pas m3 Kg'l = Irn2a-l

Anexo 6 .

L '«.'. :4 : « .l Nm. ls'l

l -.:. :-gl. - : ;.l J . ls'l

Anexo 7

lw'TX

l.Ñ : lv

Q : 1 . t

IC = IA$

ll, :;4;:::.,,'IF = 1 As4Kg -lrp-2IH : l ¿'.A''IH= 1 Kgm2 s-ZA-2

l7

Continuad 'n de Magnitudes y Unidades Deducidas

MAGNITUDSIM'BOLO

DE[:M.(LA

UNIDAD SIMBOLO l OBSERVACIONES ; RelacioUNIDAD l ca.s.con las unidades bási

Flujo magnorico

[nducci6nrrlagnéti ca

Flujo luxxñn

llurl-tinaciÓH

llu m\inancia

     

l Wb = 1 Vs

[ Wb = ]. Kg m2 o'ZA'l

IT = IWb m'2 : l Vsm-2IT = IKg s+'2 .A'.»l j,''.!'li.:'.l{

l Im = 1 cd $r

- :&A

l lx=1 1m n.-Z=1 cd sr-2

B ; ...JA cos '¿

l sb = 1 cd cr7-1'2

!8

TAblA ANEXOS

l

DIET RIBUCION l Anexo No.

1 . Definición

2. Reducción

Anexo No.1 2

Anexo No. 3 - Fuerza

Anexo.}qo. 4 Presión

Anexo No. 5 - Energía, Trabajo, Cantidad de calor

Anexo No.

Anexo No. 7

1 . Li.teratura

emperT atora

11

111

lv

VI

Vll

l9

R..'€: .A N' E: IXI ©) S

l ANE XIO 1 : TefYiperatura

l Definilción

Magnitud y unidad generalizadaTemperatura tgrado de temperatura grd

Respecto a escalas especializadas

Fahrenheit

Punto de ebullición 212 oF

Punto de congelación 32 oF.492oFCero Absoluto

Z Réducci6n

KelvinT - 273 : t

t +Z73 = T

C el siu s( clF

- Fahrenheit.- 32) 100 :

180180100

+ 3Z oF

11 ANEX.D "' a :

En esta tabla se abandona la unidad fadi porque l rad = -4i= = l

20

/\ÜHI afl r 9 = HIP prH P V

l rad = -119-. !. 57.29578o

5 7o'' 17' 44, 8''

111 ANEX10 3 : Fuerza

Reducción aproximada O,l Kp'lO N

Reducción exacta para Unidades de Fuerza y Peso delsistema técnico al Sistetrla Internacional::

  P Kp \ÁP N

   io'6 l 9.8i.io'3io-s l 9, 8il Í 9,81.103

ioz .ioúl l

ly. ANEXO 4 . Presión

Siete«',a Inglésl Lb/sq.in 0, 0703 Kp/cm2

4,88 Kp/mZ6896, 43 Pa

47, 87 .Pal Lb/ $q.ft

V ANEXO 5 Energía - Trabaja C entidad de Calor

Sistema Inglésl ft.lbl BTUl Hph

0, 1383 Kpm0 , 252 Kcall . 014 CVh

1 , 35ó '710S5Tz . 7 .Í oó '7

u.2

l Pa ll

ar = da N

cm2Se-- : átcm2 % :M'$'!« :'"«"'*m2

Tori =1 mm Hg

10-5 1, 02 . 10 o, loz ol 90'í: ib-s 0. 75 . 10'2

l bar 105 l 1 , 02 1 , oz'. l b4 0, 987 750

l at 0 , 981..]. 05 0, 981 l 104 0, 968 736

  9, 81 9 , 81.10'5 10-4

10333

o .l9óa .ioi'' 4 0, 0736

  1 , 01.105 l . OI 1 . 033 l 760

l Tori i 133 1', 33 .10''S 1, 36 .'10'3 13,6 '" + , bzi.lola l

vl ANEXO 6

Unidades toda«a usuales en la técnical Para la viscosidad dinah.i.ca

L-:P St 0,010Z Kp- e.' m'2l P = 0,1 N s-rY+'2l Pas = 10 P

Poise ( P.)

O.l Pas

2 Para la viscosidad c iB-fanática2.1

f'=':( .s':,:f= .lValor para agua :

Grado Engler (.loE )

.2 .-12 .Z.

Vll ANEXO 7 . POTENCIA

  KW N = W«~ls Kpm/s cv   Kcal/h

l KW l 103 102 1 . 36 239 860

lw 10-3 l 0, 102. 1, 36. 10'3 0, 239 0, 860

: 5e-uS 9 , 81''. 10 -3 9. 81 l 1 . 33 .10'2 Z, 34 8. 43

l cv Q, 7355 735, 5 ?5 l 176 632

l =!!--S 4, 19 .''10'3 4,19 0 . 42 ?

''- .20. 569 . 10 l 3,6

h-3

1. 16.10 ' i,i6 l o.ii9 . 58 .10'3 0, 278 l

23

Sistema Inglés

l BTU/s = 0.25Z Real/s = 1055 W

l HP : l,014 CV : 745,7 W

l Lite natura :

Ley y decreto de ejecución sobre Unidades en la rr.atro-logi'a, (Gesetz und. Ausführungsverordnung tIbeT Einheitenim RXepwesen) Bonn 1970

V. Hali,. Kastial, Séi-barth,. Physikf Hannover 1968

Gieckp K. Manual de f6rl'nulas técnica9p Heilbronn y b/rexico 1 970

Bagel Technikerhandbuch (Manual para Técnicos) ,Braunschweig 196.9:b:": ... =;: : :

.} j'.s: -. i-

i.

TEMA Concepto:de Masa y Peso

DISTRIBUCION': l Concepto de Masa y Peso

A. Introducción

Masa y Peso

B. Unidades1. En el sistema MKS;2. En el sistema CGS3. En el sistema UTM

C. ProUemas

Peso Especifico

A. Uiúdades

B. Método de Medida

Densidad absoluta

Densidad Relativa

P roblemas

Fuerza - Defiiüci6n

A. Unidades de Fuerza1 . Unidad CGSZ. Unidad MK$

B. Problemas

11

111

lv

V

VI

1. :CONCEPTO 'DE'; M'A$A' Y' PESO

A INTRODUCCIÓN

Es necesario hacer claridad sobre estos d08 conceptosñtnd&T:llentales ya que comuna))ente se les confunde uti-lizándoles indistintamente

MASA Y PESO

La rylasa de un cuerpo representa la relación entre lafuerza aplicada a. su cuerpo y la aceleración produc.idapor dicha íu©rz&.

Peso: El pes.q de .un cuerpo es la fuerza gravitatorioejercita .80bre él .l..Cuando un-.¿uerpo es abandoliadb y9e deja caer libremente. la única fuerza que actúa sobre él es su''peso y la acelera¿i6n producida e.s.'la dela gravedad g.

Fa

mg.

W

gW

B . UNIDADES

1) En el sistema M.K.S. la masa se expresa en kilogramool la aceleración de la gravedad en metrospor segundo al cuadrado -y el pes'o ee da en Newton

W = mg = ' Kg ---!!;.-. : Newton.S

2) En el sistema C.g.s. la !ynasa se expresa en gra-FF.OS, la. +celeraci6n en centill:letras por segundo alcuadrado,::y el. peso se da ?n. dinos.

m.g gr x diras

26

3) En el 8istem.a técnico la masa ae da en U.T.M.(Unidades tdcníFas de masa) 1+ aceleración enmetros por segundo at-cuadrado y el lxlso«en KiLopondioe .

mg ..= .: U.T.M. Kp

RE SU ME N

C . PR OB LE MAS

1) Un cuerpo tiene una masa de 10 Kg. Cuál es supeso en un lugar donde la gravedad. es de9.81 m .

S

WW

mg

= 98.1 N

2): Cuál será él peso en la luna del cuerpo anterior sa-biendo que la: gravedad lunar es de 1/6 de la tierra?

W = mg.W-«'-'.s 10 Kg. x -Z;:.'' ..E.' = 16.38N

LIST E MA PESO MASA AC E LERAC .

Técnico Kp . U. T. M. «/S2

M' .K .S . Newton Kilogramo  G.G.S. dina gran'o  

.27

f.}.

PESO. . ES PEC..IF.IC O.«. .,

Es la relación entre el peso .de un cuerpo y su volutTlen-!J

)

WV

/

peso espn cínicapeso de l cuerpo.Volumen

WV

A. UNIDADES

Si el peso se'.]'rli4é..é.ñ'".diñag. o en .Ne'!tani el peso es-apeciTico . viene expre:dado en. dinos/cm3 .6 en Newton/m3Si el peso.'se mide..i9B Kp. en .gí.! en lig.. e! peso es-pecifico.viene.expresado en Kp/m3 en gf/cm3 6 enlb ./ pie '

B . b/ETODO DE ME DADA

De la f6rnuja .anterior se deduce que .para ca]cu].ar elpeso específico de un cuerpo es Heces.ario hallar supeso y volum.en.. El peso se halla por medio de unabalanza y el volumen por medio de una probeta gra-duada. Si. el cuerpo es un sólido de forma irregular$e introduce el cuerpo en una' probeta con agua y lacantidad de .:ésta desplazada, es su volumen .!

111 DENSIDAD ABSOLUTA

La densidad ab:solita de un cuerpo hom6géno ae definecomo la relo¿i'6n entre su masa y su v61umen.

Las unidades son: Kg/m3 , g/cri-l3 ' 6 lbs/peep

:P= «V

.,/¿2 =densidadin = n)asaV = VoluT7len

tenemos que

WV

.r :~dg

28

IV ! DENSIDAD REl.,ATIVA

La densidad relativa de una suataacia ;es la relación desu densidad absoluta a la densidad"del agua.- por lo tantoeg un número -:abétracto+

./e '( su stancia)..,4 (agua)

7z'.8.8.0.

19.10.21 .11l0,0,

0,.0 ,0.0,0.

80.7060909230504030008190

2470001293000089001430

# Las densidades de los gases son a OoC..y a l atm6siera de presión .

V PR OB LE M'AS

1) Ciiánto pesa un cable de cobre de ÍKm. de::extensióny 2 Cm.. de radio ?

29

/: .V

'ñ4

,: i6 ¿ñ X l Knn .i..)d000m X 100 CEILl Km. x I' m.

V 'Tt x 16 c 105 cm4V./ : IZ,56 x i'dS cr..12.56 x. 8p 90 x.105g =

3 'Kx 4 x lO 12, 56 x 105 cm

x 8190 g/cm3IZ.56 x 8,'90 x 10ZKg. = !.1. BOG Tx'3

mg11 .800 Kg. x 980 m

?1 09 . 400 Newton .

La. densidad de un cuerpo..relativa al alcohol e$ 2.3Cuál és su densidad.i'elá:uva a la glicerina. ?rwuál es ia densidad absoluta de la sustaiícia ?

,4z.3 x 0.81 g/¿Ú3 ':= i.bó é/CT3

+g- : l.}":3) Si un cuerpo tiene un peso específico de 2.75 New

m2{ .['¿iü'ál]''.será su densidad ?

#

.7P:

'g

2 . 75 New3 x 9.8 m

In := /' --")D

yd: Z.75 Kg9.8 3

x lll'= x?

0,28 Kg

30

V!. FUERZA - DEFINICION

Fuerza es todo aquello capaz de producir y manteneruna aceleración.' Modificando la magnitud 6 direccióndb:.. la vold¿idas :l

Entonces. tenemos que

F

Lá queria es üna magzütud ve¿torial parque la' aceleracióntambién lo es. l,os elementos caracterí'stic08 de una fuer-za, su' intensidad o medida y--.bu dirección (incluyendo enella el sentido). f

Lá fuerzan'=..ae representa por un ve¿tor:jc¿iyái :lÓiigitud es suintensidad:i.".l aderr,ás indica ou: dir¿cci6n 9' :üu mentido.

AB = magnitud y dirección

A. UNIDADES DE FUERZA

1) La. unidad .. c..gls de fuerza es la dina y eo lafuerza qué actuando pobre un gramo le imprimeuna aceleración de un cm/S2

dina = g .!E.

2) La unidad M.K.S. do fuerza ea. el Newton yes la fuerza que actuando sobre l Kg. le imprimeuna aceleración de l Kg a.

S

N ü' Kg

S31

PROP LE MAS

!) Un montacargas de 3.200 Kp. de peso desciende con unaaceleración ,de l m/SZ. Hallar la tensión en el cable.

C omo la aceleración del tTlon-tacarga es hacia abajo la querza re sultante e s también haciaabajo .

Fuerza re sultante = rs? f'a xacele ra cien .

b W - T = rvl . a

b.«3.200 Kp = T = 3.200 Kp x Irr,

9,8 m

3 . 526 Kp.

z) Un cuerpo de 2 KgGuiar la tensión T

Óéñaé'deÍ extremo de un cable. Caldel rTlisrvlo, si. la aceleración es de

a)

b)

5n?

hacia arriba

hacia abajo

;) 6

E. a

W = n.. a

mg r'n . a, e

mg + ma

m (g + a)LV 2 Kg ( 9.82.. + 5 .2. )S2 S2

29.6 N

b)

mg + n'a

m(g-a)

2 Kg. (9.8 mS2

33

TEMA El Rozamiepto

DIET RIBUCION: l

11

111

Int.foduccí6n

Definición :;-,-.T

Cla:ses de Rozamiento

A. Ror de slizamiento1. Rozamiento cinética2. Rozamiento estático .::; !..:l ..i'

3. Leve.g. del rozamiento por de slizaxniento

B. IRoza;miento por..lodaduray

lv Problemas b.i.

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura, Pelibulaa, Diapositivas,.

"Prueba) .

Teotiá y probbmas':de íi'fica General:ggx'. Damiel Schaum.Física General :por Francis I''' Searsy Mark W Semansky

34

E L R OZ Ab41ENT O

111

l INTRODUCCIONEs un hecho experimental muy conocido siempre que tra« temos de tTlover un cuerpo en contacto con otro encontra mos cierta resistencia. Por ejemplo: Si tenemos un libropobre una Heba y lo empujamos; vemos que se detiene al recorrer cierta distancia, Cato nos indica que el cuerpoha estado sometí.do a una fuerza que se opuse al movimien to .DEFINICIONEl rozamiento es una fuerza tangencial que actlSa en la su perfici.e 4e.contacto e+lt.re. .d08 cuerpos y que se opone al movimiento relativo de unÓ de ellos con respecto al otro . C LASER DE ROZAMIENTO

A. POR DESLIZAMIENTO

Cuando ge trata de dos cuerpos sólidos y una ($+1izasobre otro .

1.. Roz3tlniento .CinéticaCuando se produce movimiento .

Z. Rozarrliento Estático

E$ 1a fuerza tangencial entre dos superíici.es cuan.do no existe movimiento re].ativo entre ellas. Lafuerza tangencial entre dos superficies inmediata mente antes de que una de ellas comience a des«plazaroe sobre la otra recibe el nombre de fuerza máxima de loz&f'ílicnto estático .

35

C deficiente de rozarr.ieatB...¿iñéHil¿b;!.-=jIFue rzqi .de . rozan2:.i C inéticoFuerza normal 'entres las Z

supe rficie g .R

:©deíicieütd de.; foza+nilénto -estático = b/¿kimi fuerza rosatTI. estátf 't ., Fuerza normal entre las 2

supe ríicíe s .{

3, Leve.s... Joel.. Rozamiento por De slizamient'' :.

E4.:;rQa.cimiento por des]izamiento depende de ].assustancias en contacto

b)

..)

d)

Depende del estado en que ..se.,epcuent;ren l.assuperficies . . ' "--

f

$.s. inge.peqdientq de.,la:.,farr;a .V:. ól; área de lalupe ríicie de contacto

1. Íl

Es pí'gpql'$.ionpl.=?.. la. fwe.rza...qup éQ ejerce alas superficies de cqntactQ o sea a la normal N

r i

J

Fa = U glEN

El coeficiente de rS)zar:r'tiendo .}J depende de la

naturaleza de las :sqp.t4ncias q:p contacto .

'1l

)

t

I'l

36

B. .nozamiE-NTd POR RODADURA :.

Siempre que un cuerpo ruedasobre otra ae manifie sta unafuerza que se opone a dichomo-cimiento. Si hacemos rodarun cilindro o Bolera sobre unasuperficie plana ésta eb deten-drá al recorrer cierto trayecto .esto se debe al rozamiento porrajadura. El origen de este ro-Zamienta es la deformación quesufre la esfera 6 cilindro y lasupera.Qie:.. plana. . Fi rozamientopOr i odaldu+a"és siempre muchom-áo pequeño que el rozatT.cientopor do s.Plazamiento .

IV . " PR 0B LE bxA$!

1. .Sobre un plano horizontal Be .lleno .un cuerpo que pesa98 N . Qué fuerza. eo neceqarjo aplicarle para que eeinu eva .

a) Con movimiento uniforme.b) ...Con aceleración de 3 m/S2 .

U , 0.6

.) F

fr

F

b)Ü'N0 ..6..x 98 N58..8 N58 ..8 N

FF

Fr = maúí Fr = W x3

g

Fr = 98N9.8 m

S258.8N : 30N.

x3msz

F = 30 + 58.8 = 88.8N

7

2. Un bloque que pesa 49N e9 Corr.primidO contra unapared vertical mediante una ÍuorKa. perpendicular' a.la r«isia. Qué valor debe tener la fuerza para. q\el cuerpo no caiga ?

';.'i(U B 0.5 Fr - W = TJN

49 ; 0.5NN : 98No } \.

3 Un trineo que pesa 1.500N es arrastrado por una. clle horizontal cubierta con una capa de hielo, si lafuerza aplicada es d-e 30N, qué valor tiene ?

UN

90 U x 1.500

901 . 500 0. '6

0.6 'i: = .,- 1(T. ]P ' ' .3

\

TEMA: T:'abajo

DIET RIBUCION: l

11

111

lv

T rabat o

Deíitüci6n

Trabajo Motor y Regi siente

Unidades dei Trabajo. , -,

A.. Vlüdad GGS

B. Unidad MISS

G. Sister)a T:éc.nico

V Problemas

OBSERVACIONES DIDACTl€Ag(Literatura, Pelicula. Diapositivas,Prueba s) .

Teoria. y problemas de física Genes'alPor Daiüel Schautn.Fi'fica General por Francis V? Sears.y Mark W Zemansky

1.9

T.'R A'B A J O'

IN.TRADUCCION'

En la vida corriente el} trabajo se aplica a cualquier acnvedad que requiere un esfuerzo r«uscular o mental, sinembargos en la Física el concepto es v-uy diferente porestar Corr.pletar-ente restringido

lii. DEFINIÓ iOF

Una fuerza realiza un trabajo sobre un cuerpo cuando actóa contra otra que tiende a impedir el Fr.oviMiento de dicho cuerpo. El trabajo es una magnitud escalar.

$ea una fuerza exterior constante F aplicada a un cuerpoformando un ángulo "'O' con la dirección del movimiento yS el desplazamiento que se produce. El trabajo realizadopor la fuerza F sobre é!:.cuerpo se define como el pro-ducto del desplaza-miento S por la corvnponente de la fuer-za .cn rla dirección de S. Por lo tanto.

(F Coo g) ) STra! ?lg

,,P/

/

./

./

/

'1

En el caso de: que S y F tengan la mis'na dirección ysentido

Cos 0 = 1 y Vr = F.$

40

TRABAJO MGT OR Y RESISTENTE

Si el cuerpo se n'lleve en el ElnigMo sentido en que actúala. fuerza al ti'abajo es motor, pero si el cuerpo se.rPueveen sentido contrarios el trabajo es "insistente ..P.}:..trabajo F:7iiotoF se considera PQeitivo y el resistente ne-C;tivo

7;...b.J'o Mofa,

UFJlDADES DE TRABAJO

Unidad de trabajo Unidad .de fuerza x -unidad de longitud

Unidad C .G .S .

La unidad C.G.S. ea,e.l ergio y es el trabajo realizadopor una fuerza.constántb de l dina que aplicada a uncuerpo le comunica un desplazamiento de l cm. en ladirección de aquella.

l Ergio l dina x cn.

:h. Unidad b/ . K. S . :

La unidad b./r.K.S. e9 el julio y ae define comc> el tra-bajo realizado cuando 6e ejerce un& fuerza constante deun Newton sobre un cuerpo que recorrc un3 distanciade un (1) metro en la misma dirección

l julio = 1 Newton. metrol julio = 105 diras x 102 cm.l julio = - 107 Ergios.

S) 4:.1

c\. Sistema Técnico :

La unidad en el 9isterTla. técnico es el Kilopondilnetroo Kilograr-Cero, y es el?;t#blbajo realizado por unafuerza constante de un kilopondio sobre un cuerpo querecorre una distancia de un metro en la misma direccienl

l kilográ.metroIKpm. É' 9.éN x ml Kpm =:.;$ ;9..8 ju].ios

'P= 1 kilopondio por l metro

PR 0B LE \xAS

1) Una caja cuya masa es de .1.00 .kg. es arrastrada 6 m.sobre un suelo horizontal a velocidad gQnstante rrlediante una fuerza .t+rrabién Constante. El coeficiente de rozamiento : ü = 0.3 Cuál éé el ti'abajo realizado ?

FrNW

Wmg.100 kg. x 9.8 m

?: 9. 800 N

Í -\$'' d,.,.'0'; 3; x 9. 800 N

\ :i'4

C

'.Í.'. ; rY'! .

:2':'y40 N .

;fl,l :(F co; .a)2.940N x 6 m

s.1 7.640 julios

2) Cuál es el trabajo realizado al mover el bloque de lafigura 6 m. en dirección horizontal ?

(F cos --©). S

6 m.?

LOON.

W = 100Nx 0.5 x 6m 300 julios

TEMA: Enes'gra y Potencia

DISTRIBUCION:

11

lu

lv

T?abajo y Gravedad

Energia Cinética

Energia Potencial

Potencia

A. UIÉdadeü -de Potencia

ProblemasV

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura. Peliculas. Díapositead,Prueba).

Teorlb y problemas de física generalsérie Scháum 4Ft'pica por; Serra y Zomansky

43

ENERGIA Y POTENC IA

TiiABAJO DE LA GRAVEDAD

SupongarTlos que un cuerpo cualquiera se mueve desdeuna a]tura h] hasta un3 '-a].tula h2.El trabajo realizado para;que el cuerpo- alcance la altu.ra h2.i e.$

w' w ( hZ hl )

mg ( h2 - hl)El trabajo de la gravedad e$ independiente de la trayectoda seguida. Sólo depende de la diferencia de nivelesentre el punto de partida y el de llegada

W

11. ENERGIA CINÉTICA

4+

en una superficie 8iD'razaMientoü Puerto quo Cos Qo l

w : ''s 1 %%.q¿V..zaS l ..IW:#.«rHz-Z')F=m.a. l . .

; :=..;.,1 as:.2<-zc l ~«:.gSe define la energía cinética de xua cuerPO como. la mitadae]. producto de su masa par el cuadrado de eu velocidad

Ec = 1/2 m. V2

C-.ando un cuerpo eg obligada a moverle ea \una superficiehorizontal sin =ozamiento y no oe realiza ningdü trabajoe::depto el de aumentar la velocidad del cuerpo.. El trabenjo realizado es igual al incremento de su energía cinética.

EbTERnuIA POTENCIAL : '. '.b -'u

La energía potencial es capacidad que tiene ün cuerpo pararealizar !un trabajó en. virtud de au posición 6..coiligura+clon a causa de las fuerzas que a.ctúan goLPe el mismo.

En el resorte representado en la figura, la fuerza mediap3:a estirado una longitud X = es 1/2 KI X.El trabajo requerido es T = (1/2 K X) X = 1/Z K X¿ .Este tiabájó:'és'' igual a la energia:'potencial del reeortQ¿üandd' sé estira uña distancia ${ .

Ep : l/Z K XZ.

45

(

Si un cuerpo se encuentra.: a UBa altura.h con respecto alsuelo tiene energía potencial porque puede realizar un trabajo al caer : rEl valor.de su-energia: potencial eg

f

Ep =:... :n.g.h.W e '.F.SW = m.g.h.

IV . POT ENCIA

Es el trabajo. efectuado po;- una fuerza .en la unidad detiempo .

P = Trabajo.TienXapo .#

W = F' éóg ;:'-f0--

6 P : Wt

:F JS' .S.c

,{. P

A UNIDADES DE POTENCIA }. :'' .F

La unidad C.G.S. es el ergio...por: segundoLa unidad M . K.. S . es el watto .

walia 'b ' julioseg.

Se usa tar71bién el kilowatio = 1000 watios.l }{.P = 745.7 watios

l C.V = 735 watios

V PR OB LE MAS

1) Hallar el trabajo realizado para arrastrar un trineo sobre una pista horizontal, una distancia de 8 m. Lafuerza ejercido en la cuerda es de 75 N formando unángulo 28o con la horizontal.

F. cos 0. S.75N x cos 28o x 8m = 530 julios

46

2) Qué trabajo por Km. debe hacer el TY\atar de un ca!!-\i.6nque tiene una masa de 12 Ton. si ejerce una fuerza depropulsión de 4. 9a0 N..

F.S = 4.900 x 1000 q 49. x 105 julios .

3) Cuál e9 la potenci.a ael' 'motor :¿el CarYli6n del prQblernaanterior. si su velocidad .es de 54- Km/h.P = (F. S)/t = F.V

54 Km xh

540363 . ó97 s

15 ro'3'

4. 900y x 15'.É.S

x l H.:'P.745 . 7 watios

98 . 5 «:H . P

4) (Jna pieza de artilleria con una longitud de ánima de 3metros dispara un proyectil de 20 Kp. de peso con unavelocidad de 600 m/s. Calcular la fuerza media everciela sobre el proyectil durante au recorrido por elb \,l IJ \.J +

Trabajo realizado Energía: cin¿liga adquirida

}:' ¿ -''il,z Á;:

F x .3m :(1/2D ;+O Kp9.' 8 m

S.2

.1.1..2.200 Kp.

47

TEMA: Magnetismo y Electro e státic a

DUST RIBUCION': l Magnetismo

A. Introducción

B. Clasificación de las sustancicomportamiento magnético1. Ferro-magnéticas2. Para nétícas3. Día.-magnéticas

C. Polos de un Iman

D. Ley de los Imanes

E, Fabricación de imanes permanentes

F. Campo magnético

G. Lima de fuerza

Electro . Estática

A. Introduc cien

B. Clases de cargas eleétricas

C. Ley de Coulomb

D. Conductores y Aisl1 . Conductores2. Aislantes

segúnas

ante s

su

11

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura. Peliculas, Diapositivas,Pruebas)

Física por Stollberg y Sears y Zemansky

bÁA G NE T ISM O

A. iNT RQPUC CLONa «n-.--V-++.;»¿;n+----.-qp-H''-+

Todos begtpe eapexlllanxeBdo €an t: aa 8 y aoe bemol dadoeueOfq qilD log ma&e+iq4e6 afoatadoü POP ol nBH d noaaütianea d. eÜenetito &.erw ea una. u atta lor n SonmaBa6ttc09 )QP tllqp'ease tprlWoa ob4tBrpa de ble:e0 6tGB

Lq mayo:B. de ilos q8a\puoete8 qsdalcos del b erre anqa.o! ©ompjqÉ:8nenteBg-Habil«.eoe4 ElbierrQ on )al8an8re

Qombjna4o qyBl$carao te GQa atroz y+ pqr lo.tanto. aQ onBglB4tÍce. 'Sln enb4rgo. la anilL8HAlxap(Fe304) 08 w sapuesto cla,nmoate nnagndüea

-q

Aunque aü hierro es }a euBtaü€1a m4gndtica. máa CQHü\ + nOLg8 elena op n#Wel y &sl.aito aon tamU&,R+almoatoe .todQa l08 xpatadaloe ngeetraa

alg«n efecto H&8aéH.co aonqw 8ea ralnei a es taa «mbauto que para detectar)0 8e noGes+tapBa iRstTuuKI N.0 88e

'' !' !-i''btn&KnOticOa.

peciale g .

Podennoa claei,bear la.s eu8taael4D as+

1. Fe Poema.BB l€aat MBtBsi4los que 8g luertemqateatraido PQr un laidB ojoznplo+.hierro. ln#luel. cobalto

z. P&r&nrna884ti QPI TQdQe IOa mütOd.41eB ineluy'endo loeferro-mligt\dü«B. qw aw ütrÚdos »r n i n4ae eJemPlode Haateriüloa ddlliHqnta pa#aemagnd l ost o:dueno. Bluemilüo, pl ünqe

3. Dlanmagnéticoet M.atesi&l08 8Q+bQ,Bbdo8 porEjemplo: bismule

{'

Gt POLOS DE .JUN lbxAN :

Las regiones de. imantación rp-táo {uerteB. cerca a, los extr.emosfÚae llarvlan. polos..del imán o polos magnéticos . Sicolocamqo una...aguja imantada de tal man.era que pueda girar libfeFllcRtB to,-vl&=á la posición norte-8ur. El estrenoque apunta al norte se llama polo.norte del imán . Y elotro ext;remo polo . sur .Un pólb r7-magnético no e$ un punto. s.ino un3 región .

@'. LEY DE.' LOS IMANES

Polos magnéticos iguales se rechazan entre sr; polos diatintos 8e atraen mutuamente . La fuerza entre polos rTlagnéticos varia directarTlente con: el producto de las intenoídaries de los polos inversanente con el cuadrado de ladistancia..entre ellas, es decir

Donde ml y mZ son las intensidades de los polos y S esla distancia entre ellos .Esta ley es r),\uy aproximada porsuponer que [os patos rnagnéticc>s son punt08p ]o cu3]. noes cierto .

S2

F :K

B. FABRICAN.ION DE lxxANESI...PERO/ANENTES :

Se puede conseguirá íácilt71ente un imán con aguja o unclavo frocándolo, en una sola direc¿ión, con el polo deotro ilYlán, sin err'.balgo8.. el acero .de.. construcción no connerva el''v«ágnétisma. ': '".". ., ;.{j

:né. nqcésárió disponer de up.buen a.cero para.;qqe al fro-táij1(3. con .un imán no pierda 8u imantaci6n.

Los imanes petr"agentes pueden debilitarae pox. vibraci15nfuerte. por calentamiento .+:-xüilitánao un aparato especialeléctrico que reduce su irr\antaci6n .

'1:

F. CAM'PO MAGNÉTICO:

l.a' r6#.da dü Ihflüiibieb qiiiiradd& n t»4n 88 ta .oe €anül :ñd+bfe de C4w+o'')#8H4BÉÓ8 « a P4e:ln$ün o eo.p .'aíl! ixl?í#n y diü inüye';edñ b'll$ilñada+ Co Q el in&l tienedo {2) '»1osj lun ei'üP9' »%'ereo éÜe8'e Bn hUn e; 'amada elúr8meBe ' c#e&ado i)d gpüBeiéb8) qua dead A:'ba68zgirar el imán. Un carrlpo maBdé€iGO Belle tai18o diiecci.óacoiñd :;!üügñitudi'; y pol' :la tanto ea x» +4glllwd ve«arial. +

La dirección de un casi-PPQ =al8aéÜ.ea 8e ae8ae GO o l4::dl,orecci6n de la fuerza que actúa 8bble el pa¿o norte de laaguja: de la: brújula .;

'G. -liang:A DE.:. FUERZA :

La Iinea de fuerza se ::utülza.. con, ftealeae¿a Pára describirlos campos magnéticos y eg la trayectoria que debería '8©ogulf un polo norte aj.alado {j:8i fuera posible tal coba ) cohnpletamente libre para movl$rse dentro de un campo magné-

i' .t;'

tj,cO . \.> 11'1 {3 Jq.

E.&.E.g-T.B:P.:! . E g!.A.g.!g.4--Üi--Ü-;:--i= Ü--Úp -i--4.Ü' -,= u n - ..-i¿i----;;ii»= +«ii

A..,. l*'T'': QnUCCION.{ :"'l

desde' la' antigüedad 8e' terra ''coBQci'FT3ÍeDto ' que Cuando geflotaba el ámbar atraía los cuerpos pequeñ09 y ligerosLa $álabi'a'. g riega qué '; oignifitá 'ámbar e 8 ' éleltfióhl.':ldedonde $e diéribáñJ ñüedtros' téFtniD08 electricidad '9' électr6n

l.'....í:'!'a.'i ,' ..' .''., .. :x l.nJ.;.l.td'=f.íp' . g&4pp:g:::nn.:c.4a,Gas : .$.LncTKiQxs;;.

'l' '..,

r'

Hay dos clasea de cargad eléctricas. cuando írotamos uncuerpo contra otro. por ejemplo: cuando flotamos la peinilla contra nuestros cabellos. 1a primera queda cargada '

l

negativas«ente y la segunda positivamente. los dignos nosestán dando a entender la naturaleza diferente de las cargas .

En e]. írütamiento la peinilla gana electrones quedandocargado negativamente y el cabello electrones quedandocargado positivarr,ente .

LEY DE COU LO]UB}

C

G.düliortbb encontró experiiúentalrTlente- que la fuerza é:lectroi;están.ca entre dos cudrpóé ¿argado!.::es directamente.: pro-porcional al producto de los cargos'-Ee. inversamente al cuadudo dé la distancia' ent.re ellos'i=

K fQI QZS2

Fuerza entre las cargas QI y Q2Constante de proporcionan.dad

Distancia entre las cargasEn el Sistcfr.a b/.K.S. la unidad de carga en el coulomb(C) , un coulor«b es un& carga de 6.24 x 1018 electronesSi esta unidad $e usa para QI y J'C)Z , si la distancia 8emide en T,letras y la fuerza en Newtons. entonces.el valey'de K, encontrado experimentalmente, es 9PO x 109 N rn

ZC

Ejemplo: Dos cuerpos pequeños tienen una carga de 1.0 Ccada uno si están colocados a 1.0 FTI de distancia, cuántovaldrá la fuerza entre ellos ?

1. 0 c1.0 cIm

K QI Q2 9.0 x 109 Nxm2 x ICx ICCZ ImZ

9. 0 x 109 N

5¿

D. CONDUCTORES Y AISLANTES.t

Co nductore s

Son iu8tancias que: tienen uno o mdü 61QCtr6nes libres portal +az6n datos lpuéden fluir :éon facilidad, gon ejemplo de'c onductores: Loa metales

Aialantes

Son auatanciaa dondé los electrones fluyen coñ gran dificxü=tad .porque Ids electrones del material están fuertemente li«amos al :átomo, son ejemplos: el caucho, madera. azUre.plástico. vidrio. porcelana.

TEMA: Corriente Eléctrica

DIET RIBUCION: l Corriente Eléctrica

A:; ' Introducéi6n

Campo. iñagnético creado por una corriente

pepi'eseñtaci6n de una corriente y del campomagnético creado

Cargas eléctricas en movimien'das de un campo magnético

Corrientes eléctricas

Fuerzas producidas entre dos conductores quetranspo nan una corriente

Definición de amperio

El Coulonbio - definición

Campos eléctricos

El voltio

Los circuitos eléctricos

Diag ramas para circuitos eléctricos

Problemas

estan rodea0,

Ff

11

111

V

VI

Vll

Vll!

lx

X

XI

xll

XIII

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura, Peli'culos)

Física por Stollborg

}'

?

f

l CORRiElfTE ELECTRICA

Ai IH;roduccl

Una corriente eúóctrlca +n .x;p üiambrü es...sn flujo de al+:wtx aóscu&8do B&ü corriente eloctl'lca üxlot4 4 atto de una 8ust+aci&»loo ol+ctr08eo salt8B de átomo en útwo o de nno14clüa ea nadólóculB.. Laa +loctr8BeB xn6vlle8 forxnüü p4tte de la. mlam8 sugat8n:lvR... ...E4,}os bg+»es conductores de la. electricidad &lguaoselectro»üa éatd8 d8bldameMe Ugad©B al &$clüo y tlea©a t8 11a.

bertü4 :l+e nqyerse +e tu útoqa l»Bta 8tr+.

}l0 6s aoc888rlo harald.sera,r ol+ctruee & u8 ctrcd.t© electricoi.Qñqí.ps .n$.+B$1r+'...sunld.ütr r p rg6. p8nB nov+r elas»©ne 8i i-l&ó.i' &'b .ini»üa & qK+:'ílo.Úa pB'u.

J.

: f ::: © 0

11 CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE

'q' ¿. Cuñado BBm,. eotfleate eleétrlcü. clrcuEe.por lia cosiluctor oe crea un. c&!npo m&g+nétlco.

Este cnnpe in&gnótlce és mñs {d:casoc+.Tc:a al ülnnbro y qü Jhtillíta. at awnemtala' l& dlütaxclB.

J ]

Aunque el cnnpo txiag&étlco creado &oU+ne polos, p08ae ua séadd© deñ !do

$'g.

ieste seDtidQ eü el quej indicó .el polo norte de una brdjula. El cá;i;ño maghétí¿ó"iodéa, ell alárpbre y eü" coücéntrico con él. El sentido puede recordarse con la regla .de lamano izquierda. El dedo pulgar apunta en la dirección delflujo de electrones y los deTvlás dedos indican el sentidodel campo

Cuando tengaTTlos unla figura. En lugar)

alarr.bre enrrollado segiSn lo indicade aplicar la regla de la Enano i.squier

da es más sencillo utili zar otra regla de lamano izquierda. "Estavez los dedos apuntanen la dirección delflujo de electrones,mientras el pulgar inpica el sentido delcampo .

}

Una bobina de dal ,ábrepreparada con el finde producir un campomagnético recibe "elnoT-iibre de eleetrairrlánGene relmente la bobinava; arrollado en un núcleo de hie r.ro .

ill. s. REPRESENTANCioN DE UNA CORRIENTE Y Dnl g4mppbxAGNETICÓ G.ñnÁDO

Cuando la corriente se aleja del...lector se representa porun circulo en el cual está iascrita una cruz y cuando vahacia el lector se representa por un círculo el cual tieneinscl:ito un punto. Empleando la regla de la mano izquierda se dibuja el sentido del carr'tpo .

CARGAS ELÉCTRICAS nN moviMiENTo::::ESTXN RODEA -

D.A.S DE UN CAÍXPO MAGNÉTICO :

l+Ü

Í

lv

!;''"\' á.' ca,rgá eléctrica en t7'tovitTlientQ crea un.campo magdético alrededor de ella. Esto 8e ha compl:obádo dispa=Pando electrones' en tubos de alla vacio .

V C OR,TIENTES ELECTRIC AS

Se aprendió qu¿ una corriente ó]éctrica en un a].ambleconsiste en un flujo de electrones. De lo que 8e sabedcon relación a las fuerzas de tracción y repulsión. de car¿ás e.léctri¿as, resulta evidente que los electrones semueven a través de]. alambre de sü extremo negativo alpositivo. Antiguamente oe creta que la corrióate se tl\o«adel é?(trend . positivo al negativoLa energía eléctrica puede ser conducida por liquidos ygases g, .La energía. eléctrica paca también con frecuenciapor lx'q.undos y gqaes. En estos caooo el finja de energia.elé¿tri¿a consiste en iones negativQ8p (a menudo loS pro»pies ele ctrones)

73

Cuando se aplica la rqgl14...de).las mallas :de -.elige.".!cair-bpost.tivo un sentido de recorrido de la...malla (sera el. aenfido de las aSujaa del reloj; o el opued'¿óy.=1 -:.' ;a .'-

Toda.s las intensidades y í.e.Tv+. qué' tengan este sentidoson posin'"as y la de mentido contrario;xiegativq;l 'J

F

Si hay N nudos se podrán obtener N-l ecuaciones oimultaness. la ot!'a ecuación es insconsistente

Determina: las intensidades ll p l2 } l3 en el siguiente

GV 7.--: ';

E cuaciohes de la- regla delos nudosl H ll + IZ + l3 = 0 Nudob1 = -12 H13 = O Nudo a

{ll--''p ''l'pC.&

Una de .estas ecüaciohÉ;sdebe elirninars.e .:.porqbp sonlas 7riiSmas

} X

C7.3

EliTDiD&rrlOS la No. 2

E cu¿cí6n a partir de laregla de las tr-iall&s

EJ .- E2 : ll RI - IZ R20.' ; 1011 : 312

t

E2 : lara - l3R36 : 3 [2 :''4'13

1{ .i} l:t

'.)J': 3.r'

74

Resolver-ós: las tres acuacionéo

ll - lO l2

l (Fq.i - . .. 3 iz1013

©©©©

1013

413

52 .l3 : 0x (-10) - 30.1 Z

8212

12: '6082

0. 731 A

1l' = 3 1Z10

1= 3x0. 7.311. 0

lll3Re spud sta 8

0, Z193 A- O. 950 A

1l : 0,219 A

l 2 = 01731 Al 3 =-0195 A

El signo menos ( - ) indica que el sentido detracio al representado en la figura .

l3 es con

75

l E.. RESISTENCIA INTEÑÑA DE LA FUE'NTE DE ENERGIA

Hasta ahora he«.os süpues:to' que una pila seca tiene. registencia pero en realidad las fuentes de energia tienen auprópia resistencia

\

g 3.n)

A 'Í.5 0V'

B';

'= ;,i i(''

.o. o+ .9,.

'f

\

;' ' '!:n

jLa resistencia total del sister:Jla Rt = r +R = 0,02 + 3.00

La intensidad del circuito e$ déJ l e V : j:!-V : 0.497A.,:. . .: R. k-, ,.3 . 02

La diferencia de potencial a través de la resistencia interpJ na de la pila seca

V:'=lr = o.&9:} .ñ; o;:óz = 0.0099 CZ 0,01 voltios

3 , 02 l

J.A x'

De acuerdo con Kir.ch]roff .]a sufra.!de ta9 í."..e+ m. de]. circqi.tg;..-..:E. jq lg...$uT'tla l#eí..la.. diíerenci1 4e . potencial de la car-ga .de q,qnsuTi:n.Q'. h .f ;'

DIFERENCIA ENTRE FIJERZA ELEGTROMOTRl2:''f ' DIFE

KÉÑ(ilB. on POTnNctA'L!

La fuerza electro«.otriz.(í.e.«..) esl.la diferencia de po-tencial realmente producida por la acción quid:n-nca de lapila.!o por la acción m.ecánica ..de.. un generadora...

t l1..) r

G-uandQ .una.:pi.la!.:qe : ppcueRtra. g.n u90j la diféfenQia de' potencial (n(Z .la ff. e..iT ?..) T«$n!+niaa.... p,,tfáqé.q 'dé gus ' te'r:lÚinales.e$ igual a la í.e.m. debida a' lá ácEi1(5i;'4uí;nícá. tl\éllosla caida de potencial debido a la resistencia interna de labateria ( 1 : )

Utilizando [a segunda reg]a do ](irch]roff tenemos :f.e.m.

Fuerza electFomotFiZ renda potencial en Resistenciaint.erra . n. ..difeirencia dp-:. pollencial .. :en. l!# 8ipteqci:a. .:.exte rna = O

l\h P.OTENCIA E.LECTRICA

Diferencia de potencial = trabajo / '. carga' .e,l.¿ctri.ca .

Trabajo = Diferencia de potencial x carga eléctricaTenemos que: Potencia = Trabajo

Tie v« po

r

Potencia Diferencia de potencial x carga.eléltliSaTiempo

Intensidad Carga SlléctricaTiempo

Potencia XDiferencia de potencial,. P = lv

l Voltibo x l a;ry;"perla : l joule x ll couloMbo

Intensidad.

lcoulor-r-lb0 = 'W att

segundo '

.De P.= 1 V V : IR p : l2 ñ .La. potencia eléctrica es la rapidez consülniñis.ti:ada :Ó:'¿onsumidá eñ todo " o - encircuito .

que la energia esuna pal'te de ün

.F.n eléctriQidad .COMO en todas laa farr.las de. energrap. lapotencia es .. la rapidez.:-¿oh qud.::.be. . realiza; .utl. trabajo .

P = Trabajo/ t Trabajo. a..Pt ...!:.

Aplicando Citó aj la electricidad+ el trabajo: en jaula esigual al; pxóauctó de lá potencia en .v.oltioa y: el: tiempo;ensegundo'. : Entonces la eñergÉa eléctriicá puede : $er exi)regadaen. wau . segundos walt. !Ylinutop wau. hora .

77

Para el consumo actual de energia, un joule es una unidad pequeña, .,.poin.qopsigpiente la energy'a eléctrica usualmente se Tnl¿e en wau. hora o en kilowatt. hdtv .

F=.:UÜ cálentad8+ :eléctri co de bañó: cansar),-+eIZ ar:n.p. a 110 voltios. Si el precio de laeleglricidad e.s de. 30.., $eRtayos::...pQr !gl wh.Callcular' el costó :le' funcionamiento del calem:adar durante 15 r),linuto$

1'

t; l '.z -' '"'UB'

End"8íbv ! t'' :

110 1 = 12Aconsumida = trabar o.119'''+olti:Ós x 121A''x 0,25' h '= 33d'W''=h' = 0.33K wh

t.=P

Costo 0, 33 K v/ k x 3 0 centavosKwh

= 10 c.

y PROP LE }/AS

l Calcular la cantidad de calor pi'oducidá por una plan-cha eléc'.rica de 1200 w, durante 30 ,vninutos de íuncio". '',ryl ie n+. o

P = 1200 x 101 t = 30.0 min.Trabajo = 1200 x IOJ W x 1.8x IO'ss

C alor producido = 1 , 24 colTrabajo = PtZ.16 x 106 julios. X

2.16 x 10u julio 5.2 x 105 col2 Calcular cuanto tarda un calentador eléctrico para ele-

va,r la teTnperatura de 500 gral:ylos de agua desde 20oCEl calentador tiene una resistencia de 40 y funcionacon 120 Vm = 500 E. At. = 800ru . 200C ; 600C

C. del agua = 1 ca}/-g oC = m c.At

R : 80

V : 120 V C B m c.At.

= 50D g x l colg (c

x 60oC = 3.0 x 10't Col.

78

V2'a (120 V)2 .! a 3.6 x iO2 WR

Trabajo = Pt = $.6'x 10Z W x t. =. 3.6 x :lo2 julio x tseg.

Caloría producida por el calentador = 0PZ4 col x

3.6 x 102 J x tS

:.0124 ..É@. x 3.6 x 1:02

3.0 x 104 x S0, 24x3 . 6x 102

H

.1

3.0x104 . X'0X

3.5 x IO2 seg.

5.8';Mih'., l ' .. . .l :' .l i

que avanzan en una dirección , iones poeüivosplo : protones mueven en sentido contrat+o .

VI. !; FUERZAS PRODUCIDAS ENTRE DOS CONDUCTORES QUETRANSPORTAN UNA CORRIO NTE

Cuando dos alambres paralelos transporten una corrienteen el mismo sentido se atraen y si la transportan en sentide contrario ge repelen.El camPO que rodea a cada corriente e8 circular y poderr't08representarlo por una serie de pequeí'as barras imantadas.Cuando las:dos corrientes tienen el r!-listo sentido las batras i.mantadas adyacentes tienen próximos sus polos contracios y por lo tanto se atraen.

Vll DEFINICION DE AMPERIO

Las fuerzas envié ¿orrientes éléctri¿as proporcionan -.ipn

método pará ;establecer la unidad de corriente. .El emperio se define coTllo una corriente constante que cuando pagapor dos conductores muy largos, colocados en el vacio yseparados un metro, producen una fuerza de 2 x10.7 Newpor cada tpletro de ].ongitud

Vl118 EL C OU LORABIO DEFINICION

Cuando una corriente de un amper Tocarte un circuito,por cualquier punto de éste pasa en cada segundo ].a carga de un coulombExpresado en forma de

Q = itDonde Q e9 l.a carga«.-en coulolylbi-.l e3 la corriente enamperio y t el tiempo en segundoAsl, un coulombio es un an'pedo - segundo.carga muy grande se utiliza el u C = 10'oC.{ie carga de un ¿ablombio i es de 6. 24 x1018

Par s er estaLa cantidad

Electrone s .

lx CAMPOS ELECTRICOS:

Las cargas':ieléctriéaq...semejantes .se repelen ente.e :8i,las :diferentes áe atraen . Este fenómeno ocurre aun.dua.n=ia lós obj.etas cargados;:.no slé toquen. J A'í!..: la:.cargas eléctricas :beben eje.roer una influencia. en laregión que las rodea. «- ..----

Dicha región de influencia se llarTla campo eléctricos'L J.

:¿$Ü:;,+\

;(

.,«'

Un campo eléctri¿o tiene tambíen djreééi6n y senti:loy an'bos coinciden con los de la fuerza que actua sobreuna carga positiva. Un campo eléctrico no tlene masao.'{ sustancia puede existir en el vacío. ---

La manera m4.$:,PF$ctiq3. 3g.;4escybrir y medir un carl:po e]éctri.co ep PQr medí;o de ].a. {uQrza mecánica queejerce sobre UQ .cnerp9..Qarga#p.Pxpres ado m ab ip.aticarnQñte:

r c; l ''. & j

F+ EQ

Don:ie F os la fuerza producidaE . e ? . l.a .íptensid3d..de}..c lmpoÉ) ,..la cantidad: .de clip.ga:.eléctrica

Entonce al E FQ

luis uni.hades $ eran Ne+coulomb

Nów lEtectron

l ' }' l

.l =.} f

59

Como los campos eléctricos tienen tanta intensidad (magzi.-'fnd) como dirección y mentido. son una cantidad vectorial .}. }{. EL VOLTIO

El voltio ae define como la energia. por uzüdad de carga. Supongarr-os que el cuerpo representado on la figura se ha movido de A hasta B y tiene una calcéa de 10 uC.- El tra bajo realizado para moverlo fué 0,05 J, que es igual a laenergia potencial adquirida por la carga .4

\

0;t'n.

B

Por lo tantoEnergía potencial ganadaentre A y B = Of05 J pai.a 10 uCEnergia potencial por unidad de carga= 5x10

W -5 C: 5 x 103 J/C

La d{.fcrencia de energia potencial por unidad de carga en tre los puntos A y Bp se ll&tr.a diferencia de potencial entre dos puntosl y se mide en joules por coulomb o seavoltios (V)Expresado en íorTr',a matemática tenemos :

Energía

(1) voltio

QE[ e].ectr6n vo]tio e9 ]a unidad de energia de la! p!!!jllglg?

r'gra quie adquiere un electróncuando es acelerado por..una. diferencia de potencial de un

}g. LOS CIRGUIT OS ELECTRIC O$

Todos los circuitos eléctricos contienen un circuito cerrado.Un ejemplo de ello es el de una planchar en ella la energia.eléctrica se convierte en calor. En los circuitos eléctri.cos,la parte que convierte la energia eléctrica en calorl luz,sonido, t'rtagnetismo movimiento o produce una reacción quí'. mica se llama Carga

DIAGRAlurAS PARA Gm.CUITQS E!.ECTRIC ®

Alambre en contacto eléctrico

Alambres que se cruzanélé'ctrico

,ro sln. conta,cto

: = t'---: PUa .qtx!!mica.: ]a ].lb.ea lá ga y; delgada . ese} palo poBiti.x o

--e l$1 © }-- -E:13taiFEa: de tres pude quGnicaa en irle

bienpara !,hcaadascaate!

b.terruptor, ' dorTñáltbonte =epra8entadoabierta

Geziarador eléctricobjrJ:{.J ';'- ¿;i 'l..f:;. f.',-.:.'t: .-! n

. ?i': '.FF

t.:, &,

nu'ló tóü¿Íá.1-- : . i '" ."lf'l

'Ü7Bobina tio alambre

e

Bobina de elilHbilo coh núcleo de hierro

!im. " MXF;'t i''

1) Cierto .acumulador eumini8tra uha corriente ..do 8..0 a,mpo=ioaCuántos caulamblas de carga.. pa an du ante cada, mínntó porun punto dado dol ci:lenita, al conectar el acuml1lador ?Dn.ton

::: ::=;--:=r «' -ir : r- ,

I'.i =

Solución8. O*' A: .©

t a. 60 8egi{ ':.:.l:r 8.0A x 60 oe8.480 ' A.$eg .480 coulomblae

.l!'':'r''-'''''''Q ?

61

Un atót11o de cobre tiene una irlasa de 1.05 x iÓ-ZÓé. Durante la galvanoplastia del cobre 2 electrones deben sersun''i.nistrados por cada átotTlo. de cobre que 6e deposita .Encontrar la cantidad de cobré que oe deposita $i una cooriente de 2,0A fluye durante 10 min

J

z)

Datos Solución1 : 2.0A Q = it

Q = 2 .OA. 600 seg..Q = 1200Cl C = 6.24 x 1018 electrones1.200 Cx = 6.23x 1018 electrones x IZ00C

t = ],O:.-:m,'h'. = 600 6'

l at Cu = 1, 05x10'P22g

Incógnita

Masa de cobredepositada = ?

1: c

x H '7. 480 x tbt8-- electronesátorinoo de Gu de post.tados

-----=-- = 3?40 x1018 at

masa = 1. 05xlO n.22atl gx3740x10]8 at

«.asa = 1,05xlO'22g x 3?40xlO213, 925 x 10'' =. 0, 39Z5 g

3) Calcular la energía de un electrón acelerado :en un .tubo alvacio por una diferencia de potencial de 10.000 voltios .

Datos Solución

V = ].0. 000 voltios

Q : l e ( l electrón )

V = ..Energia

Incógnita EnergíaEnergt'aEnergiaResultado

Q.Vl e x 10.000 V

Energia ? 10 . 000 eV10 . 000 ele ctrón Voltios

4) Calcular la fuerza que actúa sobre unB carga de Zx10'4CCuando se encuentra. en ün carr.pó eléctrico cuya !magnitudes de O.l N/C .Dat08

2 x10-4 C

. ÍS0lU$i6n

E = ''t'Q

P = E.QO.l N/CbtcognitaF = fuerza F '.s Opl N x 2 x lo'4c

2 x iOReeultada : 2 x 10-5 Newton

s) Calcular la aceleración de un electrón en un calÜpo eléc=trigo cuya inténdidád.es de 8.0 N/C . La masa de un elel....trén es de 91.l x IO-31 Kg .

,/

Datos Solución

8.0 N/G'9.lx10-31 Kg1 .6 x 10n19 C

FF

FFa

E.Q

8.0.E. x 1.6x10'19C

lcle

12. 8 x 10'19 N

6. 24xlO18 elect.

l.É x !0n19 C

12. 8 x10'19 N9p lElO-31 Kg

1.40Sx1012 NKg

1.405xlO12 .BgmKg sz

1 . 40i x lO IZ mn &P$

Resultado: 1.405xlO12

a 8.

T 'RN/ A . Corriente Continua

nlSTKiBucloNI ..:.: -: ... l

11

111

lñt.roducci6n

Corriente Continua

Clasificación de las fuentes de energia y lascargas de consumo eléctrico

Cargas de consumo eléctrico conectadas enserie y eñ. paralelo ;'-: ':.'

Fuentes de energia conectadas en serie

Re sistencia eléctrica

Re sistencia de un cold

Ley de OHM.

Resistencia en serie y en paralelo

Problemas

uctor

lv

V

VI

Villt

t.'

x; . .'(

¿

J =. ..).l'l. '':{

OBSERVACIONES: -ntbacTtcXS(Literatura, Peliculas:) -

'f( Bgica poz' &)pberg - Hill

.f ') .. . .!' 'l'

ü'4

INTRODUCCION

6e tl--lleve en sentido contrario al camponl comportamientodela bolita eo idéntico si

elno lza alambre tnetdli€Q...y:la bo ita ha oido reemplazadapor. electrones el eBquerrla de la figura 2 concuerda con la anté+ior .' -'=;{).{

tíene lugar en el vacios aire u otrcb gao ordiaario l .Pero cuando el materialentre A y B no es aire

Puesto que existe una diferencia de potencialentre l08 termínale8 dela !ñta bay una diíerencia de potencial tambiénentre A y BI en canse ciencia. existe un can'-po eléctrico entre A y B. El campo ejerce una fuerza pobre los elec

Craneo obligandolos a moveloe .Este ttlovilrliento es contrario al sentido del camPO .El Movitvliento de loe electronQa dentro de un conductor e8lento debido a los choques producidos con las otras partr-cu[ae: de].. .g (51jde. ..En c¿da choque lo¿qéiécttoneo ceden energí81i$inéti€4 enfoFtTta de calar a las otras partí¿ula8 . Lo . s++l..exPliCa,.$1C lpnt&,.iento de un conductor debido a la corri.ente eléctrica.

11. CORRIENTE CONTINUA :

Cuando el flujo de electrones Bé '}«ántiene en un d¿lo senti.do, puede fluctuar en intensidad pero no oentidol se tiene una .corriente continua .

11].- CLASIFICACION DE L4S FUENTES DE ENERGIA Y LASCARGAS DE CONSIJM'O ELECTRICO:

Las fuentes: de eneréíá eléctrica oe clasifican en voltios.Las caréás ordinarias de consu,no t&mbi.éDI.. ae clasifican envoltios) aih embargo el significado de esta clasificación es,..!nuy..ailstinto dél que tienen las fuentes de energia. eléctricaLa carga de consu-xlo no suministra energilá de ninguna n3turaleza . 'Su voltaje significa que está proyectado para quefuncione .en condiciones Óptimas con dicho voltaje

lv. CARGAS DE CONSUL/rO ELECTRICO CONECTADAS EN SERIE Y EN PARALEl,O f I".-.[

La íigutá''representa uHá' bonexi6n de.idol botñbillos dealumbrado conectados en paralelo .Si las lámparas $oniguales la corriente be divide y paga por c/u de ellos encantidades iguales .

Si se quita una lár«parad el circuito aán está COmplleto pero solo con la mi.tad de la corriente porque la m.atad delcamino conductor ha sido eliminada .

7

66

Si la batería ee de 12 voltios los bombillas deben e.er también de 12 voltios para igualar la diferencia de potencial

En un circuito en serie ilacorriente que circula por. .lacarga es la misma que lade todo el circuito. Si algan foco se quita del. recep-táculo la.. corriente ttó=-circela porque el circuito .no escompleto. Para que fün¿ionen dos lámparas ;6ii 'eé:rieen el circuito coR:©naübátería de 12 voltios QS.tda debenser de 6 valli.os .

V. FU

L&a. . coaeiioñies-..en aeria de.-lae pilas como eñ.. la figut.a pro-porcionan un3 diferencia de potencial mayor que la que pnede. cbtenerae con una sola pila . La terminal positiva dé::únapila se conecta a la terminal .negativa de la .segunda

rl'í sq '

b

67

Un&;!báteriá íor7T,\ada lpor :¿balquiei Nó;. de pilas eéünejanteaconectadas a : paralel.d~.tiene un.f voltaje igual,' ál de üna Bolapilaib '.';il's'; ' '-.í'i' :;{.'ít:'¿ :qt:..'r .'.:{ r, :

vl RESISTENC IA ELECTRICA

.L.a electricidadp\;;.l4 propiedad .gS un3 sustancia que s.eopone o que limita el paso de la corriente se llamás suresistencia . La resistencia de, una parte l$e ,¿ip circuitodepende de la naturaleza del.',IXlaterial dé. .que.."éété hacho,de sus dimensiones fí'sacas y' ae su temriei.atora..Un resistir es una parte o corp)ponente de un circuito queestá proyectado a prop'osito páira .gge.. tanga :resistencia

Vll RESISTENC !A DE UN CONDUC TOR

La resistencia de un conductor es directamente proporctonal a la longitud e inversa al área de la iección trama'verbal .

-"#-resistencia del conductor

su resistencia especificalongitud del conan ctorárea del conductor

68

\

v!'11 LEY DE Onia8 .L

La corriente en el.. circuito.!es diT6Ct8n-forte proporcionala la diferencia de potencia¿ que produce la corriente leinversarl-!ente proporcional a la r08i8tencia que limita lacorriente .

Donde 1 = corrienteV = diferencia de pateneialR = resiste ncic

Unidad de resíateacia eléctrica :Si el signo de proporcíonalidBd se r8enplaza' por el deigualdad tenemos

VR =

En e:sta fa'rmá' lá:;loy de" ObH!-i define IB Bnid4d de resisten»cia ' 6léctrida .La resisten¿ia dé Ün.conductor ei .+e l Obvio (-.. ) Si

-h A;-.r eJdktá::la' é¿r+ieate d¿ un amperio .cuando sele apb--a la dile r'é'ncic, dé potencial.t"de un voltio.:!

( eh' Q!-'io, )

l

q

R

118b RESISTENCIA EN SERIE'' Y'' EÑ PARALELO:

Resistencia, .en 8eri$. :

En la figura ..l)odevvtoaobservar que !a miBm8 corriente paca por!ae trea (3) re8ieten-ciae aplicando la leyde Obm.

$9

Tenemos que VI = IRI V2 = IR2V = VI +. VZ;:;+'' 'V3

V3 : IR3

el voltajeperoentonce s

V = IRr[Rr= IR] +., IRZ + IR3

Rr = RI + R2 + R3

Cuando los resistores están conectados en serie la resis-tencia total o equivalente es igual a la suma de las tesistencias individuales

Resistores cn ParaleloSierrpre .que los resistoresestén soñe atados en parajelo. la caida de potencial

Í.fen;..cada i-uno ;de ellos: ea la

.rn iS ]D a''. . J'

Aplicando.:l+..:l$1. de OhTEP

l3X

La corriente total en el &l&T-ynblb principal que lleva lá corri.¿Qt¿ al .:g#ÜPo . É$rálgió :de;¿':fa.f á:urea 'de Idb tres.

C

}'

.]'

}a . PR 0B LE líAS P. \

Cual es la resistencia total de este .cíi=tuito ?

70

Solución Para la .parte c ónectada en ;pa='alelg :

lRab

r.....:. + lRI '-FZ

l + l5 10

t0; :+. 6- +. 46a.

60

R

?or:.lo tanto la red. en paralelo es equivalente á-un Tesistür de 3 .gl>Este se encuentra en serie con el resiator de 9:.Í'LRr Rab

t+ R bc

R 3 J\ + 9 .nSi querelT'i08; encontrar las jntensidades que pasan por losresistores de 6=.Q. , iO..f} y, 15.Q. tendrerTlos que ca].cular la inten8i.dad total dél ciréuitó .

Ir

VabVab

16

lz v IA

Ir Rabl A x 3 .fl 3 voltios

VabR6VabR IO

3V : 0,5A

110 3V.lo. .rl

3Vi5 ..n.

0.3 A

\ [l;.r....:t0.2 Al15 Vab

R15

71

J.

t

TEMA:'L

Corri.date .Élé:cti.ica

lJ

1.

DISTRIBUCION: l Reglas de Kirchlrooff

A. '' Nudo

{n"Bi Malla

C. Regla de los nudos

D. Regla de las mallas

Resiste:noa i.nterna de la fuente de energia

Diferenci.a entre fuerza electromotriz ydiferencia de potencia].

Potencia eléctrica

.i -:Problemas

11

111

lv

V

OBSERVACIONES DIDACTICAS(Literatura, .PQlibula, Diapositivas,Pruebas. )

7Z

1. REGLAS DE KIRCHI.& OFF

Las redes de resisten.cia que no forman un sistema sencillol ya sea en serie o en paralelos o en las que eristen generadores de í. e. rr.. en;paralelo n.o se pueden resolvej por el r«éxodo de resistencia equivalente.

A. NUDO : E$ un punto de la red en el cual se unen tree omás conductores .

Una malla e$ cualquier recorrido conductor cerudo. Por ejemplo: i,.9.s.;.puntos a, bl c y d dela figura son nudos, y los trayectorios abca,cbdc, a b d a , Bon t-:rlq],jas .

ll \ b/

B. b4ALLA

C. REGLA DE LOS NUDOS: La suvHa algebraica de las intensidade8 de las corrientes queoe dirigen.lhácia un nudo de unared es cero .

' .+.f--n-PÚPq- .nlH

La puma algebraica de .las f.em . en uná. malla cualquiera deuna red.'es igual a .la suel\a +l-gebraica de los productos en[a m-iSTYn& ma].]a .

D. REGLA DE LAS \DALLAS

'q' /' - o

Cuando se aplica la regla de los nudos se considera postuva las corrientes que se acercan al nudo. Y negativas encaso contrario