1. Ingresa a nuestro Sitio Web www.helmerpardo.com2. Sigue nuestros videos tutoriales, aborda y estudia la temática presentada

por el tutor virtual.3. Desarrolla tus posibles respuestas según lo aprendido.4. Finalmente estar atento a la socialización de respuestas y próxima guía a

publicar.

#Mi clase es

Virtual

DISEÑO: MIGUEL ANGEL HOLGUIN REVISADO: CARLOS ANGULO

OBJETIVOEstablecer pautas para la solución del desafío 2, modulo competencia y éxito.

FUNDAMENTACIÓN GENERAL PARA RESOLVER LA SITUACIÓN PROBLEMA SABER – ICFES PLANTEADAS EN EL DESAFIO 2 (TEMÁTICAS / HABILIDADES)

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA DESAFÍO 2 Antes de iniciar el estudio de los Desafíos de física es importante tener en cuenta:

FUERZASSe puede entender por fuerza toda acción sobre un objeto que tiende a modificar el estado dereposo o movimiento de dicho objeto, o que puede deformarlo de forma permanente otransitoria. Una fuerza produce diferentes efectos sobre un cuerpo, según sea la dirección y elsentido en que se apliquen.

Para distinguir entre dirección y sentido, pongamos el símil de una carretera, ésta (la dirección)es única, pero tiene dos sentidos:

Al representar las fuerzas emplearemos flechas quedenominaremos vectores, estos quedan definidos por un módulo(su valor), por la dirección y sentido

Suma y resta de fuerzas: las que tienen la misma dirección y sentido, se suman, mientras quelas que tienen la misma dirección pero sentido contrario se restan.

• Suma de dos fuerzas en lamisma dirección:

• Suma de dos fuerzas de distinto sentido y la misma dirección (=resta):

Diagrama de Cuerpo LibreUn diagrama de cuerpo libre es unboceto de un objeto de interésdespojado de todos los objetos que lorodean y mostrando todas las fuerzasque actúan sobre el cuerpo. El dibujo deun diagrama de cuerpo libre es un pasoimportante en la resolución de losproblemas mecánicos, puesto que ayudaa visualizar todas las fuerzas que actúansobre un objeto simple. En Física existe elcaso particular del peso, como la fuerzaque ejerce un determinado cuerpo sobreel punto en que se encuentra apoyado yse calcula como la multiplicación de sumasa y la aceleración de la gravedad.

https://www.youtube.com/watch?v=bv89Bs187aU

https://www.youtube.com/watch?v=V_vpKLStw1c

https://www.youtube.com/watch?v=ZARWdbeCqXc

GASES IDEALES Y PROCESOS TERMODINAMICOS

Los gases son complicados. Están llenos de miles de millones moléculas energéticas de gas quepueden colisionar y posiblemente interactuar entre ellas. Dado que es difícil describir de forma exactaun gas real, la gente creó el concepto de gas ideal como una aproximación que nos ayuda a modelar ypredecir el comportamiento de los gases reales.

• Isotérmico: La temperatura del gas se mantieneconstante. Cuando el volumen aumenta la presióndisminuye. Por ejemplo, un globo en una maquinade hacer vacío que aumenta su volumen a medidaque se va haciendo el vacío.

Procesos Termodinámicos

Página 3 de 10

• Isóbarico: La presión del gas se mantieneconstante. Esto implicará que a medida quecambia la temperatura, el volumen cambiará deforma que pueda mantenerse la presión. Unejemplo lo tenemos cuando se mete un globo enuna nevera y observamos que se encoge.

• Isócorico: El volumen del gas se mantieneconstante. Cualquier cambio de temperaturavendrá acompañado de un cambio de presión.Por ejemplo, el vapor en una olla a presión vaaumentando su presión a medida que secalienta.

• Adiabático: Todas las variables de estadocambian, presión, volumen y temperatura. Éstees un proceso en sistemas bien aislados en queno se intercambia calor con los alrededores.También puede ser un proceso rápido, como elque ocurre en el aire cuando pasa una onda desonido. Ejemplos adicionales: la compresión delpistón en una bomba de inflado de ruedas debicicleta, o la descompresión rápida del émbolode una jeringa (previamente comprimido con elagujero de salida taponado).

https://www.youtube.com/watch?v=PxdQW2ZUOPI

https://www.youtube.com/watch?v=wqivNa1XHGk

Página 4 de 10

LEYES DE NEWTON

Primera ley de newton: ley de inercia.

La ley de la inercia o primera ley postula que uncuerpo permanecerá en reposo o en movimientorecto con una velocidad constante, a menos que seaplique una fuerza externa.

Dicho de otro modo, no es posible que un cuerpocambie su estado inicial (sea de reposo omovimiento) a menos que intervengan una o variasfuerzas.

Un ejemplo de la primera ley de Newton es una pelota en estado de reposo. Para que puedadesplazarse, requiere que una persona la patee (fuerza externa); de lo contrario, permanecerá enreposo. Por otra parte, una vez que la pelota está en movimiento, otra fuerza también debe intervenirpara que pueda detenerse y volver a su estado de reposo.

Segunda ley de newton: ley fundamental de la dinámica.

La ley fundamental de la dinámica, segunda ley deNewton postula que la fuerza neta que es aplicadasobre un cuerpo es proporcional a la aceleraciónque adquiere en su trayectoria.

La fórmula de la segunda ley de Newton es:

F = m.a

La fuerza neta (F) es igual al producto resultante dela masa (m), expresada en kg, por la aceleración (a),expresada en m/s (metro por segundo al cuadrado).Esta fórmula sólo es válida si la masa es constante.

Un ejemplo de la segunda ley de Newton puede observarse al colocar pelotas de diferente masa enuna superficie plana y aplicarles la misma fuerza. La pelota más liviana se desplazará a mayorvelocidad que aquella con una masa mayor.

2

La fórmula de la primera ley de Newton es:

Σ F = 0 ↔ dv/dt = 0

Si la fuerza neta (Σ F) aplicada sobre un cuerpo es igual a cero, la aceleración del cuerpo, resultante dela división entre velocidad y tiempo (dv/dt), también será igual a cero.

Página 5 de 10

Tercera ley de newton: principio de acción y reacción.

El postulado de la tercera ley de Newton dice que todaacción genera una reacción igual, pero en sentido opuesto.

La fórmula de ley de acción y reacción es:

F1-2 = F2-1

La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 (F1-2), o fuerza deacción, es igual a la fuerza del cuerpo 2 sobre el cuerpo 1(F2-1), o fuerza de reacción. La fuerza de reacción tendrá lamisma dirección y magnitud que la fuerza de acción, peroen sentido contrario a esta.

Un ejemplo de la tercera ley de Newton lo podemos ver cuando tenemos que mover un sofá, ocualquier objeto pesado. La fuerza de acción aplicada sobre el objeto hace que este se desplace,pero al mismo tiempo genera una fuerza de reacción en dirección opuesta que percibimos como unaresistencia del objeto.

https://www.youtube.com/watch?v=86ZNmoAdlNghttps://www.youtube.com/watch?v=pTK9Pu2ZH0c

Cuarta ley de Newton: ley de gravitación universal

El postulado de esta ley de la física establece que la fuerzade atracción de dos cuerpos es proporcional al producto desus masas.

La intensidad de esa atracción será más fuerte mientras más cercanos y masivos sean los cuerpos.

La fórmula de la cuarta ley de Newton es:

F= G.m1.m2 / d

La fuerza ejercida entre los dos cuerpos con masa (F) es igual a la constante de gravitación universal(G). Esta constante se obtiene al dividir el producto de las dos masas involucradas (m1.m2) entre ladistancia que las separa, elevada al cuadrado (d ).

2

2

Un ejemplo de la cuarta ley de Newton lo tenemos en la atracción gravitatoria que se ejerce dosbolas de boliche. Mientras más cerca estén entre ellas, mayor será la fuerza de atracción.

Página 6 de 10

ONDAS SONORASUna onda sonora es una onda expansiva que puede ser percibida por el oído humano. La ondasonora se puede generar a partir del aparato fonador humano, mediante máquinas, poranimales, etc. y se puede propagar en distintos medios. Estos medios pueden ser sólidos,líquidos o gaseosos. Las ondas sonoras están sujetas a las leyes físicas fundamentales de ondascomo la reflexión, flexión, refracción y absorción. La velocidad con la que se propagan las ondasdepende del medio en el que se propaguen. En el aire, la velocidad es de unos 330 metros porsegundo mientras que en materiales sólidos asciende a varios miles de metros por segundo. Elmargen de frecuencia audible del ser humano se encuentra entre 20 y 20000 hercios. El sonidofuera de este margen se denomina ultrasonido o infrasonido. Las ondas de sonido no se puedenpropagar en el vacío ya que necesitan de un medio para hacerlo. Eso es precisamente lo que lasdiferencia, por ejemplo, de las ondas electromagnéticas.

En una onda transversal, las crestas indican el punto más alejado de la posición de equilibrio,suele representarse, por convención, como el punto que se dibuja en la parte de arriba de laonda. El valle también es el punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero enel lado opuesto al lugar donde se ubican las crestas. Por lo visto entonces, una onda es unasucesión de crestas y valles (en una onda longitudinal el monte o cresta recibe el nombre dezona de compresión y el valle se denomina rarefacción).

La amplitud de una onda puede definirse como ladistancia vertical entre una cresta y un valle. Éstaes medida en forma perpendicular a la línea querepresenta la posición de equilibrio con respectoal medio. La amplitud se mide en unidades delongitud, metro (m) cuando se trata de una ondamecánica, en las ondas acústicas en pascales (Pa)o en decibelios (dB) y en las ondaselectromagnéticas en voltios/metro (v/m).

Amplitud

Longitud de ondaLa longitud de onda es la distancia mínima entredos puntos de la onda que se encuentran en elmismo estado de vibración, esto ocurre porejemplo, entre dos crestas consecutivas o dosvalles sucesivos. La longitud de onda esrepresentada por la letra griega λ (lambda) y esmedida en metros (m).

Página 7 de 10

Periodo

Tiempo que tarda en efectuarse una onda ovibración completa, se mide en segundos (s) y serepresenta con una T mayúscula. También es eltiempo que tarda una partícula en realizar unaoscilación completa.

Frecuencia

La frecuencia se representa con la letra f, y es elnúmero de vibraciones que se producen en unaunidad de tiempo. O sea cuántas crestas o vallesse repiten en una unidad de tiempo. Si la unidadde tiempo es un segundo entonces la frecuenciase mide en Hertz (Hz). La frecuencia indica cuanrápidas son las oscilaciones o vibraciones de laonda.

Velocidad de propagación

El movimiento ondulatorio se propaga con unavelocidad que depende de las características delmedio, En un movimiento ondulatorio transversal,las direcciones de propagación y vibración de laspartículas del medio son perpendiculares.En un movimiento ondulatorio longitudinal, lapropagación y la vibración de las partículas deltienen la misma dirección.

https://www.youtube.com/watch?v=7JVLFNpKQ_Yhttps://www.youtube.com/watch?v=ji_t1-72xVY

Página 8 de 10

https://www.youtube.com/watch?v=pOwJkTjNz7whttps://www.youtube.com/watch?v=jAa4XynomsMhttps://www.youtube.com/watch?v=oUs5KwDa3qA

CALOR ESPECIFICO, CALOR LATENTE Y CALOR SENSIBLE

El calor latente es la energía queintercambia una masa de 1 kg de unasustancia pura con su entorno para cambiarde estado, a una presión determinada. Elcalor latente es específico de cadasustancia y del cambio de estado que seesté produciendo. De esta forma existen:calor latente de fusión (cambio de solido aliquido o viceversa), y calor latente devaporización (cambio líquido a gas oviceversa).

Se llama calor específico a la cantidad de calor que hay que suministrar a 1 kg de una sustanciapara elevar su temperatura en 1 K. Se trata, por tanto, de una magnitud física que caracteriza unapropiedad específica de la materia. Su unidad en el SI es J/(kg · K).El calor específico en general varia con el rango de temperaturas, pero para líquidos y solidos sucambio es muy pequeño, por lo cual para fines prácticos se asume que es constante su valor. Estasituación no ocurre durante el cambio de fase de una sustancia o en su fase de vapor, donde loscambios son considerables.

Calor Especifico

Calor latente

Calor Sensible

Es la cantidad de calor que absorbe olibera un cuerpo sin que en el ocurrancambios en su estado físico (cambio defase). Cuando a un cuerpo se lesuministra calor sensible en este seproduce un aumento de la temperatura.

Página 9 de 10

DILATACION Y CONTRACCION TERMICA

https://www.fisicalab.com/apartado/dilatacion-termicahttps://fisica.laguia2000.com/fisica-del-estado-solido/dilatacion-lineal-superficial-y-volumetricahttps://www.youtube.com/watch?v=R8P0os8JOt4

Cuando un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas se mueven más deprisa, por lo quenecesitan más espacio para desplazarse. Es por ello que el cuerpo necesita aumentar su volumen.La dilatación térmica es el proceso por el cual los cuerpos aumentan su volumen debido a sutemperatura. Afecta a todos los estados de agregación de la materia.Cuando en lugar de aumentar, la temperatura disminuye, el volumen del cuerpo también lo hace,hablándose en estos casos de contracción térmica.

Estos fenómenos son especialmente importantes ala hora de fabricar determinadas estructuras comopor ejemplo las vías de tren. Las industrias quefabrican los rieles los entregan con una longitud deunos 12 m. Es necesario unirlos para formar lasvías. Durante el día la temperatura ambiente quepueden llegar a soportar ronda entorno a los 40°Ce incluso el acero puede alcanzar una temperaturamuy superior. Dicha temperatura provocadilataciones en las vías favoreciendo que en lasuniones se provoquen deformaciones. Por estarazón, justamente en dichas uniones se deja unaseparación de unos 5 mm denominado junta dedilatación.

La dilatación lineal ocurre cuando un objetoexperimenta dilatación a causa de una variación detemperatura, predominantemente en una soladimensión. Ello se debe a características propiasdel material o a su forma geométrica. Ejemplos decuerpos que se dilatan linealmente son: varillas,alambres, barras, ya que cambia su longitud alaumentar su temperatura.

Dilatación Lineal

Página 10 de 10