MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME VARIADO1. Cmo se define el MRU - MRUV?

MRUV. Es aquel movimiento en el que unmvilse desplaza sobre una trayectoriarectaestando sometido a unaaceleracinconstante.Tambin puede definirse como el movimiento que realiza una partcula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.El MRU. Unmovimientoesrectilneocuando el mvil describe una trayectoria recta, y esuniforme velocidades constante en eltiempo, dado que su aceleracines nula.

ElMRU(movimiento rectilneo uniforme) se caracteriza por:Movimiento que se realiza sobre unalnearecta.Velocidad constante; implica magnitud ydireccinconstantes.La magnitud de la velocidad recibe el nombre deceleridado rapidez.2. Cul es la diferencia entre velocidad y rapidez?

Cuando se habla derapidez o celeridad promedio, nos referimos a la relacin entre la distancia recorrida en una unidad de tiempo determinada, es decir la relacin entre la distancia recorrida y el tiempo que hemos necesitado para recorrerla. Para establecerla se usarn siempre dos valores: la distancia dividida entre el tiempo. Se trata de unamagnitud fsica escalar. A diferencia de la velocidad no tendr un carcter vectorial.

Por su parte la velocidad es unamagnitud fsica vectorial, por lo que para calcularla se considera la direccin y la magnitud tomando en cuenta siempre el punto inicial y el punto final del recorrido, siendo esta la principal diferencia con respecto al concepto de rapidez.

3. Ejercicio

Un auto marcha a una velocidad de 90 km/h. El conductor aplica los frenos en el instante en que ve el pozo y reduce la velocidad hasta 1/5 de la inicial en los 4 s que tarda en llegar al pozo. Determinar a qu distancia del obstculo el conductor aplico los frenos, suponiendo que la aceleracin fue constante.

SOLUCION:Datos:v0 = 90 km/h = (90 km/h).(1000 m/1 km).(1 h/3600 s) = 25 m/svf = 0,2.25 m/s = 5 m/st = 4 sEcuaciones:(1) vf = v0 + a.t(2) x = v0.t + a.t/2a) De la ecuacin (1):vf = v0 + a.t a = (vf - v0)/ta = (25 m/s - 5 m/s)/(4 s) a = 5 m/sCon la aceleracin y la ecuacin (2):x = (25 m/s).(4 s) + (5 m/s).(4 s)/2 x = 60 m

MOVIMIENTO DE PROYECTILES.

4. Cmo se define el movimiento de proyectiles?

El movimiento de un proyectil, frecuentemente se descompone en las direcciones horizontal y vertical. En la direccin horizontal el movimiento del proyectil es rectilneo y uniforme ya que en esa direccin la accin de la gravedad es nula y consecuente, la aceleracin tambin lo es. En la direccin vertical, sobre el proyectil acta la fuerza de gravedad que hace que el movimiento sea rectilneo uniformemente acelerado, con aceleracin constante.

5. Cules son las ecuaciones del movimiento de un proyectil?

upondremos que el proyectil parte del origen con una velocidad V0 que forma un ngulo o con la horizontal. Las componentes iniciales de la velocidad son:

V0x = Vocos0 ; Voy = V0 sen0.

Sustituyendo estas expresiones en lasecuacionesanteriores, se obtienen las ecuaciones cinemticas del movimiento de un proyectil: ax = 0 ay = - g Vx = Vocoso Vy = - gt + Vo seno x = Vo coso t y = - g t2 + Vo seno t

6. Cules son las caractersticas del movimiento de un proyectil?

Posee las siguientes caractersticas: Conociendo la velocidad de salida (inicial), el ngulo de inclinacin inicial y la diferencia de alturas (entre salida y llegada) se conocer toda la trayectoria. Los ngulos de salida y llegada son iguales. La mayor distancia cubierta o alcance se logra con ngulos de salida de 45. Para lograr la mayor distancia fijado el ngulo el factor ms importante es la velocidad. Se puede analizar el movimiento en vertical independientemente del horizontal.

ELECTRON LIBRE.7. Que representa el numero de Abogadro NA= 6,0221023 mol1?

Es el nmero departculas elementales(usualmentetomosomolculas) en unmolde una sustancia cualquiera, donde el mol es una de las sieteunidades bsicasdelSistema Internacional de Unidades(SI). Su dimensin es el recproco del mol y su valor es igual a 6,022 141 29(27)1023mol1

8. A qu se denominara densidad de electrones de valencia?

Se les denomina electrones de valencia, a aquellos electrones que se encuentran en el ultimo nivel de energiade un atomo, siendo estos los responsables de lainteraccinentre tomos de distintas especies o entre los tomos de un mismo orbital. Los electrones en los niveles de energa externos son aquellos que sern utilizados en la formacin de compuestos y a los cuales se les denomina como electrones de valencia.

9. A que se denomina peso atmico de tomos?

El peso atmico es una cantidad que revela el vnculo existente entre la masa de un tomo de una clase especfica deistopoy1/12de la masa de un tomo decarbono-12.

10. Que entendemos por Bing Bang?

El Big Banglo entendemos como el gran estallido que dio origen a todo lo que conocemos, constituye el momento en que de la "nada" emerge toda la materia, es decir, el origen del Universo. La materia, hasta ese momento, es un punto de densidad infinita, que en un momento dado "explota" generando la expansin de la materia en todas las direcciones y creando lo que conocemos como nuestro Universo.

11. Cules se cree que habran sido los elementos que originaron el Bing Bang?

Clculos ms recientes indican que el hidrgeno y el helio habran sido los productos primarios del Big Bang, y los elementos ms pesados se produjeron ms tarde, dentro de las estrellas. Sin embargo, la teora de Gamow proporciona una base para la comprensin de los primeros estadios del Universo y su posterior evolucin. A causa de su elevadsima densidad, la materia existente en los primeros momentos del Universo se expandi con rapidez. Al expandirse, el helio y el hidrgeno se enfriaron y se condensaron en estrellas y en galaxias. Esto explica la expansin del Universo y la base fsica de la ley de Hubble.

12. Cules son la evidencias que se cree que justifican l ateoreia del Big Bang?

En general, se consideran tres las evidencias empricas que apoyan la teora cosmolgica delBig Bang. Estas son: la expansin del universo que se expresa en la Ley de Hubble y que se puede apreciar en elcorrimiento hacia el rojode las galaxias, las medidas detalladas del fondo csmico de microondas, y laabundancia de elementos ligeros. Adems, lafuncin de correlacinde laestructura a gran escala del Universoencaja con la teora delBig Bang.

MCU Y MCUV

13. Cmo se define periodo y frecuencia?

Perodo: Se trata del tiempo que tarda el cuerpo en dar una vuelta completa. Se representa porTy se mide en segundos (s). Su expresin viene dada por:T=2/ Frecuencia: Se trata del nmero de vueltas que el cuerpo da en cada segundo. Se representa porfy se mide en la inversa del segundo (s-1) , que tambin se denomina hercio (Hz). Su expresin viene dada por:f=2La frecuencia es la inversa del perodo. Relacionando frecuencia, perodo y velocidad angular mediante las expresiones anteriores, por tanto, nos queda:f=1/T=2T=2fFinalmente recuerda que la relacin entre la velocidad angular y la velocidad lineal nos permite escribir la ltima de nuestras expresiones que relaciona velocidad angular, velocidad lineal, perodo, frecuencia y radio en el movimiento circular uniforme (m.c.u.):v=R=2TR=2fR

14. Ejercicio: En un ciclotrn (un tipo acelerador de partculas), un deutern (de masa atmica 2u ) alcanza unavelocidadfinal de 10 % de la velocidad de laluz, mientras se mueve en una trayectoria circular de 0,48 metros deradio. El deutern se mantiene en la trayectoria circular por medio de una fuerza magntica. Que magnitud de la fuerza se requiere?

Velocidad de la luz = 3 X 108 m/segVelocidad del deutern = 3 X 107 m/segMasa deutern 2u = 2 * 1,661 X 10-27 kg.Masa deutern 2u = 3,322 X 10-27 kg.

F=6,2287*10-12Newton

15. Ejercicio:

Un carro de juguete que se mueve con rapidez constante completa una vuelta alrededor de una pista circular (una distancia de 200 metros) en 25 seg.a) Cual es la rapidez promedio?b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de lafuerzacentral que lo mantiene en un circulo?

a) Cual es la rapidez promedio?

b) Si la masa del auto es de 1,5 kg. Cual es la magnitud de la fuerza central que lo mantiene en un circulo? L = 200 metros =2 r

Despejamos el radio

TENSION SUPERFICIAL

16. Qu se entiende por tensin superficial? Tensin superficial hace referencia a lacantidad de energaque se requiere para incrementar lasuperficiede unlquidopor unidad de rea. Dicha energa se necesita ya que los lquidos ejercen unaresistenciaa la hora de incrementar la superficie.

Otra posible definicin de tensin superficial: es la fuerza que acta tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un lquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie.

17. Cules son las causas de la Tensin Superficial?

La tensin superficial se origina a que lasfuerzasque afectan a cadamolculason diferentes en el interior del lquido y en la superficie. As, en el seno de un lquido cada molcula est sometida a fuerzas de atraccin que en promedio se anulan. Esto permite que la molcula tenga unaenergabastante baja. Sin embargo, en la superficie hay una fuerza neta hacia el interior del lquido. Rigurosamente, si en el exterior del lquido se tiene ungas, existir una mnima fuerza atractiva hacia el exterior, aunque en la realidad esta fuerza es despreciable debido a la gran diferencia dedensidadesentre el lquido y gas.

18. Cmo se mide la tensin superficial de un liquido?

La tensin superficial del lquido se calcula a partir del dimetro 2Rdel anillo y del valor de la fuerza Fque mide el dinammetro.

GAS IDEAL.

19. Qu se entiende por gas ideal?

Ungas ideales unmodelo creado (en realidad no existe) ,compuesto de un conjunto departculas puntualescon desplazamiento aleatorio que no interactan entre s. El concepto de gas ideal es til porque el mismo se comporta segn laley de los gases ideales, unaecuacin de estadosimplificada, y que puede ser analizada mediante lamecnica estadstica.

20. Exprese mediante ecuaciones las leyes de los gases ideales?

Ley de Boyle-MariotteTambin llamado proceso isotrmico. Afirma que, a temperatura y cantidad de gas constante, la presin de un gas es inversamente proporcional a su volumen:

Leyes de Charles y Gay-LussacEn1802, Louis Gay Lussac publica los resultados de sus experimentos, basados en los que Jacques Charles hizo en el1787. Se considera as al proceso isobrico para la Ley de Charles, y al isocoro (o isostrico) para la ley de Gay Lussac.Proceso isobaro (Charles)

Proceso isocoro ( Gay Lussac)

Principio de Avogadro

El principio de Avogadro fue expuesta porAmedeo Avogadroen1811y complementaba a las de Boyle, Charles y Gay-Lussac. Asegura que en un proceso a presin y temperatura constante (isobaro e isotermo), el volumen de cualquier gas es proporcional al nmero de moles presente, de tal modo que:

21. Ejercicio.

cual ser el peso o masa molecular de 10 litros de un gas contenido en una bomba a 68 C y a 793 mmHg si se midieron 14 g del gas?

760 mmHg = 1 atmn = peso molecular/ gramos (g)

Aplicando:

PV=RTn

1 atm x 10L = 0.082 x 341 K x (14/M)

Rpta: 39.15 uma

ONDAS TRANSVERSALES

22. Cules son los elementos de una onda transversal?

Cresta: La cresta es el punto de mxima elongacin o mxima amplitud de onda; es decir, el punto de la onda ms separado de su posicin de reposo. Perodo(): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de mxima amplitud al siguiente. Amplitud(): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Ntese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo. Frecuencia(): Nmero de veces que es repetida dicha vibracin por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repeticin de valores por un perodo determinado.

Valle: Es el punto ms bajo de una onda. Longitud de onda(): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas. Nodo: es el punto donde la onda cruza la lnea de equilibrio. Elongacin (): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la lnea de equilibrio. Ciclo: es una oscilacin, o viaje completo de ida y vuelta. Velocidad de propagacin (): es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su valor es el cociente de la longitud de onda y su perodo.

23. Qu es un movimiento peridico?

Unmovimiento peridicose denomina al tipo de evolucin temporal que presenta un sistema cuyoestadose repite exactamente a intervalos regulares de tiempo.

24. Ejercicio

La funcin de onda correspondiente a una onda armnica en una cuerda esY(x, t) = 0,001 sen(314t+62,8x), escrita en el SI. a) En qu sentido se mueve la onda? b) Cul es su velocidad? c) Cul es la longitud de onda, frecuencia y periodo? d) Cul es el desplazamiento mximo de un segmento cualquiera de la cuerda? e) Cul es la ecuacin de la velocidad y aceleracin de una particula de la cuerda que se encuentre en el punto x = 3 cm?El sentido en que se propaga una onda de funcin:0,001 sen(314t62,8x) es, debido al signo+, el sentido negativo del eje X.El perodo, frecuencia, velocidad de propagacin y longitud de onda se obtienen de dicha funcin:De k = 2p/l=62,8

El desplazamiento mximo de un segmento cualquiera de la cuerda viene dado por la amplitud de la funcinY(x, t). Es decir: A = 0,001 m.La funcin de onda de una partcula de la cuerda que se encuentra en el punto x = 0,03 m es:

La ecuacin de su velocidad:

y la de su aceleracin:

INDUCCION ELECTROMAGNETICA

25. Ejercicio Se coloca un circuito deNvueltas, cada una de reaS, en un campo magntico uniforme, paralelo al eje Z, que vara con el tiempo de la formaBz=B0cos(t).a) Cacular la f.e.m. inducida.b) Representar el campo magntico y la fem en funcin del tiempo.c) Representar en el circuito el sentido del campo y de la corriente inducida en cada cuarto de periodo, explicando el resultado

Solucin

Flujo y fem=BS=B0cos(t)(NS)cos30V=ddt=32NSB0sin(t)Sentido de la corriente inducida

26. Ejercicio

Una bobina compuesta deNespiras apretadas del mismo radior, est apoyada en un plano que hace 30 con la horizontal. Se establece un campo magnticoBen la direccin vertical. Suponiendo que el radio de las espiras decrece con el tiempo de la formar=r0-vt Calcular la fem y dibujar el sentido de la corriente inducida.SOLUCION.

Flujo y fem=BS=BNr2cos30=BN(r0vt)23/2V=ddt=3BN(r0vt)vEl radio de las espiras disminuye, su rea disminuye, el flujo disminuye. La corriente inducida se opone a la disminucin del flujo, tiene el sentido indicado en la figura

27. Ejercicio:

Una varilla conductora de masa 10 g desliza sobre carriles paralelos verticales distantes 20 cm. Los carriles muy largos se cierran por la parte inferior, tal como se indica en la figura. En la regin existe un campo magntico uniforme y perpendicular al plano del papel de intensidad 1.5 T. Determinar el sentido de la corriente inducida aplicando la ley de Lenz. Dibuja las fuerzas sobre la varilla AB. La varilla parte del reposo, su velocidad se incrementa indefinidamente o alcanza un valor lmite constante. Razona la respuesta En el segundo caso, cunto vale esta velocidad?. La resistencia de la varilla es de 10 (los carriles se suponen superconductores).SolucinProblema 6

Una varilla conductora de masa 10 g desliza sobre carriles paralelos distantes 20 cm y que forman un ngulo de 30 con el plano horizontal. Los carriles se cierran por la parte inferior, tal como se indica en la figura. En la regin existe un campo magntico uniforme y perpendicular al plano horizontal de intensidad 1 T. Calcular la fem en funcin de la velocidad constante de la varilla. La intensidad de la corriente inducida si la resistencia del circuito es de 10 .SOLUCION:

Flujo, fem e intensidad de la corriente inducida=BS=B(Lx)cos30=32BLx=0.13xV=ddt=0.13dxdt=0.13vi=VR=0.013vComoxdisminuyedx/dt