Física 097 Energía cinética

ENERGIA CINETICA

ENERGÍA CINÉTICA de un cuerpo es energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez o su masa. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.

EC= energía cinética
M= masa
V= velocidad

la ecuacion es la siguiente:
Ec=1/2*m*v

e calcula la velocidad con la que cae el cuerpo un instante antes de tocar el suelo.

En el momento en que llega al suelo, el cuerpo ha perdido toda la energía potencial ya que no tiene altura desde el suelo que es el punto de referencia. Pero como la energía mecánica debe mantenerse constante se deduce que toda esa energía potencial ha de transformarse en energía cinética. Por lo tanto la energía potencial en el punto más alto es igual a la energía cinética del punto más bajo. Esta igualdad no la podemos hacer en casi ningún punto intermedio.

Energía Potencial = Energía Cinética. Energía Cinética = ½ m.v2 (la mitad del producto entre la masa y el cuadrado de la velocidad).

Energía Cinética = 31,36 j.

31,36 = ½ . 0,4 Kgs. v2. De esta expresión debemos despejar la velocidad.

V2 = 2 . 31,36 j/0,4kgs. Luego el cuadrado lo pasamos como raíz cuadrada y calculamos la velocidad.

V = 12,52 m/seg. (metros sobre segundo).

Como funciona un refrigerador

EL REFIGERADOR

El refrigerador funciona a base de un sistema o circuito cerrado de procesos, que opera gracias a un gas refrigerante. Este circuito, a grandes rasgos, consta de dos procesos, uno de compresión y otro de descompresión del gas, que lo hacen pasar de estado gaseoso a líquido y viceversa. Por medio de estos dos procesos, el refrigerador es capaz de generar frío para su interior y liberar el calor a través de la rejilla con que cuenta en la parte posterior, que también se denomina condensador. Para poder controlar estos procesos, los refrigeradores cuentan con un sistema de termostato para regular el frío de su interior, que controla el proceso de compresión del gas refrigerante.

Motor 4 tiempos (explicacion)

1· TIEMPO DE ADMISIÓN: la válvula de admisión se abre mientras que el pistón se habré llenándose de gasolina y de aire.

2·TIEMPO DE COMPRESIÓN: la válvula de admisión se cierra y el pistón se cierra comprimiendo la mezcla de gasolina y de aire, teniendo mucho menos espacio.

3· TIEMPO DE EXPLOSIÓN: como la válvula de admisión y de escape están cerradas a la combustión de la mezcla de gasolina y de aire, esta se origina por la chispa emitida por la bujía dejando esta explosión un vapor denso el cual empuja el embolo así bajo.

4· TIEMPO DE EXPULSIÓN: la válvula de escape se habré haciendo que el pistón suba empujando el vapor producido por la expulsión sucediendo continuamente este ciclo a una gran velocidad

Experimento ondas sonoras

ONDAS

En física, una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío.

Elementos de una Onda

Cresta: La cresta es el punto más alto de dicha amplitud o punto máximo de saturación de la onda.

Período: El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

Amplitud: La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.

Frecuencia: Número de veces que es repetida dicha vibración. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.

Valle: Es el punto más bajo de una onda.

Longitud de onda: Distancia que hay entre dos crestas consecutivas de dicho tamaño.

movimiento armonico simple(3)

MOviMIenTo ArMoNico SimPle 1+fonoAudiOlogia UniPmPloNa

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

también denominado movimiento vibratorio armónico simple (abreviado m.v.a.s.), es un movimiento periódico que queda descrito en función del tiempo por una función armónica (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s..

Ecuaciones del Movimiento Armónico Simple

Fórmulas:

x = A . cos . w . t
x = elongación
r = A = radio
t = tiempo
w = velocidad angular
Vx = - V . sen Ø

V = w . r

h = w . t

w . t = V = Vector representativo de la velocidad lineal.

h = ángulo

Vx = -2 . F . A . sen (2 . )
Vx = + w " A2 - x2
Ax = - w2 . A . cos. w . t
Ax = - Ac . cos Ø
Ac = aceleración centrípeta

T = periodo

*El Movimiento Armónico Simple es un movimiento periódico en el que la posición varía según una ecuación de tipo senoidal o cosenoidal.

*La velocidad del cuerpo cambia continuamente, siendo máxima en el centro de la trayectoria y nula en los extremos, donde el cuerpo cambia el sentido del movimiento.

*El M.A.S. es un movimiento acelerado no uniformemente. Su aceleración es proporcional al desplazamiento y de signo opuesto a este. Toma su valor máximo en los extremos de la trayectoria, mientras que es mínimo en el centro.

*Podemos imaginar un M.A.S. como una proyección de un Movimiento Circular Uniforme. El desfase nos indica la posición del cuerpo en el instante inicial.

Las leyes de termodinámica (entropía, principio cero...)Nº3

Las leyes de termodinámica (entropía, principio cero...)Nº2

TERMODINÁMICA

esta afirma que el calor se transfiere de un cuerpo mayor a otro de menor temperatura

1. LEY DE LA TERMODINAMICA: se transforma en energía interna y trabajo externo realizado por le sistema
Q= calor suministrado
AU= variación energía interna
WM= trabajo mecánico

Q=AU+WM

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMCA: estas aplican las maquinas termicas.
cuando una maquina termica funciona entre 2 temperaturas TC y TF

TC=temperatura de entreda
TF= temperatura de salida

EJEMPLO: hallar la variación energía interna del sistema
1. un sistema absorbe 300 calorías y se lo aplica a un trabajo de 419J

Q=300 cal; WM 419J*4,186/ 1J
WM= 1753,93 cal

Q=300 cal, WM=
Q-WM=AU
300cal-(-1753,93cal)= AU
300 + 1753.93cal= AU
2053,93 cal= AU

el calor es positivo cuando el calor se introduce en el sistema y negativo cuando se extrae el calor del mismo. El trabajo es positivo cuando el sistema en donde se realiza el trabajo exterior y negativo cuando se aplica o se introduce en el mismo.

CIENCIAS: ¿Es lo mismo calor que temperatura?

El calor y la temperatura

la calor se transmite en e formas diferentes

este es uno de los ejemplos mas completos que podemos encontrar

TEMPERATURA (CALOR)

CALOR: se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de un gramo de agua a 100 calorias (cantidad de calor necesaria para elevar de 1·C la temperatura de un kg de agua)
EJERCICIO:
una caldera es de acero pesa 400kg y contiene 200kg de H2O supponiendo que el solo el 70% de calor comunicado se emplea en calentar la caldera y el agua. Hallar el numero de calorias necesario para elevar la temperatura del conjunto desde 5·C a 85·C de calor especifico de acero es 0,11 kal/kg·C

calor especifico de acero =0,11kcal/kg·C
masa del acero
macero= 400kg

masa del H2O 70%de calor
mH2O=200kg

calor de especifico del H2O
ceH2O= 1 kcal/kg ·C


VARIACION: 85·C - 5·C = 80·C

CANTIDAD DE CALOR DE LA CALDERA=
Qcaldera= 400kg *0.11kacal/kg ·C * 80 ·C
QCAL= 3520 KCal

CANTIDAD DEL CALOR DEL H2O
QH2O=200Kg* 1 KCal/Kg *80·C
QH2O= 16.000 KCal

QTOTAL:3520 KCal+ 16000 KCal
Q TOTAL 19520 KCal

QSUMINISTRADO: 19520/ 0.70 KCal
QSUMINISTRAO= 27.885,71 KCal

CIENCIAS: Prensa hidráulica

PRINCIPIO DE PASCAL

APLICACION A LA PRENSA HIDRAULICA:
una prena hidraulica es una maquina simple que funcina por el principio de pascal, ella consta de dos secciones con diferente areas. las cuales son sometidas a presion por 2 pistones o embolos que se mueven sin frincion

EJEMPLO:
los embolos son A1=1200cm2
A2= 30cm2
si se aplica al embolo mas pequeño una fuerza de 10N ¿cual es la fuerza resultantw sobre el otro?
P1-P2
f2/A2 = F1/A1
1200cm2* 10N/30cm2 =F1
400N= F1
F1=40 F2

Ejemplos de la Ley de Arquímedes

Flotabilidad y Principio de Arquímedes

Fuerza de flotación

Arquimedes descubrió que si el peso del objeto sumergido es mayor que la fuerza de flotación el objeto se hundirá . si el peso es igual a la fuerza e flotación, el objeto permanecerá al mismo nivel. si el peso es menor que la fuerza de flotación, el objeto subirá a la superficie.

Arquimedes descubrió que un objeto totalmente sumergido desplaza siempre un volumen de liquido igual a su propio volumen

Presión atmosférica

Presion hidrostatica

Hemos estudiado la presión atmosférica, es decir, la presión que ejerce el aire sobre los cuerpos que están en su interior, ayudándonos de una animación para entender el concepto y calcular su valor a nivel de la superficie terrestre. Ahora vamos a estudiar como es la presión en el interior de un líquido (agua) siguiendo los mismos pasos realizados en el estudio de la presión atmosférica, y haremos una generalización para todo tipo de fluido.

Supongamos que te sumerges en el agua del mar, la presión que actúa sobre ti dependerá del peso de la columna de agua que tengas encima, sobre la superficie de tu cuerpo. Si te sumerges hasta 1 tendrás menos presión que en 2 y a su vez que en

Es decir la presión ejercida por el agua en un punto situado a una profundidad h de la superficie es igual al producto de la densidad d del agua, por la profundiad h y por la aceleración de la gravedad.

Presión hidrostatica

AINTE Fisica 4 ESO Presion y principio hidrostatica y tubo U

Presion

es la relación entre fuerza y área matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

P=F/A = N/MS

Calcula la presión que aplica un esquiador, de 70 kg de masa, sobre la nieve cuando calza unas botas cuyas dimensiones son 30 x 10 cm y cuando se pone unos esquís de dimensiones 190x 12 cm.
En los dos casos la fuerza que actúa sobre el suelo es la misma, el peso del esquiador:
P = m . g = 70 kg . 10 m/s2 = 700 N

En el caso de calzar botas, el peso se reparte entre la superficie de las dos botas:
S = 2 . 30 cm . 10 cm =600 cm2 = 0,06 m2

con lo que la presión que actúa sobre el suelo, cuando está de pie es:
p = F/S = 700N / 0,06 m2 = 11.667 Pa

En el caso de calzar esquíes, la fuerza se reparte entre una superficie mayor:
S = 2 . 190cm . 12 cm =4.560cm2 = 0,456 m2

con lo que la presión que actúa sobre el suelo, cuando está de pies es:
P=F/S = 700N/o,456 m2= 1.535 Pa

Momentum angular

¿Que nos dice la ley de inercia para la rotación?
un objeto que jira alrededor de un eje tiende a seguir girando al rededor de dicho de dicho eje.
la resistencia de un objeto a los cambios en su estado de movimiento rotacional se llama INERCIA ROTACIONAL.

¿porque un péndulo corto se mueve mas rápido de un lado a otro con mas frecuencia que uno largo?

porque cuando el péndulo es mas largo tiene mas inercia rotacional y se hace mas difícil su rotación, por eso el péndulo pequeño gira con mas facilidad.

¿cual de estos 2 objetos rodara con mayor aceleración por un plano inclinado : una pelota grande o una pequeña?

ruedan con la misma aceleración ya que la pelota grande se demora mas tiempo pero recorre mas espacio, mientras que la pequeña da mas vueltas y recorre menos y se demora menos tiempo por eso ruedan igual.

El momentum angular

Conservación del momento angular

ley de conservación del momentum

"En ausencias de fuerzas externas el momentum de un sistema no se altera"

COLISIONES: LA LEY DE CONSERVACIÓN DEL MOVIMIENTO APARECE MUY DURANTE EN LAS COLISIONES. CUANDO DOS O MAS OBJETOS CHOCAN EN AUSENCIA DE FUERZAS EXTERNAS EL MOMENTUM TOTAL O NETO PERMANECE CONSTANTE.

COLISIONES ELÁSTICAS: CUANDO DOS O MAS OBJETOS CHOCAN SIN DEFORMAR PERMANENTEMENTE Y SIN GENERAR CALOR SE DICE QUE LA COLISIÓN ES ELÁSTICA.

COLISIONES INELASTICAS:LA CONSERVACION DEL MOMENTUM ES VALIDA AUN CUANDO LOS OBJETOS QUE CHOCAN SE DEFORMAN Y GENEREN CALOR DURAN TE LA COALICION. CAUNDO DOS O MAS OBJETOS QUEDAN UNIDOS O ACOPLADOS DESCIMOS QUE LA CIALICION ES INNELASTICA ES DECIR COMPARTEN LA MISMA VELOCIDAD.


PROBLEMAS DE APLICACION DE LA LEY DE CONSERVACION DEL MOMENTUM
EJEMPLO:

EL MOMENTUM DE UN MOVIOL DE MASA 0,3Kg QUE SE MUEVE A LO LARGO DE UN RIEL SIN ROZAMIENTO CON UNA VELOCIDAD DE 0,09m/s;DEVE SER TAL QUE AL CHOCAR CON UN MÓVIL B DE 0,7Kg GENERA UN CHOQUE INNELASTICO;CUANDO EL MOVIL B SE MUEVE EN DIRECCIÓN AL MISMO CON UNA RAPIDEZ0,04m/s DESPUES DE LA COLISIÓN DEL MÓVIL A CONTINUA CON LA MISMA DIRECCION Y CON UNA VELOCIDAD DE 0,03m/s ¿CUAL ES LA VELOCIDAD DEL MOVIL BDES PUES DE LA COLISIÓN?



Pi=Pf

PiA+PiB=PfA+PfB

mA x ViA + mB x ViB = mA X PfA + mB x VfB

0,3Kg . 0,09m/s + 0,7Kg . 0,04m/s=0,3Kg. 0.03m/s + 0,7Kg . VfB

0,027Kg m/s + 0,028Kg m/s = 0,009Kg m/s + 0,7Kg . VfB

0,055Kg m/s = 0,009Kg m/s + 0,7Kg . ViB

0,055Kg m/s - 0,009Kg m/s = 0,7Kg . ViB

0,046Kg m/s = 0,7Kg . VfB

0,046Kg m/s /0,7Kg = VfB

0,066m/s = VfB

El impulso causa variación en la cantidad de movimiento

La fuerza impulsiva representada en la figura 2 se supone que es de dirección constante. El impulso de esta fuerza I F dt. está representado en magnitud por el área de la curva fuerza-tiempo.

El impulso causa variación en la cantidad de movimiento

Toda fuerza causa una variacion en la cantidad de movimiento, pero si aplicamos la fuerza durante un tiempo mayor, el movimiento aumenta.

Im=f*t

Im= mvf-mvi

F*t= m(vf-vi)

ejm
una pelota de 250g con una velocidad de 10m/s es glpeada por un jugador y sale en la misma direccion, con una velocidad de 15m/s. sabiendo que la duracion del golpe es de 0,01s, ¿ hallar la fuerza media ejercida por el jugador sobre la pelota?

F=?
t= 0,01
vi=10m/s

Mb= 250g *1kg/1000g= 250/1000 = 0,25kg


F* 0,01= 0,25kg *(15m/s - 10) 0.01= 0,25kg *5m/s

F= 1,25kg m/s
0.01 S

F= 125 kg m/s2

F= 125 N