Nociones de Física

• Unidades fundamentales o basicas.
• Unidades derivadas o compuestas.

• Las unidades fundamentales son las que forman la estructura del S.I. y no pueden ser descompuestas en otras unidades.
• Ejemplo:
• Metro (m)
• Kilogramo (kg)
• Segundo (s)
• Grado Kelvin (°K)
• Amperio (A)

Las unidades definidas en términos de dos o mas unidades básicas o fundamentales se llaman unidades derivadas.

m/s

m/s²

• Newton (N)
• Se descompone :kg/s²·m

• Julio (J)
• Se descompone :kg/s²·m²

• El litro (l)
• Se descompone :dm³

• El Watio (W)
• Se descompone :N·m/s = J/s

m²

• m³
• En el S.I. la unidad de volumen es el m³, la mas empleada es el litro, l.
• 1000 l = 1m³

kg/m³

• Culombio (C)
• Que se formula :A·s

• El Ohmio (Ω)
• Se descompone :kg·m²/s²·A
• Una correspondencia útil es 1Ω=1V/A

• kilo (k) 1000
• hecto (h) 100
• deca (da) 10

• deci (d) 10
• centi (c) 100
• mili (m) 1000

Llamamos factor de conversión a aquel quebrado cuyo numerador contiene la magnitud expresada en la unidad que queremos obtener, y cuyo denominador lleva la magnitud formulada con la unidad que queremos descartar, pero siempre teniendo en cuenta que numerador y denominador sean iguales.

• a) Sólo se pueden sumar o restar magnitudes que tengan la misma unidad.
• b) Cuando en una formula aparezcan signos de sumar o restar y signos de multiplicar o dividir, las primeras operaciones que se realizaran serán las de suma y resta.
• c) Cuando tengamos solo signos de multiplicar o dividir, podremos aplicar el esquema descrito a continuación:
• - unidades por un lado los números por otro.
• - los números se dividen o multiplican normalmente.
• - las unidades se pueden descomponer.
• - las unidades básicas se pueden agrupar.

Las cifras significativas de una magnitud son los dígitos que dan significado a esta magnitud.

• En operaciones matemáticas de suma y sustracción :el resultado se indica con el mismo numero de decimales (no de cifras significativas) del numero original con menor numero de decimales.
• En operaciones matemáticas de multiplicación y división :el numero de cifras significativas en el producto final o en el cociente es determinado por el numero original que tenga menor numero de cifras significativas.

• Si el primer dígito que se elimina es mayor o igual que cinco, se aumenta en uno el ultimo dígito.
• Si el primer dígito que se elimina es menor que cinco, no se aumenta el ultimo dígito.

La materia se compone de un conjunto de partículas (átomos y moléculas) y se pueden presentar en distintas formas o estados denominados estados de la materia.

• Los sólidos se caracterizan porque conservan su volumen y forma.
• Los líquidos tienen un volumen definido, aunque su forma esta definida por el recipiente que lo contiene.
• Los gases no tienen volumen ni forma definida y tienden a ocupar todo el espacio disponible.

Se define presión como la fuerza por unidad de superficie.

• P=F/S
• Donde "P" es la presión que sufre, "F" es la fuerza aplicada y "S" es la superficie en que aplica la fuerza.

La presión de un liquido viene dada por la fuerza que ejercen las paredes del recipiente, por el peso de la columna de liquido que hay sobre él o por una bomba de impulsión.

• Pascal → Pa ó kg/s²·m
• Metros de columna de agua → m.c.a.
• Bar → bar
• Atmósfera → at
• Kilogramo de fuerza por centímetro cuadrado → kgf/cm² ó simplemente kg/cm²

• 1Pa = 0,00010197 m.c.a.
• 1Pa = 0,00001 bar
• 1bar = 100.000 Pa = 1,02 kg/cm2
• 1Pa = 0,00000987 at
• 1at = 101.325 Pa
• 1Pa = 0,0000102 kgf/cm2

Definimos la velocidad de una partícula moviéndose en linea recta como el cociente entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla.

• v= D/t
• Donde "v" es la velocidad de la partícula, "D" es la distancia recorrida y "t" es el tiempo empleado en recorrerla.

• Velocidad uniforme :se dice que la velocidad de una partícula es uniforme si no varia, es decir, si esta partícula siempre recorre la misma distancia en el mismo intervalo de tiempo.
• Velocidad variable :se dice que la velocidad de una partícula es variable si varía la distancia que recorre en un mismo intervalo de tiempo.

Si el crecimiento o decrecimiento de la velocidad es uniforme, se dice que el movimiento es uniformemente acelerado y se define la aceleración como el cociente entre la variación de velocidad en un intervalo de tiempo y el tiempo que tarda en producirse.

• a=v¹-v⁰/t
• Donde "a" es la aceleración de la partícula, "v⁰" es la velocidad de la partícula en el comienzo del intervalo, "v¹" la velocidad de la partícula al final del intervalo y "t" es el intervalo de tiempo elegido.

Vamos a definir la velocidad de fluido en un punto de una tubería como la velocidad de todas las partículas que se encuentran en ese punto.

Llamamos caudal a la cantidad de fluido que atraviesa un corte transversal de la tubería en un tiempo determinado. Y al corte transversal de la tubería se le denomina sección.

• Superficie = S=π d²/4
• Donde "S" es la sección, "π" es una constante que es igual a 3.14, "d²" es el diámetro interior del tubo.

• C=S·v
• Donde "C" es el caudal, "S" es la sección y "v" es la velocidad del fluido en ese punto.

La masa es una propiedad de la materia. El peso no es una propiedad de la materia, sino una fuerza que esta sufre en virtud de la situación en la que se encuentre.

Para definir una fuerza es necesario conocer su valor numérico, acompañado de una unidad (Newton en el S.I.), el sentido y la dirección en que se aplica

• Cambiar su forma.
• Iniciar su movimiento, si esta en reposo.
• Acelerar su movimiento, si esta en movimiento y si el sentido de este es igual al de la fuerza.
• Frena un movimiento, si esta en movimiento y si el sentido de este es opuesto a la de la fuerza.
• Cambiar su trayectoria, si la fuerza es perpendicular al movimiento.

• Para entender el movimiento que provoca una fuerza en un cuerpo hay que tener claras dos ideas simples pero importantes:
• Si sobre un cuerpo en reposo no se ejerce una fuerza, este continua en reposo.
• Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, este se acelera. Y el valor de la aceleración es el cociente entre la fuerza aplicada y la masa del cuerpo.

• a= F/m
• Donde "a" es la aceleración del cuerpo, "F" es la fuerza aplicada y "m" es la masa del cuerpo.

El peso es aquella fuerza que sufre cualquier cuerpo que se encuentre cerca de la superficie terrestre.

• P=m·g
• Donde "P" es el peso del cuerpo, "m" es la masa del cuerpo y "g" es una constante, denominada gravedad, cuyo valor es 10 m/s²

• La unidad de Fuerza = el Newton (N)
• La unidad de masa = el kilogramo (kg)
• La unidad de la constante de gravedad = m/s²

El trabajo es el producto de la fuerza y el desplazamiento realizado.

• W = F·d
• Donde "W" es el trabajo (se representa con la W de la palabra inglesa work, para evitar confundirla con temperatura (T) o tiempo (t).) "F" la fuerza aplicada y "d" el desplazamiento.

• En el S.I. el trabajo se mide en Julios, J. El J se descompone en sus unidades básicas como:
• J=N·m=kg·m/s²·m = kg·m²/s²

La energía es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo.

Existen dos tipos: la energía potencial, que es la que se debe a la altura a la que esta elevado el cuerpo; y la energía cinética, que es la que se debe al movimiento del cuerpo.

Es la producida por la combustión de una sustancia.

Proviene de la fisión (rotura) del núcleo de los átomos de algunos elementos pesados o de la fusión (unión) de núcleos de átomos ligeros.

Es la resultante del movimiento de cargas eléctricas negativas a lo largo de un conductor, provocado por una diferencia de potencial.

Es la energía que viaja a través de las ondas. Por ejemplo, las ondas de la radio.

Proviene de la transformación de unas sustancias en otras. Las mas usadas son la energía de los alimentos y la de los combustibles.

La energía se transforma de una forma en otra, pero no puede ser creada ni destruida.

• Al cociente entre trabajo de salida y el de entrada en una maquina mecánica se le denomina eficiencia de la maquina.
• Eficiencia :trabajo de salida/trabajo de entrada

El tiempo es la esencia de la producción industrial... De ahí viene la definición de potencia como el cociente entre el trabajo realizado y el tiempo empleado en su realización.

• P=W/t
• Donde "P" es la potencia, "W" es trabajo realizado y "t" es el tiempo empleado en realizarlo.

• En el S.I. es el J/s
• Otras unidades :
• Kilovatio kW
• Caloria por hora cal/h
• Julio por segundo J/s

• 1kcal/h = 1,16 W
• 1W = 1J/s
• 1kW = 1000W = 1000J/s

• Un aumento de temperatura
• Cambio de estado

Se puede entender por calor la energía transferida como resultado de una diferencia entre la temperatura del sistema y la de sus alrededores. Esta transferencia de energía siempre se produce desde el cuerpo de mayor al de menor temperatura.

• Como el calor es una forma de energía, la unidad de calor en el S.I. es el Joule, expresado como J; pero existe otra unidad mas practica para medir el calor :la caloría, que se define como la cantidad de calor que hay que aportar a un gramo de agua para que su temperatura aumente de 14,5°C a 15°C. Su equivalencia con el Joule es:
• 1 cal = 4,18 J

La temperatura es un parámetro termodinámico del estado de un sistema que caracteriza al calor o transferencia de energía. En el S.I. la unidad de temperatura es el Kelvin. Pero esta muy generalizado en Celcius y el Fahrenheit.

Se llama calor especifico a la cantidad de calor que se requiere para elevar en un grado Celcius la temperatura de un gramo de una sustancia.

La corriente eléctrica consiste en el desplazamiento ordenado de partículas con cargo.

Los cuerpos que por su estructura presentan mucha dificultad al movimiento de estas partículas cargadas.

Existen sustancias, como los metales, en los que las partículas cargadas circulan fácilmente.

Un circuito eléctrico es un conjunto de elementos ordenados para aprovechar el efecto de la corriente eléctrica.

A la diferencia entre la cantidad de carga de distinto signo en cada extremo del circuito, que provoca la circulación de las partículas cargadas.

Se define como el numero de partículas cargadas que atraviesan el conductor por unidad de tiempo.

En el S.I. es el Columbio (C) y la de tiempo el segundo (s). Por tanto, la unidad de intensidad eléctrica en el S.I. el Amperio es 1A= 1C/s

La oposición que ofrece el circuito al paso de partículas cargadas.

En el S.I. es : el ohmio, Ω

• Eléctrico :conductor, interruptor, generador, dispositivo de transformación de energía.
• Hidráulico :tubería, válvula, altura de columna que provoca presión, dispositivo de transformación de energía.