Docente: Ing. Alcir Gustavo Quintanilla Rodríguez
Materia: principios de física
Facultad: ciencia y tecnología
Estudiante: Cecilia Elizabeth Hernández Aguilar
Tarea: portafolio
Sección: b
Año: 2017
Nombre: Cecilia Elizabeth Hernández Aguilar
Que me gusta hacer: bueno lo que me gusta hacer es escuchar música pasar tiempo con mi familia y amigos.
Estudio: en la universidad Gerardo barrios, primero que todo decidí estudiar Ingeniería en Sistema y redes Informática porque no solo me llama la atención la tecnología sino también como la tecnología facilita los problemas que se nos presentan a diario.
Unidad # 1 Números y operaciones.
➢ ➢ ➢ ➢
Sistema de numeraciones Decimal 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 Sistema de numeración Binario 0,1 Sistema de numeración Octal 0,1,2,3,4,5,6,7 Sistema de numeración Hexadecimal 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f Ley de los signos: suma y resta
✓ Si los números tienen el mismo signo, se suman y se deja el mismo signo. Ejemplo: 2+3=5 ✓ Si los números tienen distinto signo se restan y al resultado se le coloca el signo del número con mayor valor absoluto. Ejemplo: -2+5=3 Multiplicación y división
+ Por + = +
+ % += +
+ Por - =
+%-= -
- por + = -
-%+=-
- por - = +
-%-=+
Conectores aritméticos
Operador +;/ % +, -
Operación Exponenciación Negación Multiplicación y División División Entera Suma y Resta
Prioridad 1 2 3 4 5
Cuรกles son las sumas y la multiplicaciรณn
Funciones exponenciales. Si B>O entonces una funciรณn exponencial Y F(X)
Ley de los exponentes
Regla de tres simple 1) Un automóvil recorre 240 km en 3 horas ¿Cuántos kilómetros recorre en 2 horas?
Sistema de Ecuación X+Y=0 recta (0) Igualación Sustitución Eliminación Matrices M crames
M sarus M Diagonal
M Opciones entre filas
Método por eliminación Consiste en:
¿Qué es la física? La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de la materia la energía y el espacio, así como las relaciones entre ellos. Existen diferentes Ley de la recta • •
Signos diferentes se restan los números y se escribe el signo del número mayor. Signos iguales se suman los números y se le escribe el mismo signo. Función Exponencial
Propiedad de la raíces
Notación científica La notación científica es una forma abreviada de escribir cantidades que son muy grandes o demasiada pequeñas. De esta manera se hace más fácil realizar operaciones con ellos.
Regla de Aproximación C) 0.000037= 3.7X10 5
D) 0.007342= 4.2X10 5 Expresar en notificación científica.
Geometría: es el Angulo comprendido entre dos líneas recta se define trazando un circulo cuyo centro se ubica en el punto de intercepción (véase la figura) la magnitud del Angulo A es proporcional a la fracción de un circulo completo que se encuentra entre las dos rectas.
Trigonometría: un triángulo es una figura cerrada plana con tres lados. Triangulo Rectángulo
Regla: en cualquier tipo de triangulo, la suma de los ángulos internos es igual a 180° A+B+C= 180° Para cualquier triángulos rectángulo C= 90° la suma de los ángulos más pequeños es igual a 90° A+B= 90°en este caso se dice que los ángulos A y B son complementarios. Trigonometría del triángulo rectángulo Teorema de Pitágoras
Patrones de masa y longitud ¿Qué es medir? Es el proceso de comparar una magnitud con otra de la misma naturaleza que se ha escogido como unidad. ¿Longitud? La unidad de longitud en el sistema MKS, es el metro (M). M=Metro
K= Kilogramo
S= Segundo Conversión de unidades
Conversión de tiempo Conversión de área Conversión de volumen Velocidad=m/s Aceleración= m/s2 Fuerza =masa X aceleración=KG (m/s2)=Newton=N Trabajo=Fuerza X distancia =nm=joule=J Potencia= trabajo/ tiempo =J/s= watt
G=Gramo
Obtenga del triángulo rectángulo los valores de X, y Y el valor de O
Magnitud escalares y Vectoriales. Cantidad escalares: las cantidades escalares pueden sumarse y restar. Cantidad vectoriales: se llaman las cantidades físicas como. La fuerza y la velocidad, tiene dirección y magnitud por ejemplo. En un desplazamiento (20m, n) y velocidad (40mi/h) (30°N del O).
Presentación Grafica de un Vector Tiene modulo, dirección sentido. Modulo: es el elemento escalar de un vector. Sentido: es el que determina hacia a donde está dirigido del segmento de recta el cual está determinado por la saeta. Pitágoras.
¿Cómo obtendrías las componentes en X y Y con trigonometría?
¿Cómo obtendrías el Angulo?
Ejercicio: encontrar las componentes en X y Y del vector A
Si solamente tuviera los componentes Ax y AY obtenga las magnitudes del vector.
Si no se pudiera el Angulo y solamente Ax y Ay obtener el entonces el Angulo.
Si no tuviera el รกngulo y solamente Ax y A obtener entonces el รกngulo.
Las coordenadas cartesianas de un punto estรก dado por (x, y)= (-3.5, 5.0) unidades. Determinar las coordenadas polares de este punto.
Fuerza resultante Cuando dos o más fuerzas actúan sobre un mismo punto de un objeto, se dice que son fuerzas concurrentes. La fuerza resultante: es la fuerza individual que produce el mismo efecto tanto en la magnitud como en la dirección que dos o más fuerzas concurrente.
Fuerza en la misma dirección.
Tres sogas están atadas en una estaca y sobre ella actúan tres fuerzas= 20N, E; B N N30° N de O; y C =40.N52°S del O.
3.21 hallar las componentes X y Y de (a) un desplazamiento de 200 km/h a 120° y (c) una fuerza de 50N.
3.22 un trineo es arrastrado con una fuerza de 500n y su dirección forma un ángulo de 40° con respecto a la horizontal, ¿Cuáles son las componentes horizontal y vertical de la de la fuerza descrita?
3.23 el martillo de la figura 3.28 aplica una fuerza de 260N en un ángulo de 15° con respecto a la vertical ¿Cuál es la componente ascendente de la vertical ¿Cuál es la componente ascendente de la vertical de la figura ejercida sobre el clavo?
3.24 un niño intenta levantar a su hermana del pavimento (figura 3.29) si la componente vertical de la fuerza que jala F tiene una magnitud de 110N y la componente horizontal tiene una magnitud de 214 ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza?
3.25 un rio fluye hacia el sur a una velocidad de 20km/h una embarcación desarrolla una rapidez máxima de 50km/h en aguas tranquilas. En el rio descrito la embarcación avanza a su máxima velocidad hacia el oeste ¿Cuáles son la rapidez y la dirección resultante de la embarcación?
3.26 en una cuerda que forma un ángulo de 30° con la horizontal arrastra una caja del piso. ¿Cuál será la atención de la cuerda si se requiere una fuerza horizontal de 400N para arrastrar la caja?
3.27 se necesita un empuje vertical de 80N para levantar la pared móvil de una ventana. Se usa un mástil largo para realizar dicha operación ¿Qué fuerza será necesaria para ejercer a lo largo del mástil si este forma un ángulo de 34° con la pared?
3.28 la resultante de dos fuerza A y B es de 40N a 210°. Si la fuerza A es de 200N a 270° ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza B?
3.29 halle la resultante de la siguiente fuerza perpendiculares (a) 400N, O; (b) 820N. 270° y (c) 500N, 90°
3.30 cuatro ruedas las cuales forman ángulo rectos entre si tiran de una argolla. Las fuerzas son de 40 N E; 80N; N; 70N N, O y 20N. S encuentre la magnitud y la dirección de la fuerza resultante que ejerce sobre la argolla.
3.31 dos fuerzas actúan sobre el automóvil ilustrado en la fuerza 3.30 la fuerza A es igual a 120N hacia el oeste y la fuerza B es igual a 200N a 60°N del O. Cuales son la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre el automóvil.
3.35 tres embarcaciones ejerce fuerza sobre un gancho de amarre como muestra la figura 3.32 halle la resultante de esas tres fuerzas.
3.47 calcule la fuerza resultante que actĂşa sobre la argolla.
Unidad #2 Carga y campo eléctrico. Carga eléctrica: dos cuerpos se electrifican al flotarlos. Electrón: ¿Qué ocurre en realidad durante el proceso de frotamiento en el cual produce el fenómeno de electrificación? Aislante y conductores. Algunos materiales, principalmente los materiales tienen un gran número de electrones libres que pueden moverse a través del material. Conductor: es un material a través del cual se transfieren fácilmente la carga. Aislante: es un material que se resiste al flujo de carga. Ejemplo: son la ebonita el plástico la mica, baquelita, el azufre, el aire. Ebolita: fue uno de los primeros polímeros en descubrirse. Ley de coulomb. No es suficiente con establecer que exista una fuerza eléctrica debes ser capaces de predecir su magnitud. Charles Augustin de coulomb Primera ley de la electrostática.
Un coulomb es una carga transferida en un segundo atreves de cualquier sección transversal de un conductor mediante una corriente constante en un empare IC=6.24X10ELECTRONES. E=-1.6X10C (El signo menos denota la naturaleza de la carga)
Ejemplo: una carga de -3mc calcule la fuerza a 100mm de una carga de +3mc calcule la fuerza entre las dos cargas. Solución: primero convertimos a las propiedades: a coulomb, metro.
Dos cargas q=-8nc y q2=+12cestan separada por una distancia de 120mm en el aire. ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una tercera carga q3=-9nc colocada en el punto medio de la distancia entre las otras dos cargas.
Tres cargas q1=+4X10C Q2=-6X10 Q3=-8X10 están distribuida como muestra la figura resultante sobre q3 debida a los otras dos cargas?
Ejemplo: si 16 millones de electrones se remueven de una esfera neutral, ¿Cuál es la carga en coulomb sobre la fuerza?
Una carga de -6nc se coloca a 4cm de una carga de +nc ¿cuál es la fuerza resultante sobre una carga de -5nc que se ubica a medio camino entre las primeras dos cargas?
Una carga de -6nc se coloca a 4cm de una carga de +9¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de -5nc que se ubica a medio camino entre las primeras cargas?
Tres cargas q10+8nc, q20+6ncy q3=-4nc se ordena como se muestra abajo. Encuentre la fuerza resultantes sobre la carga de -4ncdebido a las otras.
Campo eléctrico: y explicar que determina su magnitud y dirección. Definir y explicar fórmulas para la intensidad. Concepto de campo: se define como una propiedad del espacio en el que un objeto material experimenta una fuerza.
La magnitud del campo E Ejemplo: una carga de +2nc se coloca una distancia r de la carga de -8 si la carga experimenta una fuerza de 4000N ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico E en dicho punto P?
Ejemplo: un campo consta E de 40,000N/c se mantienen entre las dos placas paralelas ¿Cuáles son la magnitud dirección de la fuerza sobre un electrón que pasa horizontalmente entre las placas?
Determine la fuerza de la carga central de la siguiente figura.
Determine la fuerza resultante sobre la carga de -8 micros coulomb que se muestra en la figura. (Dibuje la fuerza resultante en un plano con sus componentes y รกngulo) Determine la fuerza resultante para la carga de 8microcoulomb (dibuje la fuerza resultante en su plano con su componentes y รกngulo)
A que distancia debe de estas dos cargas, 9X10y 4X10 si la fuerza sobre una de ellas ha de ser 0.36newton?
Tres cargas puntuales iguales, 2NC estĂĄn igualmente espaciadas sobre una lĂnea recta. La distancia entre cargas es 30cm. Determina la fuerza sobre la carga central si; a) todas las cargas son positivas, b) las dos cargas terminales son positivas y la central es negativa; c) solo una carga terminal es negativa. F1 = kq q2
Tres cargas puntuales positivas, cada una igual a +4nc, estรกn colocadas en tres de las cuatro esquinas de un cuadro de 30cm de lado. Determina la magnitud, direcciรณn y sentido de la fuerza sobre cada una de las tres cargas.
Cargas positivas iguales, 3nc son colocadas en los tres vértices de un triángulo equilátero de 90cm de lado. Determina la magnitud dirección y sentido de la fuerza sobre cada carga. (En un triángulo equilátero todos los ángulos interiores son de 60°; Todos los lados son iguales).
Si q1=q2=q3=q4=5mc Como se muestra en la figura y a=30cm, hallar la magnitud, dirección y sentido de la fuerza sobre q3.
Ejemplo 3 ÂżCuĂĄl es la intensidad del campo elĂŠctrico E en el punto P, a una distancia de 3m desde una carga negativa de -8 nc?
Ejemplo 4 Encuentre el campo resultante en el punto A debido a las cargas de -3nc y +6nc ordenadas como se muestran.
Dos cargas puntuales, q1=-6nc y q2=+8nc estĂĄn separadas por una distancia de 12cm como se muestran en la figura 24.7 a partir de los datos indicados en esta figura determine el campo elĂŠctrico (a) en el punto a y b en el punto B.
POTENCIAL ELECTRICA. Revisión: trabajo y energía El trabajo se define como el producto del desplazamiento de una fuerza paralela aplicada F. Trabajo: FD unidad 1J=1NM Signo para trabajo y energía el trabajo (fd) es positivo si una fuerza aplicada F está en la misma dirección que el desplazamiento D Trabajo= FH=mgh =U=MGH (gravitatoria) TRABAJO Y ENERGIA ELECTRICA Una fuerza externa F se mueve a +q de A a B contra la fuerza de campo. Trabajo: FD (qE) nivel B la energía potencial.
Definir corriente eléctrica I es la taza del flujo de cada Q a través de una sección transversal A en unidad de tiempo T.
Un ampere A es la carga que fluye a la tasa de un coulomb por segundo. Ejemplo: la corriente eléctrica en un alambre es de 6 A ¿Cuántos electrones fluye a través de un punto dado en un tiempo de 3S?
Corriente convencional. Imagine un capacitor cargado con Q=CV al que se permite descargarse. Flujo de electrones: la dirección de e que fluye de –a+ Fuerza electromotriz: es un dispositivo que usa energía química mecánica u otra para proporcional la diferencia de potencial necesaria para corriente eléctrica. ➢ Líneas de transmisión ➢ Batería ➢ Generador eólico Analogía de agua para FEM Símbolo de circuito eléctrico.
Ley de ohm Afirma que la corriente I a través de un conductor dado es directamente proporcional a la diferencia de potencia V entre sus puntos. Ley de ohm= I a V La ley de ohm permite definir las siguientes formas de la ley.
Ejemplo: cuando una batería de 3v se conecta a una luz se observa una corriente de 6Ma ¿Cuál es la resistencia del filamento de la luz?
Factores que afectan la resistencia. La longitud L del material. Los materiales más largos tienen mayor resistencia. El área A de sección trasversal del material las áreas más grandes ofrece menos. Resistencia La temperatura T del material de temperatura más alta resulta resistencia más alta. POTENCIAL ELECTRICA. La potencia eléctrica P es la taza a la que se gasta la energía eléctrica, o trabajo por unidad de tiempo. Para cargar C: trabajo= Qv
Ejemplo: una herramienta se clasifica en 9ª cuando se usa con un circuito que proporciona 120V ¿Qué potencia se usa para operar esta herramienta?
Ejemplo: un calentador de 500W extrae una corriente de 10A ¿Cuál es la resistencia? Circuito de corriente eléctrica Resistencia en serie: se dice que los resistores están conectados en serie cuando hay una sola trayectoria para la corriente.
Ejemplo: encuentre la resistencia equivalente Re ¿Cuál es la corriente I en el circuito’
Encontrar el voltaje de cada resistencia V1, V2, V3.
Fuente de FEM en serie direcciรณn de salida de un fem es desde el lado+;
Ejemplo: encuentre AV para la trayectoria AB y luego para la trayectoria BA
Un solo circuito Completo considere el siguiente circuito en serie simple:
Conexiรณn en paralelo: es igual al voltaje se dice que los resistores estรกn conectados en paralelo cuando hay mรกs de una trayectoria para la corriente. Conexiรณn en paralelo.
Concepto de campo 24.1 una carga de +2nc colocada en un punto P en un campo eléctrico experimenta una fuerza descendente de 8X10N ¿Cuál es la intensidad del campo eléctrico en ese punto?
24.2 una carga de -5nc está colocada en el punto P del problema 24.1 ¿Cuál son la magnitud y la dirección de la fuerza sobre la carga de -5nc?
24.3 una carga de -3nc colocada en el punto A experimenta una fuerza descendente de 6X10¿cuál es la intensidad del campo eléctrico en el punto A?
24.4 encuentre un punto determinado, la intensidad del campo eléctrico es de 40N/C en dirección al este. Una carga desconocida recibe una fuerza hacia el oeste de 5X10¿Cuál es la naturaleza y la magnitud de la carga?
24.5 ¿cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza que actúa sobre un electrón (q=1.6X10) si este se ubicara en (a) en el punto P del problema 24.3? ¿O (b) en el punto A del problema 24.3?
24.6 cuales deben ser la magnitudes y la dirección de la intensidad del campo eléctrico entre dos placas horizontales para producir una ascendente de 6X10N sobre una Carga de +60NC
24.7 EL campo eléctrico uniforme entre dos placas horizontales es 8x10 la placa superior está cargada positivamente y la inferior tiene una carga negativa equivalente ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza eléctrica que actúa sobre un electrón que pasa horizontalmente de las placas?
24.8 calcule la intensidad del campo eléctrico en un punto P situado 6mm a la izquierda de una carga de 8X10¿cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza ejercida sobre una carga de -2NC colocada en el punto P.
24.9. Determine la intensidad del campo eléctrico en un punto P situado 4cm encima de una carga de -12nc ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza ejercida sobre una carga de +3nc ubicada en el punto P?
24.10 Calcule la intensidad del campo eléctrico en el punto medio de una recta de 70mm que une a una carga de -60mc con otra de +40mc.
24.11 Una carga de 8nc se ubica 80mm ala derecha de una carga de +4nc. Determine la intensidad del campo en el punto medio de una recta que une las dos cargas.
24.12. Calcule la intensidad del campo eléctrico en un punto colocado 30mm a la derecha de una carga de 16nc y 40mm a la izquierda de una carga de 9nc.
24.13 Dos cargas iguales de signos opuestos están separadas por una distancia horizontal de 60mm el campo eléctrico resultante en el punto medio de la recta es de 4x 104nc ¿Cuál es la magnitud de cada carga? R|:2nc.
24.14 Una carga de 20mc este 4 cm arriba de una carga desconocida que la intensidad eléctrica en un punto situado 1 cm arriba de la carga de 20mc es de 2.20x109 n/c y se dirige hacia arriba ¿Cuáles son las magnitudes y el signo de la carga desconocida?
24.15 Una carga de -20mc se halla 50mm a la derecha de una carga de 49mc ¿Cuál es la intensidad del campo resultante en un punto situado 24mm directamente arriba de la carga de -20mc.
24.16 dos cargas de +2nc y +18nc están separadas por una distancia horizontal de 28mm ¿Cuál es la intensidad del campo resultante en un punto ubicado a 20mm de cada carga y arriba de la recta que une las dos cargas.
24.17 Una carga de +4nc se sitúa a X=0 y una carga +6nc se halla en X=4sobre el eje X encuentra el punto donde la intensidad del campo eléctrico resultante es igual a O.
27.2SI 600 de carga pasan por un punto dado en 35ÂżcuĂĄl es la corriente elĂŠctrica en ampere?
27.3 calcule la corriente en ampere cuando 690c de carga por un punto dado en 2min.
Se tiene el siguiente circuito mixto, el cual es lamentado con la fuente de DC de voltaje 110V calcular para cada resistencia su corriente, voltaje y potencial individual.
Un condensador que tiene una capacidad de 4nf está conectado a una batería de 60V ¿Qué carga hay en él? Aplicación de los capacitores Materiales dieléctricos: la mayoría de los capacitores tiene un material dialectico entre su placa para proporcionar mayor rigidez dieléctrica. Ventaja de capacitores: menor separación de placas. Símbolo de circuito eléctrico: los circuitos eléctricos con frecuencia tienen dos o más capacitores agrupados juntos y unidos una fuente de energía, como una batería.
Entre la capacitancia equivalente de dos o tres capacitores conectados en series con una batería de 24V.
Cuál es la carga total y toda la carga en cada capacitor.
Encuentre la capacitancia equivalente de los tres capacitores conectados en paralelo con una batería de 24V.
Encuentre la capacitancia equivalente de los tres capacitores conectados en paralelo con una batería de 24V.
Guías Sección 27.1 el movimiento de la carga eléctrica. Sección 27.2 la dirección de la corriente eléctrica.
Secciรณn 27.3 fuerza electromotriz. Secciรณn 27.4 ley de ohm; resistencia.
Anexos Universidad Gerardo Barrios Principios de fÃsica
Estudiante:_______________________________________________________ CIRCUITOS EN SERIES Y PARALELOS
UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PRINCIPIOS DE FÍSICA ESTUDIANTES________________________________________________ REALICE LOS EJERCICIOS DEL 3.1 AL 3.10
UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS PRINCIPIOS DE FÍSICA REPASO DE MATEMÁTICA
En los ejercicios a continuación encuentre los lados desconocidos.
UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGIA PRINCIPIOS DE FÍSICA
ESTUDIANTE: _______________________________________________________ -
Encuentre las corrientes que le indique en cada uno de los circuitos por la ley de Kirchoff
a) b)
c) d)
e)
f)
UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGIA PRINCIPIOS DE FÍCICA
ESTUDIANTE: _______________________________________________________
1.
Determinar la fuerza de la carga central de la siguiente figura.
2m 6m +
+
-
q1 = 4x10-6 C
q2 = -5x10-6 C
q3 = +6x10-6 C
2. Determinar la fuerza resultante sobre la carga de - 8 microcoulomb que se muestra en la figura. (dibuje la fuerza resultante en un plano con sus componentes y ángulo)
+ 6 µC +
20 cm
+ 8 µC
+
-
- 8 µC
30 cm
3. Determinar para la figura anterior ejercicios 3, la fuerza resultante para la carga de 8 microcolum. (dibuje la fuerza resultante en un plano con sus componentes y ángulo)
4. A que distancia deben de estar dos cargas, 9x10-6 C y 4x10-5 C si la fuerza sobre una de ellas ha de ser 0.36 newtons?
5. Tres cargas puntuales iguales, 2 µC, están igualmente espaciadas sobre una línea recta. La distancia entre cargas es 30 cm. Determinar la fuerza sobre la carga central si; a) todas las cargas son positivas, b) las dos cargas terminales son positivas y la central es negativa; c) solamente una carga terminal es negativa. Resp. 0; 0; 0.80 newton
6. Tres cargas puntuales positivas, cada una igual a +4 µC, están colocadas en tres de las cuatro esquinas de un cuadrado de 30 cm de lado. determinar la magnitud, dirección y sentido de la fuerza sobre cada una de las tres cargas. Resp. 2.26 N, 2.24 N
7. cargas positivas iguales, 3 µC, son colocadas en los tres vértices de un triángulo equilátero de 90 cm de lado. determinar la magnitud, dirección, y sentido de la fuerza sobre cada carga. (en un triángulo equilátero todos los ángulos interiores son de 60°; todos los lados son iguales)
8. si q1 = q2 = q3 = q4 = 5 µC como se muestra en la figura, y a = 30 cm, hallar la magnitud, dirección y sentido de la fuerza sobre q3. Resp. 4.79 N, a lo largo de una diagonal.
q2
q1 a
+
+ b
b
a
a b
b
+
+ a
q3 q4
UNIVERSIDAD GERARDO BARRIOS Docente: Alcir Quintanilla FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA PRINCIPIOS DE FÍSICAESTUDIANTE ________________________________________________
Conversiones de longitud
Conversiones de masa