Clase 01 / Dinamica

30/3/2017

Teorías FISICA Curso: 1º Cuatrimestre: 1º Ciclo Básico: Bioquímica, Química, Farmacia y Biotecnología

Profesora Titular: Dra. Patricia Alvarez Profesora Asociada: Dra M. Victoria Fiori Bimbi Profesor Adjunto: Lic. Walter Diaz

El objetivo de la FISICA es entender los fenómenos de la naturaleza mediante el desarrollo de teorías basadas en experimentos y que se expresan en forma matemática.

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La Física intenta describir la naturaleza de forma objetiva mediante mediciones.

ERRORES

I

DINÁMICA FLUIDOS CALOR OSCILACIONES ONDAS

FISICA ELECTRICIDAD II MAGNETISMO OPTICA

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FISICA I Teóricas (No obligatorias) Estudiar desde el 1er dia

Problemas Clases

Prácticas obligatorias Laboratorio Teórico-Prácticas (consultas)

BIBLIOGRAFIA •

FÍSICA. Serway, (Vol. 1). Jewett.

• • •

FISICA UNIVERSITARIA. Sears, Zemansky , Young, Freedman

•

FISICA APLICADA A LA CIENCIAS DE LA SALUD. Strother, G.K

•

FISICA PARA UNIVERSITARIOS. Giancoli D.

•

Cartilla de Guia de Trabajos Prácticos

•

TODAS LAS TEORIAS ESTAN: PAGINA WEB FISICAI: www.docencia.unt.edu.ar/bioquimicafisica

FISICA .Kane , J.W. ; Sternheim, M.M

facebook/fisica1bioquimicaAula Virtual: http://www.campusvirtual.unt.edu.ar/

EL DIA ANTES DE LA CLASE TEÓRICA SE ENCONTRARÁ DISPONIBLE EN LA FOTOCOPIAORA

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CINEMATICA Y DINAMICA Movimiento en una dimensión

Cinemática Describe el movimiento sin importar las causas que lo produce.

Consideramos: 



Al objeto como partícula (modelo) Como una partícula que tiene masa pero su tamaño es infinitesimal

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Posición Sistema de referencia (sistema de ejes coordenados) necesarios segun el Movimiento sea:  Lineal  Plano  Espacio 



Origen de coordenadas

Magnitudes Vectoriales: módulo, dirección y sentido Escalares: magnitud y unidad Desplazamiento x = xf – xi 

Unidades en SIMELA son metros (m)

Magnitud Vectorial

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MOVIMIENTOS RECTILINEOS 

MRU x = x0 + v t v = cte

x(m)

x(m)

x

x

xo

xo

Pendiente de la recta to



t

t (s)

to = 0

t

t (s)

MRUV

x = x0 + v0 t + ½ a t2 v = v0 + a Δt a = cte Pendiente de la recta

DINÁMICA La dinámica estudia las causas del movimiento de los cuerpos .

FUERZA: es la causa que produce el cambio en el estado de movimiento de un cuerpo. Es una magnitud vectorial, es decir, tiene módulo, dirección y sentido. La unidad en el SIMELA es el Newton (N).

MASA: es una medida de la inercia del cuerpo.

La unidad en el SIMELA es el (kg).

Se llama inercia a la tendencia que tiene un cuerpo que está en reposo a permanecer en reposo, y uno que está en movimiento a continuar sin cambiar su velocidad.

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Sir Isaac Newton (1642 – 1727)  



Formuló leyes básicas Descubrió Ley de Gravitación Universal Inventó el cálculo

Fuerza 

Es la causa de cambios en la velocidad de un objeto de masa m .



Una fuerza está relacionada a una aceleración

 a

  

 F  m



Fx = m ax Fy = m ay Fz = m az

  F a  m 

descomposición del vector Fuerza

en las direcciones de los ejes coordenados necesarios.

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Instrumento para medir Fuerzas

DinamĂłmetro

Componentes de Fuerza Las Fuerzas son vectores que pueden descomponerse en componentes perpendiculares (dos dimensiones)

ď Ź

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Fuerzas

Fundamentales Decrece



Fuerza Nuclear (fuertes)



Fuerza Electromagnética



Fuerza Gravitational



Fuerzas Débiles (procesos radiactivos)

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL La ley formulada por Newton y que recibe el nombre de ley de la gravitación universal, afirma que la fuerza de atracción que experimentan dos cuerpos de masa m es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

F2,1

Fg = G m1 m2 / r2 F1,2 = - F 2,1 = Fg

m2

F1,2 m1

r

 G: constante de gravitación universal

G = 6,67. 10-11 N m2 / Kg2

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Fg = G m1 m2 / r2

Fuerza Gravitacional 

La fuerza gravitacional es la fuerza que la Tierra ejerce sobre un cuerpo



Está dirigida al centro de la Tierra ( un objeto en la superficie de la tierra está a una distancia r = R )

R= radio de la tierra y M = masa de la tierra 

Por la 2ª Ley de Newton



Es llamada Peso del cuerpo

  Fg  mg

Peso = P = Fg= mg

g= G M / R2

Fuerza Gravitacional - Peso



El Peso varía porque depende de g (aceleración)  g es menor a mayores alturas  El valor de g varía de un planeta a otro, en consecuencia el Peso también varía.



El Peso no es una propiedad inherente al objeto.



La masa es constante y no varía con la posición del cuerpo.

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Clases de Fuerzas 

Fuerzas de contacto involucran contacto físico entre dos objetos.

Ejemplos a, b, c.

•Fuerzas de campo actúan a la distancia.

No es necesario contacto físico Ejemplos d, e, f

LEYES DE NEWTON Permiten describir el movimiento de cuerpos cuyas velocidades son bastante menores que la velocidad de la luz (3.108 m/s) y sus tamaños mayores al del átomo (10 -10 m)

PRIMERA LEY (PRINCIPIO DE INERCIA) Todo cuerpo continúa en su estado inicial de reposo o de movimiento con velocidad uniforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa neta o no equilibrada.

Condición de equilibrio

Fuerza Neta

equilibrio estático equilibrio cinético

v=0 v = cte

 F= 0 Fy= 0

 Fx= 0

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Segunda Ley Toda fuerza aplicada sobre un cuerpo de masa m produce una aceleración directamente proporcional a dicha fuerza:

Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas 



F neta  m a

Tercera Ley (Principio de acción y reacción) Si un cuerpo A ejerce una fuerza (acción) sobre un cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce sobre A una fuerza (reacción) igual en módulo y dirección pero de sentido contrario.

Las fuerzas llamadas acción y reacción NUNCA actúan sobre el mismo cuerpo.

TODA fuerza tiene su reacción.

3ª Ley de Newton- Acción y Reacción Ejemplo: Objetos en contacto

N

N = fuerza de acción de la superficie de apoyo al objeto NI = fuerza de reacción del objeto a la superficie de apoyo P = fuerza de acción de la tierra

P NI PI

sobre el objeto PI = Fuerza de reacción del objeto sobre la tierra

Tierra

Las fuerzas llamadas acción y reacción NUNCA actúan sobre el mismo cuerpo.

El Peso y la fuerza Normal NO son par acción - reacción

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3ª Ley de Newton- Acción y Reacción Ejemplo: Objetos sin contacto

  F12  F21

Equilibrio Estático (1º ley de Newton) En una dimensión (vertical)

y

 F= 0  Fx= 0 reposo

F

y

0

 T  FPg  0

 T  FPg

P

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Equilibrio Dinámico 2ª Ley de Newton Ejemplo: Fuerza Aplicada horizontal

F= ma

F

y

N

0

 nN  FPg  0 T  FPg N

F

x

 T  max

P

Equilibrio Estático (1º ley de Newton) fuerzas en el plano (dos dimensiones)

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Equilibrio Estático (1º ley de Newton) Ejemplo: Fuerza Aplicada vertical



F



y

a



n n

d

P

F n



g



F



F g



0 F

N

Equilibrio Dinámico (2º ley de Newton) Ejemplo: Plano Inclinado

N

P

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Fuerza de Fricción o Roce

fr Movimiento

fr e

fr d

fr fr e max

f roce cinético

F

F Región cinético

Región Región estática estática

Fuerza de Fricción o Roce





Cuando un objeto se mueve sobre una superficie aparece una resistencia al movimiento llamada fuerza de rozamiento o fricción fr Es originada por la interacción entre la superficie del objeto y el plano sobre el que se mueve.  

ƒroce estática  µestático N froce cinético = µcinético N  

estática (el cuerpo en reposo) cinético (el cuerpo en movimiento)

μ es el coeficiente de roce N es la normal

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Fuerza de Fricción o Roce



El coeficiente de roce depende de la naturaleza de las superficies en contacto.



La fuerza de roce estática es mayor que la cinética.

ƒroce estático  froce cinético 

La dirección y sentido de la fuerza de roce siempre es opuesta al movimiento y paralela a la superficie en contacto.



Los coeficientes de roce son independiente del área en contacto.

Coeficiente de Rozamiento de algunas sustancias

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Fuerza de Fricciรณn o Roce Diagrama de cuerpo libre N

Movimiento

fr

Fuerza de Fricciรณn o Roce Diagrama de cuerpo libre

fr

N

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