Anual SM Semana 03 - Fisica nivel preuniversitario.pdf

Material preuniversitario de física

1. FÍSICA
P R O G R A M A A C A D É M I C O V I R T U A L
Ciclo Anual San Marcos
Plana de Física

2. Semana 3
Tema 3:Caída Libre I
Tema 2: Movimiento Rectilíneo
Uniformemente Variado
Tema 1: Aceleración
Cinemática 2

3. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Objetivo
C U R S O D E F Í S I C A
➢Conocerlamagnitudfísicaque
cuantificalavariacióndela
velocidad.
➢Estudiar como afectan los cambios
de velocidad a los movimientos
rectilíneos.
➢Conocer y Aplicar algunas reglas a
la solución de los problemas
orientados al examen de admisión.

4. Tema 1: Aceleración

5. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
??????������������….
•Loscuerpossemuevenanuestroalrededor,almismo
tiempoquenosotrostambiénnosmovemos.
•Alhablardemovimientoesmuycomúnescuchar
expresionescomo:aumentelavelocidad,dobleala
derechaenlaesquinasiguiente,lasaspasdel
ventiladorgiramuyrápido,etc.
•Estasyotrasexpresioneshacenreferenciaa
conceptospropiosdelafísicaquesonimportantesde
analizar.
Elsistemasolaren
movimientoatravés
delespacio.
Un repartidor
movilizándose apresurado
por las calles.

6. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A C U R S O D E F Í S I C A
Encadaunadelasimágenesmostradaslavelocidadestacambiandoen
eltiempo.
Paramedirestoscambiosedefinelamagnitudfísicadenominada
ACELERACIÓN.
LaaceleraciónesunamagnitudfísicaVectorial,quemideloscambios
queocurrenenlavelocidadporunidaddetiempo.
Estoscambiospuedenocurrirenlarapidezdelmóvilcomoladirección
desumovimiento.
�
??????=0 �=30��/ℎ
�
??????=0�=24��/ℎ
�=12��/ℎ
�=52��/ℎ
�=60��/ℎ
�=12��/ℎ

7. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Demanerapracticaparacalcularelmódulodela
aceleración:
�=
������������??????��������??????���
�??????�������������������??????��
�=
�
??????−�
??????
�
??????−�
??????
C U R S O D E F Í S I C A
�
?????? �
??????
∆�
�
??????:�������������
�
??????:�����������
�
??????:������??????�������
�
??????:������??????�����
SuunidaddemedidaenelS.I.es:
metroporsegundoalcuadrado
�
�
�

8. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
�
?????? �
??????
∆�=2�
�
?????? �
??????
∆�=1�
Caso2.
Nótesequeelmódulodelarapidezesta
aumentando
Enunmovimientorectilíneo:
Caso1.
Nótesequeelmódulodelarapidezestadisminuyendo
Cuando la rapidez aumenta podemos asegurar que
la velocidad y la aceleración tienen la misma
dirección.
Cuando la rapidez disminuye podemos asegurar que la
velocidad y la aceleración tienen direcciones opuestas.
Movimiento desaceleradoMovimiento acelerado
�

9. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
�
??????=12�/� �
??????=37�/�
∆�=5s
�
??????=45�/� �
??????=12�/�
∆�=3�
�=
������������??????��������??????���
�??????�������������������??????��
�=
������������??????��������??????���
�??????�������������������??????��
�=
���/�
��
=��/�
� �=
���/�
��
=���/�
�
Ejemplo 01 Ejemplo 02

10. Tema 2: Movimiento Rectilíneo
Uniformemente Variado

11. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (M.R.U.V.)
12�/�16�/� 20�/� 24�/�
�
0=0��=1� �=2� �=3�
�� � �
Elautomóvilvariaelvalordelavelocidaden
4m/s(aumenta)en1syestolovaarepetira
medidaquetranscurraeltiempo.
Setiene:
�=
∆�
∆�
=
4�/�
1�
�=4
�
�
2
�
�−�
�=∆��
�−�
�=∆�
A hacia B 16−12=4�/�1−0=1�
B hacia C 20−16=4�/�2−1=1�
C hacia D 24−20=4�/�3−2=1�

12. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
12�/�16�/� 20�/� 24�/�
�
0=0��=1� �=2� �=3�
�� � �
Ademáspodemosverqueelautomóviltiene
unatrayectoriarectilínea.
Comopodemosapreciarlavelocidaddel
automóvilvariademanerauniforme,esdecir
guardandounordenconlocualconcluimos
queelautoexperimentaunMomento
RectilíneoUniformementeVariado(M.R.U.V.)
CaracterísticasdeunM.R.U.V.
➢Laaceleraciónsemantieneconstante.
➢Esunmovimientounidireccional.
�=4�/�
2

13. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
Formulas escalares del M.R.U.V.
�
?????? �
??????
�
�
�
�
??????:������??????�������
�
??????:������??????�����
�:�ó�����������������ó�
∆�:�����������������
�:���������
�
�=�
??????±(�)(�)
�=(�
??????)(�)±
1
2
(�)(�)
2
�=
�
??????+�
??????
2
�
�
??????
2
=�
??????
2
±2(�)(�)
Enlasecuacionesescalaresse
debedetomarelsigno(+)o(-):
�
�
Se usara (+)
cuando la
aceleración
y la
velocidad
tienen la
misma
dirección.
�
�
Se usara (-)
cuando la
aceleración
y la
velocidad
tienen
dirección
contraria.
Conclusión:
➢Se usara el signo(+)en las
ecuaciones escalares, si el móvil
acelera (aumenta la rapidez).
➢Se usara el signo(-)en las
ecuaciones escalares, si el móvil
desacelera (disminuye la
rapidez).

14. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
Unamonedaeslanzadasobrelasuperficiedeuna
mesademadera,enlacualsehaderramadoaceitey
tieneunapequeñapelículaformadadedicholiquido.
Iniciasumovimientocon4m/syluegode2sla
monedasemuevecon 0,5m/s.Sientodo
momentorealizaunM.R.U.V.calcular:
a.Elmódulodelaaceleración.
b.Ladistanciaquerecorredurantedichointervalode
tiempo.
Ejemplo 03
Resolución:
a. Calculo del módulo valor de la aceleración:
�
�=�
??????±(�)(�)
�=1,75
�
�
2
b. Calculo la distancia que recorre en dicho intervalo de tiempo:
�=4,5��=
�
??????+�
??????
2
�=
0,5+4
2
2
Recordar:
�
??????=4�/��
??????=0,5�/�
�=2�
�
�
0.5=�−(�)(�)

15. Tema 3:Caída Libre I

16. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
EnelsigloIVa.C.,Aristóteles
establecióquelarapidezdecaída
deloscuerposeraproporcional
conelpesodelosmismos.
C U R S O D E F Í S I C A
Galileocomprobóqueelpeso
noinfluyeeneltiempodecaída.
Perosurgíaunapregunta…..
¿Porquéunapiedrayuna
plumaalsersoltadasdela
mismaalturanocaenalmismo
tiempo?
Galileoplanteoqueenausenciadelaire(vacío)lapiedra
ylaplumadesciendenenlínearectaaparaiguales
desplazamientosseempleantiemposiguales.
AñosmastardeRobertBoyle,realizoelexperimentode
caídalibreenuntubovacíodeairedemostrólavalidez
delatesisdeGalileo.

17. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Simulemos la misma experiencia, un recipiente en el cual podamos
extraer todo el aire contenido, ambos cuerpos entonces estarán
cayendo prácticamente en vacío.
Los cuerpos está cayendo siendo atraídos solo por la atracción
terrestre.
Es decir no hay resistencia u oposición de aire
En estas condiciones diremos que el cuerpo esta en CAIDA LIBRE.
En ausencia de airetodos los cuerpos, sin importar su masa o su
forma, experimentan la misma aceleración.
A dicha aceleración se le llama: ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g)
C U R S O D E F Í S I C A
�

18. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Características de la aceleración de la gravedad:
Su módulo en las cercanías de la superficie terrestre es
constante y de un valor:
Su dirección es tal que siempre esta dirigida hacia el
centro de la tierra
�=9,81
??????
??????
2
(aproximadamente)
Por razones practicas se utilizara el siguiente valor:
�=10
�
�
2
C U R S O D E F Í S I C A

19. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
Satélite PUCP SAT
1
Sabias que……
Los satélites geoestacionarios son aquellos que realizan
órbitas sobre la línea Ecuador terrestre a la velocidad que
lo hace la Tierra, es decir, permanecen inmóviles sobre
un determinado punto sobre nuestro globo.
Un solo satélite geoestacionario de gran altitud puede
proporcionar comunicaciones confiables
aproximadamente a un 40 % de la superficie terrestre.

20. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Consideramosaunmovimientoverticaldecaídalibre,atodo
movimientoquepresentalassiguientescaracterísticas:
C U R S O D E F Í S I C A
Movimiento Vertical de Caída Libre (M.V.C.L.)
➢Soloactúasobreelcuerpolaatracciónterrestre,esdecirse
desprecialaresistenciauoposicióndelaire.
➢Elmovimientodelcuerposerárealizadoenlascercaníasde
latierra,paragarantizarquelaaceleraciónseaconstante.
Bajoestascaracterísticaselmovimientoverticaldecaídalibrees
uncasoparticulardeMRUV.
Nota:
Se usan las mismas
ecuaciones del MRUV
de modo que se
cambia �=ℎy
�=�.
�
�=�
??????±(�)(�)
ℎ=(�
??????)(�)±
1
2
(�)(�)
2
ℎ=
�
??????+�
??????
2
�
�
??????
2
=�
??????
2
±2(�)(ℎ)
1s
1s
1s
�
1
�
2
�
3
= 10 m/s
= 20 m/s
= 30 m/s
�
0= 0
5 m
15 m
25 m
g= 10 m/s
2

21. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
�=10
�
�
2
0�/�
10�/�
20�/�
30�/�
∆�=1�
∆�=1�
∆�=1�
�=10
�
�
2
∆�=1�
∆�=1�
∆�=1�
40�/�
30�/�
20�/�
10�/�
Recordemos:
�=10
�
�
2
=
10
�
�
1�
Estoquieredecirquecuando
el cuerpo desciende
verticalmentesurapidezen
cadasegundoaumentaen
��
�
�
Estoquieredecirquecuando
el cuerpo asciende
verticalmentesurapidezen
cadasegundodisminuyeen
��
�
�
Conclusión:
➢Se usara el signo(+)en las
ecuaciones escalares, si el móvil
desciende (aumenta la rapidez).
➢Se usara el signo(-)en las
ecuaciones escalares, si el móvil
asciende (disminuye la rapidez).

22. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I A
Observaciones:
�
�
??????
�
??????
C U R S O D E F Í S I C A
ℎ
??????�??????????????????�
�
??????
�=0�/�
�
�� �
Laalturamáxima,será
alcanzadaporelmóvilcuando
larapidezseacero,duranteel
movimientodeascenso.
ℎ
??????�??????????????????�=
�
??????
2
2�
Eltiempodesubida,seráel
tiemponecesarioparaqueel
móvilllegueasualtura
máximaoparaquesurapidez
seaceroenelascenso.
�
??????=
�
??????
�
Eltiempodevuelo,seráel
tiempoquepermanece
viajandohastanuevamente
tocarlasuperficie.
�
??????=�
??????+ �
�
�
??????:��������������
�
�:��������������
Cuando el móvil,
alcanza el mismo
nivel, tiene la
misma rapidez
En el M.V.C.L. en la
altura máxima, la
rapidez es cero.

23. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
Tommipracticalosfinesdesemana
basquetbol.Almomentodepracticarlanzael
balóncon5m/s.Elentrenadorhaciendouso
desusconocimientodefísica,deseacalcular:
a.Eltiempodesubida.
b.Laalturamáximaalcanzada.
NOTA:Considerar�=10�/�
Ejemplo 04
Resolución:
Recordar:
5�/�
0�/�
�
??????
b.Cálculodelaalturamáxima:
�
??????=
�
??????
�
=
5
10
=0,5�
a.Cálculodeltiempodesubida:
ℎ
??????�??????????????????�=
�
??????
2
2�
ℎ
??????�??????????????????�=
5
2
(2)(10)
ℎ
??????�??????????????????�=1,25�
ℎ
??????�??????????????????�=
�
??????
2
2�
�
??????=
�
??????
�

24. C R E E M O S E N L A E X I G E N C I AC U R S O D E F Í S I C A
Sonmovimientosdecaídalibre,segúnsu
trayectoria:
Ellanzamientodeproyectil,
enausenciadeaire,
entonces realizara
movimientoparabólicode
caídalibre.
Siseconsideraqueloúnico
queafectaalsatélite
artificialeslaatraccióndela
terrestreentoncesrealizara
movimientocircunferencialo
elípticodecaídalibre
Sisesueltauncuerpo,enausenciadeaire,
entoncesrealizaramovimientoverticaldecaída
libre.
También:

25. w w w . a d u n i . e d u . p e