Cuestionario De Fisica (examen).docx

UNIVERSIDADA NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO COLEGIO DE CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL VALLEJO

Examen en casa Física Profesor: Gilberto Hernández Estrada  Luna Villegas Andrea Paola  Cortez Casasola Daniela de Jesús  García Prudencio Karen Lizzet Grupo: 301-B

1) Escribe las ramas de estudio de la física clásica y moderna. Física Clásica se compone de:

        

MECÁNICA: Es la parte de la física clásica que estudia las fuerzas) 1 a.- Estática: Estudia las fuerzas en cuerpos en reposo y en equilibrio, respecto a determinado sistema de referencia. Dinámica: Estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos) Cinemática: Estudia los movimientos de los cuerpos sin tener en cuenta la causa. TERMODINÁMICA (Fenómenos térmicos) ELECTROMAGNETISMO (Interacción de los campos eléctricos y magnéticos) ÓPTICA (Fenómenos relacionados con la luz) ACUSTICA: (Sonido y fenómeno de la audición) ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (Estudia las cargas eléctricas y magnéticas)

La Física Moderna se divide en:  

FISICA CUÁNTICA: (Energía formada de "cuantos") FISICA RELATIVA :(Materia y energía son dos entidades relativas)  La Física Nuclear: Estudia la energía desprendida del núcleo del átomo, ya sea por fisión o fusión nuclear. * La Física Sideral: es la rama de la Física que se ocupa de los fenómenos físicos producidos en el Espacio.

2) Escribe la relación de la Física con otras ciencias. La física viene a ser la ciencia más importante y general, de la cual se han podido relacionar cada una de ellas y también han tenido un gran efecto en todo lo que se relaciona con el método científico. La física es también llamada la Filosofía natural, de la cual provienen la gran mayoría de las ciencias, como pueden ser las matemáticas, la astronomía, la biología, la filosofía, etc.  



Química: Se relaciona con los diversos fenómenos físicos que se llevan a cabo en mayor medida con los químicos. Deportes: Se relaciona con los deportes y la gimnasia desde un punto en el cual los movimientos se encuentran regidos por la gravedad, la gran atracción que se ejerce e nuestro cuerpo (la atracción de la gravedad de la tierra). Biología: Se relaciona por medio de los diversos descubrimientos así como también de la posibilidad de poder ampliar las imágenes de los diversos cuerpos celestes, se originó la rama de la óptica, el cual fue un gran avance que permitió que los médicos y los biólogos de la antigüedad, puedan ingresar a poder analizar un mundo tan pequeño.





Astronomía: Se relaciona con la gran curiosidad de medir y analizar los diversos fenómenos de nuestro planeta, lo cual logro la construcción del primer telescopio con el fin de poder observar con la ayuda de lentes de ampliación imágenes muy lejanas de nuestro planeta. Matemáticas: La física viene a ser una ciencia que de manera necesaria debe existir junto con las matemáticas, si deseamos analizar un fenómeno físico, tendremos que traducirlo de alguna manera a una expresión matemática, como puede ser una ecuación. Con esto Isaac Newton pudo corroborar que sin las matemáticas sería incapaz de estudiar física ni poder llevar a cabo ningún experimento, es por ello que se tuvo que desarrollar lo que se conoce como calculo.

3) ¿Cuál es la importancia de la física en la tecnología y sociedad? Física toca todos los aspectos de nuestras vidas. Implica el estudio de la materia, la energía y sus interacciones. Como tal, es un área de la ciencia que corta de manera transversal todas las demás materias. Otras ciencias dependen de los conceptos y las técnicas desarrolladas a través de la física. Otras disciplinas como la química, la agricultura, las ciencias del medio ambiente y biológicas utilizan las leyes de la física para entender mejor la naturaleza de sus propios estudios. La física se centra en el carácter general de la naturaleza, generalmente a través de un análisis matemático. La física da todas las leyes y principios básicos y universales de todos los fenómenos que ocurren en la naturaleza. Los principios y leyes de la física, por ser básicos, nos dan la explicación más elemental posible de todo lo que ocurre, ya sea que ocurran de manera espontánea o que sean producto de las actividades de los seres humanos, lo que incluye todos los desarrollos tecnológicos y científicos. Además, estas leyes y principios de la física al ser universales se aplican en todo el universo, es decir en todo lugar, lo que al unirse a que son las leyes más básicas resulta en que la física nos da las llaves intelectuales que permiten entender todos los fenómenos naturales en base a unos cuantos principios o leyes. Otras ciencias han tomado a la física como modelo, por su precisión y rigor y por los muchos resultados que obtenidos en el pasado, por los que se están obteniendo actualmente y por los muchos más que se esperan obtener en el futuro.

4) Escribe ¿cuál es la metodología que utiliza la física? La Metodología que se utiliza en el estudio de los sistemas físicos es una de las más poderosas invenciones de la mente humana. Sus frutos han cambiado completamente el modo de vivir de la especie Humana, su modo de pensar y hasta el mundo que habita. Rasgos de la metodología de la física Según el primer rasgo, el análisis de un sistema físico tiende a realizarse sobre la base de las propiedades de sistemas más sencillos. Al investigar un sistema, el físico analiza separadamente cada factor que influye en su comportamiento. Esto generalmente orienta su atención hacia un conjunto de sistemas más sencillos, cada uno de los cuales está relacionado de algún modo importante con el sistema original, pero posee un numero menor de factores vitales en su comportamiento. Siendo más sencillos, estos sistemas se pueden investigar hasta entender bien

sus propiedades. Una vez que se obtenga el conocimiento de cada sistema, se puede hacer una reconstrucción mental hasta lograr entender las propiedades del sistema original.

5) ¿Qué es una magnitud y que significa medir? Se llama magnitud a aquellas propiedades que pueden medirse y expresar su resultado mediante un número y una unidad. Son magnitudes de longitud, masa, volumen, cantidad de sustancia, voltaje, etc. Es decir toda propiedad de los cuerpos que se puede medir Medir es comparar dos cosas entre sí pero de manera cuantitativa, esto es comparar para asignar un número a la comparación que se haga, por ejemplo: Cuando tienes una mesa rectangular y quieres saber su ancho y su largo, lo que haces es tomar una cinta métrica y lees cuantos centímetros tiene cada lado; lo que estás haciendo es comparar la longitud contra el centímetro para ver cuántos de estos centímetros caben en la longitud que mides. Medir es de fundamental importancia en física pues sólo las características de un fenómeno que se pueden medir, las cuales se llaman cantidades físicas, son las únicas que son importantes para entender que sucede en el Universo.

7) Explica en que consiste el movimiento rectilíneo uniforme: El movimiento rectilíneo uniforme es aquel en donde se recorren espacios iguales en tiempos iguales, ya que la velocidad nunca cambia, es decir, permanece igual durante todo el recorrido y la única relación que se utiliza es: 𝑣 =

𝑑 𝑡

8) Escribe de cuantas maneras puede cambiar la velocidad: La velocidad puede cambiar en: o

Magnitud (aceleramos o frenamos): En caso de que comúnmente decimos que aceleramos, queremos decir que estamos aumentando la rapidez. Por otro lado cuando decimos que frenamos, queremos decir que estamos reduciendo la rapidez.

o

De dirección: Es en caso del movimiento circular, la rapidez permanece constante

o

Y tanto de magnitud como de dirección al mismo tiempo: Es como cuando te subes a la montaña rusa o cualquier movimiento en una trayectoria ni rectilínea ni circular como una montaña.

9) Define ¿qué es el desplazamiento, la velocidad y la aceleración? o

Desplazamiento: El vector de desplazamiento que describe el cambio en la posición de la partícula el moverse del punto A hasta el B es

Δ𝑟⃗ 𝑥

= 𝐼 𝑟2 − 𝑟1 𝐼 y el tiempo transcurrido

durante el movimiento entre estos dos puntos es ∆𝑡 = 𝐼𝑡2 − 𝑡1 𝐼 ⃗⃗ = La velocidad promedio de la partícula al desplazarse en un intervalo de tiempo es 𝑉

∆𝑟⃗ ; ∆𝑡

solo interviene el desplazamiento total y el tiempo total no importa la trayectoria. o

Velocidad: La velocidad de una partícula es la rapidez con la que cambia su posición al ⃗⃗ = transcurrir el tiempo. 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑉

o

∆𝑟⃗ , ∆𝑡

y para una dimensión tenemos: 𝑣 =

Aceleración: Es el cambio de la velocidad con respecto al tiempo 𝑎⃗ = palabras es la rapidez con la que cambia la velocidad.

o

⃗⃗ ∆𝑣 ∆𝑡

=

𝑣𝑓 −𝑣𝑖 𝑡

∆𝑥 ∆𝑡

=

𝑥𝑓 _𝑥𝑖 𝑡

. En otras

10) ¿Qué es fuerza y define todas las que existan? la fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. 

Fuerzas elásticas: LEY DE HOOKE.

Sabemos que los objetos elásticos son aquellos que se deforman debido a la acción de una fuerza, pero vuelven a su forma inicial una vez cesa ésta. El científico inglés Robert Hooke (1635-1703), contemporáneo y enemigo acérrimo de Newton, estableció una ley que lleva su nombre y que explica el comportamiento de un objeto elástico cuando se le somete a una fuerza no excesivamente grande (que pueda, por tanto, deformar al objeto). La ley de Hooke establece que la deformación,x, de un objeto elástico es directamente proporcional a la fuerza que se ha ejercido sobre él: a mayor fuerza, mayor deformación, y viceversa. Suele expresarse de la manera siguiente: Fel = −K· ⃗x ⇒ Fel = K· x La ley de Hooke explica el funcionamiento de los dinamómetros, que son los aparatos destinados a medir fuerzas; están formados por un muelle o resorte elástico junto con una escala graduada que marca la deformación que experimenta el muelle al aplicarle una determinada fuerza.



La tensión

La tensión es una fuerza que aparece cuando se tensan cables o cuerdas, que impide que éstos se rompan y que se transmite por toda su longitud con igual intensidad (debido a fuerzas de acción y reacción entre todas las partículas). Así, cuando la fuerza con que se tira de un cable o cuerda es mayor que la tensión máxima que pueden soportar, se romperán. Lógicamente, la tensión tiene sentido contrario al de la fuerza que tira del cable o cuerda, ya que así impide que pueda romperse.



Fuerza de gravedad

La Ley de gravitación universal fue dada a conocer por Newton en 1686 y se dice que la "descubrió" al observar la caída de una manzana del árbol, lo que es muy poco probable. Lo cierto es concretó los trabajos de Kepler sobre esta materia. Su enunciado es: " Todo cuerpo del Universo atrae a los otros con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa".Con esta fórmula se calcula la gravedad en otros lugares.



Fuerza de presión

La presión es la relación que existe entre la fuerza que se aplica y el área o superficie en la que se reparte. Cuanto mayor sea la superficie sobre la que actúe una fuerza, menor será la presión, y cuanto menor sea la superficie, la presión será mayor. A diferencia de los sólidos, los líquidos y gases ejercen presión en todas las direcciones sobre los cuerpos que se hallan sumergidos en ellos.



Fuerza de fricción

La fuerza de rozamiento es una fuerza que se ejerce entre dos superficies en contacto en cualquier estado de la materia. Si las superficies son sólidas, la magnitud de las fuerzas de rozamiento entre ellas depende de su rugosidad. Si las superficies no son sólidas, la fuerza de rozamiento entre ellas depende de factores como la viscosidad del material y la velocidad con que una capa de fluido se desliza sobre la otra. En cualquier caso, la fuerza de rozamiento se ejerce en forma paralela a las superficies que se encuentren en contacto.

11) Escribe el enunciado de las leyes de Newton: 

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que: Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén

de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante. 

Segunda ley de Newton o ley de aceleración o ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve”. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. 

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario. Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba. Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros. Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tengan el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

12) ¿En qué consiste la cantidad de movimiento lineal? El ímpetu también conocido como la cantidad de movimiento lineal, lo definiremos como una de las propiedades que tiene los cuerpos para encontrarse en movimiento y si se mueve tiene una velocidad, también es necesario considerar su masa y la dirección de la velocidad ya que la dirección de la cantidad de movimiento lineal será la misma que la velocidad 𝑃 = 𝑚. 𝑣

13) ¿Que es impulso? El impulso es el tiempo que tarda una fuerza actuando sobre un cuerpo, en otro caso es cuando jalas o empujas un cuerpo y el cuerpo se mueve y dejas de aplicar la fuerza y el cuerpo se mueve. La fórmula es: 𝐼 = 𝐹𝑡

Dónde: F= fuerza y t= Tiempo

14) Defina la energía cinética: Otra propiedad que tienen los cuerpos por encontrarse en movimiento y si se mueve tiene una velocidad, también es necesario considerar la masa, pero en este caso, es una cantidad escalar. La energía cinética es la energía del movimiento. Un objeto en movimiento posee energía cinética y por lo mismo se requiere trabajo para poner un objeto en movimiento o hacer que cambie su velocidad pues esta acción necesita fuerza que actué a lo largo de una distancia. El producto resultante de multiplicar la mitad de la masa por el cuadrado de la velocidad instantánea se define como le energía motriz o cinética del objeto. La fórmula es: 𝐸𝑐 =

𝑚(𝑣)2 2

= 1⁄2 𝑚𝑣²

15) Define la energía potencial: La Energía potencial es la energía que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo. Ej.: El agua embalsada, que se manifiesta al caer y mover la hélice de una turbina.

La energía potencial, Ep, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad, g, en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura, h, en metros (m).

16) ¿Cómo se le hace al aplicar la 2° ley de Newton y obtener que el impulso es igual al cambio en la cantidad de movimiento? Primero se debe conocer le enunciado de la 2° Ley de Newton, es decir, ¿Cuáles son proporcionales? y ¿quiénes son inversamente proporcionales?. La segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza, nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente forma: ΣF = m. a Es muy importante que expreses la aceleración matemáticamente y por último que la sustituyas en la fórmula de la 2° Ley de Newton: 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖 ΣF = m ( ) 𝑡 Moviendo el tiempo, es decir, que como se encuentra dividiendo pasa al otro lado multiplicando: ΣF. t = m(𝑣𝑓 − 𝑣𝑖 )

Desarrollando el miembro derecho: ΣF. t = m. 𝑣𝑓 − 𝑚. 𝑣𝑖 Y recordando el impulso y la cantidad de movimiento lineal: 𝐼 = 𝑃𝑓 − 𝑃𝑖

=

𝐼 = Δ𝑃

El impulso Es igual al cambio de la cantidad de movimiento lineal, entonces se puede expresar: Σ𝐹. 𝑡 = Δ𝑃, es decir: 𝐹 =

Δ𝑃 𝑇

17) ¿Cómo se le hace al aplicar la 2° Ley de Newton y obtener que el trabajo es igual al cambio de la energía cinética? Primero se debe conocer le enunciado de la 2° Ley de Newton, es decir, ¿Cuáles son proporcionales? y ¿quiénes son inversamente proporcionales? La segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza, nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente forma: ΣF = m. a Es muy importante que sepas que es la aceleración y que la sepas despejar: 𝑣𝑓 ² = 𝑣𝑖 ² + 2𝑎. 𝑑 ⟹ 𝑎 =

𝑣𝑓 ² − 𝑣𝑖 ² 2𝑑

Y por último que la sustituyas en la fórmula de la 2° Ley de Newton: 𝑣𝑓2 − 𝑣𝑖2 ΣF = m ( ) 2𝑑 Moviendo la distancia que lo divide: 𝑣𝑓2 − 𝑣𝑖2 ΣF. d = m ( ) 2 Y separando términos en la parte derecha: ΣF. d =

𝑚 2 (𝑣 − 𝑣𝑖2 ) 2 𝑓

⟹

𝐹. 𝑑 =

𝑚 2 𝑚 𝑣 − 𝑣² 2 𝑓 2 𝑖

Recordando el máximo trabajo, la energía cinética es: 𝑊 = 𝐸𝑐𝑓 − 𝐸𝑐𝑖 ⟹ 𝑊 = ∆𝐸𝑐

18) Escribe la ley de la conservación de la energía mecánica sin fricción: La ley de conservación de la energía dice que la energía no se crea ni se destruye sino que se transforma. Esto quiere decir que un vehículo que posee una cierta energía cinética dado que esta en movimiento, al momento de la frenada esa energía se transformara en calor (fricción), en ruido si colisiona, en deformación si colisiona, etc. La fuerza de fricción es no conservativa dado que el trabajo que realiza dicha fuerza depende de la trayectoria que realiza el vehículo. De todos modos se puede hacer una aproximación de la velocidad que circula un vehículo de acuerdo a las huellas de frenado esto es teniendo en cuenta que la energía se conserva, es una aproximación validad dado que se puede dar la velocidad mínima a la que circulaba el vehículo al momento de iniciar la huella de frenado. Tiene en cuenta que las huellas de frenado se producen por el rozamiento con el pavimento, por lo tanto estarías teniendo en cuenta la fuerza de fricción.

19) En que consiste la potencia mecánica: La potencia mecánica se define como la rapidez con que se realiza un trabajo. Se mide en watts (W) y se dice que existe una potencia mecánica de un watt cuando se realiza un trabajo de un joule por segundo: 1 W = J/seg. Por ejemplo, mientras una persona sube por una escalera un bulto de cemento de 50 kg a un departamento que se encuentra en reparación en el cuarto piso de un edificio, otra persona utilizando una polea, sube otro bulto de 50 kg hasta el mismo piso en un menor tiempo, ¿quién realiza mayor trabajo? puesto que cada quien elevó un bulto de 50 kg a la misma altura el trabajo realizado es el mismo, sólo que uno lo efectuó en menor tiempo. El hombre siempre ha buscado realizar su trabajo en el menor tiempo posible, de ahí la necesidad de introducir un nuevo concepto que señale claramente con qué rapidez se hace un trabajo, este concepto recibe el nombre de potencia. Por definición: Potencia mecánica es la 𝑇 rapidez con que se realiza un trabajo. Su expresión matemática es: 𝑝 = 𝑡 Dónde: P = potencia en Joules/seg = watts (W). T = trabajo realizado en Joules (J). t = tiempo en que se realiza en trabajo en segundos (seg). Como se observa, la unidad usada en el Sistema Internacional para medir potencia es el watt y significa trabajo de un joule realizado en un segundo. (En honor al escocés James Watt, 1736-1819, famoso por la construcción de una máquina de vapor). Sin embargo, todavía se emplean las siguientes unidades prácticas: el caballo de fuerza (H.P.) y el caballo de vapor (C.V.) 1 H.P. = 746 Watts

1 C. V. = 736 Watts.

Como el trabajo es igual a T = Fd y como la potencia es P = T/d = Fd/t, pero d/t = v (velocidad) entonces la potencia es igual a: P = Fv. P = Potencia mecánica en Watts. F = Fuerza en en Newtons. v = velocidad en metros por segundo (m/seg). Esta expresión permite calcular la potencia si se conoce la velocidad que adquiere el cuerpo, misma que tendrá una dirección y un sentido igual a la de la fuerza que recibe.

20) Explica en que consiste la colisión o choques: Para que un choque pueda ocurrir necesitamos mínimo dos cuerpos.

a) Un choque puede ocurrir cuando los dos cuerpos chocan de frente y ambos en movimiento. b) Un choque cuando los dos cuerpos llevan la misma dirección, pero él va atrás lleva mayor rapidez. c) Cuando un cuerpo choca con otro que se encuentra en reposo. En los tres casos puede ocurrir que el choque sea inelástico o bien elástico.

21) Describe el movimiento circular uniforme: El movimiento circular uniforme (M.C.U) es uno de los más sencillos ya que es aquel en el que un cuerpo al moverse de manera circular va recorriendo arcos iguales en tiempos iguales.

23) Escribe las diferencias básicas del movimiento rectilíneo y el movimiento circular: En los dos Movimientos no existe la aceleración, aunque hay una gran diferencia: ·Movimiento circular uniforme: El movimiento es una circunferencia. ·Movimiento rectilíneo uniforme: El movimiento se presenta en forma de una recta.

24) ¿Cómo se relaciona la velocidad angular con la tangencial? La velocidad angular ω (también conocida como frecuencia angular o pulsación) es una medida de la velocidad de rotación. Se define velocidad tangencial como la tasa entre el arco recorrido por la partícula y el tiempo empleado en cubrir dicha distancia  Velocidad angular Velocidad angular: llamaremos velocidad angular a la variación del arco respecto al tiempo, la señalaremos con la letra \omega \,, y definiéndose como: w=(arco angular)/(tiempo)  Velocidad tangencial Es definida como la velocidad real del objeto que efectúa el movimiento circular, Si llamamos VT a la velocidad tangencial, a lo largo de la circunferencia de radio r, tenemos que: velocidad tangencial=velocidad angular * el radio

25) En qué consisten las leyes de Kepler: 1. La primera de estas leyes puede enunciarse de la siguiente manera: Los planetas en su desplazamiento alrededor del Sol describen elipses, con el Sol ubicado en uno de sus focos. Debe tenerse en cuenta que las elipses planetarias son muy poco excéntricas (es decir, la figura se aparta poco de la circunferencia) y la diferencia entre las posiciones extremas de un planeta son mínimas (a la máxima distancia de un planeta al Sol se denomina afelio y la mínima perihelio). La Tierra, por ejemplo, en su mínima distancia al Sol se halla a 147 millones de km, mientras que en su máxima lejanía no supera los 152 millones de km. 2. La segunda ley, puede expresarse como: Las áreas barridas por el segmento que une al Sol con el planeta (radio vector) son proporcionales a los tiempos empleados para describirlas. Esta ley implica que el radio vector barre áreas iguales en tiempos iguales; esto indica que la velocidad orbital es variable a lo largo de la trayectoria del astro siendo máxima en el perihelio y

mínima en el afelio (la velocidad del astro sería constante si la órbita fuera un círculo perfecto). Por ejemplo, la Tierra viaja a 30,75 km/seg en el perihelio y "rebaja" a 28,76 en el afelio. La tercera ley, finalmente, dice que: El cuadrado del período de revolución de cada planeta es proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol. 3. La tercera ley permite deducir que los planetas más lejanos al Sol orbitan a menor velocidad que los cercanos; dice que el período de revolución depende de la distancia al Sol. Pero esto sólo es válido si la masa de cada uno de los planetas es despreciable en comparación al Sol. Si se quisiera calcular el período de revolución de astros de otro sistema planetario, se debería aplicar otra expresión comúnmente denominada tercera ley de Kepler generalizada. Esta ley generalizada tiene en cuenta la masa del planeta y extiende la tercera ley clásica a los sistemas planetarios con una estrella central de masa diferente a la del Sol.

26) Explica la ley de la gravitación universal: La ley de la gravitación universal es la fuerza de atracción que existe entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que lo separa, es decir: 𝐹 =

𝐺.𝑚1 .𝑚2 𝑟2 𝑚3

En donde G es la constante de gravitación que equivale a 𝐺 = 6.67 × 10−11 𝐾𝑔.𝑠2 o bien 6.67 × 10−11

𝑁.𝑚2 𝐾𝑔2

27) Escribe la diferencia de temperatura y calor: El calor se interpreta como una transferencia de energía, como aquello que cambia la temperatura, es decir, es la energía transferida por una diferencia de temperatura del sistema más calienta hacia el más frio. Mientras que la temperatura es la magnitud que mide la energía cinética media de las moléculas d un cuerpo. En conclusión, podemos decir que la temperatura no es energía en sí, sino una medición de ella, mientras que el calor sí es energía.

28) Explica en que consiste la dilatación: De una forma general, cuando aumentamos la temperatura de un cuerpo (sólido o líquido), aumentamos la agitación de las partículas que forman ese cuerpo. Esto causa un alejamiento entre las partículas, resultando en un aumento en las dimensiones del cuerpo (dilatación térmica). Por otra parte, una disminución en la temperatura de un cuerpo, acarrea una reducción en sus dimensiones (construcción térmica) En la construcción civil, por ejemplo, para prevenir posibles trincas y rupturas por causa de dilatación térmica de los materiales, se utilizan “folgas” llamadas como juntas de dilatación.

Tipos de Dilatación   

Dilatación Lineal Dilatación Superficial Dilatación Volumétrica

29) Explica en que consiste el calor específico: El calor específico o más formalmente la capacidad calorífica específica de una sustancia es una magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor. De manera formal es la energía necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia; usando el SI es la cantidad de julios de energía necesaria para elevar en un 1 K la temperatura de 1 kg de masa.] Se la representa por lo general con la letra c.

Se necesita más energía calorífica para incrementar la temperatura de una sustancia con un alto valor del calor específico que otra con un valor pequeño. Por ejemplo, se requiere ocho veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa. El calor específico es pues una propiedad intensiva, por lo que es representativa de cada sustancia, mientras que la capacidad calorífica, de la cual depende, es una propiedad extensiva y es representativa de cada cuerpo particular. Matemáticamente el calor específico es la razón entre la capacidad calorífica de un objeto y su masa.

30) Escribe en que consiste cada una de las maneras de transmitir el calor: CONDUCCIÓN: Es el principal medio de transferencia de calor. Se realiza por la transferencia de energía cinética entre moléculas, es decir, se transmite por el interior del cuerpo estableciéndose una circulación de calor. La máxima cantidad de calor que atravesará dicho cuerpo será aquella para la cual se consigue una temperatura estable en todos los puntos del cuerpo. En este tipo de transmisión se debe tener en cuenta la conductividad térmica de las sustancias (cantidad de calor transmitido por unidad de tiempo, superficie, gradiente de temperatura). CONVECCIÓN: El calor de un sólido se transmite mediante la circulación de un fluido que le rodea y este lo transporta a otro lugar, a este proceso se le llama convección natural. Si la circulación del fluido está provocada por un medio externo se denomina convección forzada. RADIACIÓN: El calor se transfiere mediante emisiones electromagnéticas que son irradiadas por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor a cero grados Kelvin. El estado de la superficie influye en gran medida en la cantidad de calor radiado. Las superficies mates son más favorables que las pulidas y los cuerpos negros son los de mayor poder de radiación, por este motivo se efectúa un ennegrecimiento de la superficie radiante. La transferencia de calor por radiación no se tiene en cuenta puesto que a las temperaturas a que se trabaja ésta es despreciable

31) ¿Qué es una maquina térmica? Y explica algunos ejemplos: La 2° Ley de Termodinámica dice que es imposible construir una máquina que, si opera continuamente, no produzca otro efecto que la extracción de calor de una fuente y la realización de una cantidad equivalente al trabajo. Una máquina térmica es un dispositivo que, operando de forma cíclica, toma de calor de un foco caliente, realiza un cierto trabajo (parte del cual se emplea en hacer funcionar la propia máquina) y entrega calor de desecho a un foco frío, normalmente el ambiente. Durante la operación de una maquina térmica se lleva cabo tres procesos: I. Suministra una cantidad de calor 𝑄𝑒𝑛𝑡 a la maquina desde un recipiente a alta temperatura 𝑇𝑒𝑛𝑡 II. La máquina efectúa un trabajo mecánico 𝑊𝑠𝑎𝑙 producido por una parte del calor de entrada. III. Cierta cantidad de calor 𝑄𝑠𝑎𝑙 se libera al recipiente a baja temperatura 𝑇𝑠𝑎𝑙 Considerando que el sistema vuelve periódicamente a su estado inicial el cambio neto de energía es cero. Por tano la 1° Ley nos dice que: 𝑊𝑠𝑎𝑙 = 𝑄𝑒𝑛𝑡 − 𝑄𝑠𝑎𝑙 . La eficiencia de una maquina térmica se define como la razón del trabajo de salida de calor de entrada 𝐸𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =

𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎

El ejemplo característico de máquina térmica es la máquina de vapor, que se emplea en la mayoría de las centrales eléctricas (sean estas térmicas, termo-solares o nucleares).

una máquina de vapor está formada por cuatro elementos 



Una bomba que mueve el líquido y mantiene el sistema en funcionamiento. Cuando el fluido es un gas, en lugar de una bomba hay un compresor. Para poder funcionar, la bomba o el compresor requieren la entrada de una cierta cantidad de trabajo, Win. Este trabajo es generado por la propia máquina. Una caldera, en la cual el agua pasa al estado de vapor, mediante la entrada de una cierta cantidad de calor, Qin. Cuando la fuente de calor es exterior a la propia caldera (como ocurre en una máquina de vapor típica, cuyo calor es proporcionado por una reacción nuclear -en las centrales nucleares- la luz solar -en las termosolares- o la combustión de





carbón o gas -en las centrales térmicas-) se dice que tenemos una máquina de combustión externa. Cuando el calor es generado dentro de la propia cámara, como ocurre en los motores de los vehículos, se dice que la máquina es de combustión interna. La turbina es atravesada por el vapor que sale de la caldera y que es movido por la diferencia de presiones entre la entrada y la salida de la turbina. En su paso por la turbina, el vapor mueve los álabes de ésta, realizando un trabajo Wout que se puede aprovechar para generar electricidad. Una parte de este trabajo se emplea en hacer funcionar la bomba. Al realizar este trabajo, el vapor se enfría, de acuerdo con el primer principio de la termodinámica. Un condensador es una cámara en la que el vapor se pone en contacto con el ambiente, de forma que el vapor se condensa y vuelve a la forma de agua líquida. En este proceso se expulsa una cierta cantidad de desecho al ambiente, Qout. El agua vuelve a entrar en la bomba y se reanuda el ciclo.

En la figura tenemos el esquema de una central nuclear de agua a presión (PWR), en el que la máquina de vapor corresponde al ciclo secundario (en en el centro del esquema). En el ciclo, una bomba lleva el agua a un intercambiador de calor, que funciona como caldera, donde es evaporada mediante un aporte externo de calor. En el caso de la central nuclear, este calor proviene de una conducción de agua u otro fluido a muy altas temperaturas después de haber pasado por el reactor. El vapor que sale de la caldera se hace pasar por una turbina que mueve al generador eléctrico, el cual transmite la energía eléctrica la red. El vapor enfriado tras pasar por la turbina es enviado a un condensador, donde, en contacto con agua fría del exterior vuelve al estado líquido (por esto las centrales nucleares deben estar junto a ríos o junto al mar, como en el caso de Fukushima). Una vez licuado, el agua vuelve a entrar en la bomba, reiniciándose el proceso. La bomba es alimentada desde la red eléctrica, con lo cual a la producción de energía de la central hay que descontar lo que ella misma consume.

32) Escribe en que consiste la Primera Ley de Termodinámica:

1° Ley de Termodinámica dice que: En cualquier proceso termodinámico, el calor neto absorbido por un sistema es igual a la suma del equivalente absorbido por un sistema es igual a la suma del equivalente térmico del trabajo realizado por el y el cambio en su energía interna. La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. ∆𝑈 = ∆𝑄 − ∆𝑊 ⟹ 1𝑎 𝐿𝑒𝑦 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑑𝑖𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐𝑎 ∆𝑄 = ∆𝑊 + ∆𝑈 ←

33) ¿Qué es entropía?