•MECÁNICA
CLÁSICA
•TERMODINÁMICA
•EVENTOS ONDULATORIOS
•EVENTOS ELECTROMAGNETICOS
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
1



¿PORQUÉ UN “CUERPO” CAMBIA SU ESTADO
DE MOVIMIENTO?
¿RESPECTO A QUE O A QUIEN UN “OBJETO”
CAMBIA SU ESTADO DE MOVIMIENTO?
¿EL ESTADO DE MOVIMIENTO ES UNA
CARACTERISTICA INTRINSECA DE LAS
“PARTICULAS”? LA INERCIA
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
2
RIGIDO
SOLIDO
DEFORMABLE
CUERPO
LIQUIDOS
FLUIDO
GASES
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
3
La observación de un fenómeno es en general,
incompleta a menos que dé lugar a una
información cuantitativa. Para obtener dicha
información, se requiere la medición de una
propiedad física. Así, la medición constituye
una buena parte de la rutina diaria del físico
experimental.
La medición es la técnica por medio de la cual
asignamos un número a una propiedad física,
como resultado de una comparación de dicha
propiedad con otra similar tomada como
patrón, la cual se ha adoptado como unidad.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
4



Supongamos una habitación cuyo suelo está cubierto de baldosas,
tal como se ve en la figura, tomando una baldosa como unidad, y
contando el número de baldosas medimos la superficie de la
habitación, 30 baldosas. En la figura de la derecha, la medida de
la misma superficie da una cantidad diferente 15 baldosas.
La medida de una misma magnitud física (una superficie) da lugar
a dos cantidades distintas debido a que se han empleado distintas
unidades de medida.
Este ejemplo, nos pone de manifiesto la necesidad de establecer
una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo
que la información sea comprendida por todas las personas
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
5
SISTEMA
METRICO
DECIMAL (MKS)
SISTEMA
INTERNACIONAL
(SI)
SISTEMA INGLÉS
SISTEMAS
DE
MEDIDAS
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
6
LONGITUD,
L
TIEMPO, T
MASA, M
MAGNITUDES
FUNDAMENTAL
ES
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
7
SISTEMA DE UNIDADES
SISTEMA
INTERNACIONAL
MAGNITUDES FUNDAMENTALES
LONGITUD, L
MASA, M
TIEMPO, T
INTENSIDAD DE
CORRIENTE
ELECTRICA, I
TEMPERATURA
TERMODINAMICA
CANTIDAD DE
SUSTANCIA
INTENSIDAD
LUMINOS
UNIDADES BÁSICAS
METRO
KILOGRAMO
SEGUNDO
AMPERE
GRADOS KELVIN
MOL
CANDELA
SIMBOLO
m
kg
s
A
K
mol
Cd
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
8




Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean
coherentes con las unidades básicas y suplementarias, es
decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma
de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o
suplementarias con un factor numérico igual 1.
Varias de estas unidades SI derivadas se expresan
simplemente a partir de las unidades SI básicas y
suplementarias. Otras han recibido un nombre especial y
un símbolo particular.
Si una unidad SI derivada puede expresarse de varias
formas equivalentes utilizando, bien nombres de unidades
básicas y suplementarias, o bien nombres especiales de
otras unidades SI derivadas, se admite el empleo
preferencial de ciertas combinaciones o de ciertos
nombres especiales, con el fin de facilitar la distinción
entre magnitudes que tengan las mismas dimensiones.
Por ejemplo, el hertz se emplea para la frecuencia, con
preferencia al segundo a la potencia menos uno, y para el
momento de fuerza, se prefiere el newton metro al joule.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
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Magnitud
Nombre
Símbolo
Superficie,S
metro cuadrado
m2
Volumen, V
Velocidad, v
metro cúbico
metro por segundo
metro por segundo
cuadrado
metro a la potencia menos
uno
m3
m/s
m/s2
Densidad volumetrica, ρ
kilogramo por metro cúbico
kg/m3
Velocidad angular, ω
radián por segundo
radián por segundo
cuadrado
Elaboró: Yovany Londoño
rad/s
Aceleración, a
Número de ondas, k
Aceleración angular, α
m-1
rad/s2
09/10/2015
10
LONGITUD
m
AREA (A) O
SUPERFICIE
(S)
m2
LONGITUD
m
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
11
LONGITUD
m
LONGITUD
m
VOLUMEN
(V) O
CAPACIDAD
m3
LONGITUD
m
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
12
LONGITUD
m
VELOCIDAD
O RAPIDEZ
m/s
TIEMPO
s
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
13
VELOCIDAD
m/s
ACELERACION
m/s2
TIEMPO
s
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
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Expresión en otras
unidades SI
Expresión en unidades
SI básicas
Magnitud
Nombre
Símbolo
Frecuencia
hertz
Hz
s o 1/s
Fuerza
newton
N
m·kg·s-2 o m.kg/s2
Presión
pascal
Pa
Energía, trabajo,
cantidad de calor
Potencia
joule
J
N·m o N/m
N·m
watt
W
J·s-1 o J/s
Cantidad de electricidad
carga eléctrica
Potencial eléctrico
fuerza electromotriz
Resistencia eléctrica
coulomb
C
m2·kg·s-3 o m2·kg/s3
s·A
volt
V
W·A-1 o W/A
m2·kg·s-3·A-1 O m2.kg/s3.A
ohm
V·A-1 o V/A
m2·kg·s-3·A-2 o m2.kg/s3.A2
Capacidad eléctrica
farad
W
F
C·V-1 O C/V
m-2·kg-1·s4·A2 o kg.s4.A2/m2.kg
Flujo magnético
weber
Wb
V·s
Inducción magnética
tesla
T
Wb·m O Wb/m
Inductancia
henry
H
Wb·A-1 O Wb/A
-1
-2
-2
2
-1
-2
m ·kg·s o kg/m.s
2
m2·kg·s-2 o kg.m2/s2
2
-2 -1
m ·kg·s ·A
2
Elaboró: Yovany Londoño
-2 -1
kg·s ·A
o
2
2
m ·kg/s ·A
2
o kg/s .A
m2·kg s-2·A-2 o m2.kg/s2.A2
09/10/2015
15
MASA
kg
FUERZA (masa x
aceleracion)
NEWTON, N
kg.m/s2
ACELERACION
m/s2
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
16
Magnitud
Nombre
Expresión en unidades
Símbolo
SI básicas
Viscosidad dinámica
pascal segundo
Pa·s
Entropía
joule por kelvin
J/K
Capacidad térmica másica
Conductividad térmica
Intensidad del campo eléctrico
joule por kilogramo kelvin J/(kg·K)
watt por metro kelvin
W/(m·K)
volt por metro
V/m
-1
-1
m ·kg·s o kg/m.s
2
-2 -1
2
m ·kg·s ·K o m .kg/K.s
2 -2 -1
2 2
-3 -1
3
-3 -1
3
2
m ·s ·K o m /K.s
m·kg·s ·K o m.kg/s .K
m·kg·s ·A o m.kg/s .A
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
17
Magnitud
Volumen
Masa
Presión y tensión
Nombre Símbolo
litro
tonelada
bar
Relación
3
-3 3
loL
1 dm = 10 m
t
3
10 kg
bar
5
Elaboró: Yovany Londoño
10 Pa
09/10/2015
18
Magnitud
Ángulo plano
Tiempo
Nombre
vuelta
grado
minuto de ángulo
segundo de ángulo
minuto
hora
día
Símbolo
Relación
º
'
"
min
h
d
1 vuelta= 2 p rad
(p/180) rad
(p /10800) rad
(p /648000) rad
60 s
3600 s
86400 s
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
19






Los símbolos de las Unidades SI, con raras excepciones como el
caso del ohm (Ω), se expresan en caracteres romanos, en
general, con minúsculas; sin embargo, si dichos símbolos
corresponden a unidades derivadas de nombres propios, su letra
inicial es mayúscula. Ejemplo, A de ampere, J de joule.
Los símbolos no van seguidos de punto, ni toman la s para el
plural. Por ejemplo, se escribe 5 kg, no 5 kgs
Cuando el símbolo de un múltiplo o de un submúltiplo de una
unidad lleva exponente, ésta afecta no solamente a la parte del
símbolo que designa la unidad, sino al conjunto del símbolo. Por
ejemplo, km2 significa (km)2, área de un cuadrado que tiene un
km de lado, o sea 106 metros cuadrados y nunca k(m2), lo que
correspondería a 1000 metros cuadrados.
El símbolo de la unidad sigue al símbolo del prefijo, sin espacio.
Por ejemplo, cm, mm, etc.
El producto de los símbolos de de dos o más unidades se indica
con preferencia por medio de un punto, como símbolo de
multiplicación. Por ejemplo, newton-metro se puede escribir
N·m Nm, nunca mN, que significa milinewton.
Cuando una unidad derivada sea el cociente de otras dos, se
puede utilizar la barra oblicua (/), la barra horizontal o bien
potencias negativas, para evitar el denominador.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
20





No se debe introducir en una misma línea más de una barra
oblicua, a menos que se añadan paréntesis, a fin de evitar toda
ambigüedad. En los casos complejos pueden utilizarse
paréntesis o potencias negativas.
m/s2 o bien m·s-2 pero no m/s/s. (Pa·s)/(kg/m3) pero no
Pa·s/kg/m3
Los nombres de las unidades debidos a nombres propios de
científicos eminentes deben de escribirse con idéntica ortografía
que el nombre de éstos, pero con minúscula inicial. No obstante,
serán igualmente aceptables sus denominaciones castellanizadas
de uso habitual, siempre que estén reconocidas por la Real
Academia de la Lengua. Por ejemplo, amperio, voltio, faradio,
culombio, julio, ohmio, voltio, watio, weberio.
Los nombres de las unidades toman una s en el plural (ejemplo
10 newtons) excepto las que terminan en s, x ó z.
En los números, la coma se utiliza solamente para separar la
parte entera de la decimal. Para facilitar la lectura, los números
pueden estar divididos en grupos de tres cifras (a partir de la
coma, si hay alguna) estos grupos no se separan por puntos ni
comas. Las separación en grupos no se utiliza para los números
de cuatro cifras que designan un año.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
21
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
22
Magnitud física
tiempo
posición
Símbolo
t
x
velocidad
v
aceleración
ángulo plano
velocidad angular
a
aceleración angular
radio
longitud de arco
área
q
ω
α
r
s
A, S
volumen
ángulo sólido
frecuencia
V
W
f
frecuencia angular (=2pf )
w
Elaboró: Yovany Londoño
Unidad SI
s
m
m s-1
m s-2
rad
rad/s
rad·s-2
m
m
m2
3
m
sr
Hz
s-1, rad s-1
09/10/2015
23
Magnitud física
masa
Símbolo
m
momento lineal
p
fuerza
momento de una fuerza
F
M
momento de inercia
I
N (= kg m s-2)
N·m
kg m2
L
E
Ep , V
kg m s rad (= J s)
J
J
energía cinética
Ek
trabajo
potencia
W
P
densidad (masa)
presión
r
p
J
J
W
kg m-3
Pa
momento angular
energía
energía potencial
Elaboró: Yovany Londoño
Unidad SI
kg
kg m s-1
2 -1
09/10/2015
24
Magnitud física
calor
trabajo
temperatura termodinámica
temperatura Celsius
energía interna
entropía
capacidad calorífica
razón C p / C v
Símbolo
Q
W
T
Unidad SI
J
J
K
t
U
o
S
C
g
Elaboró: Yovany Londoño
C
J
-1
JK
-1
JK
1
09/10/2015
25
Magnitud física
carga eléctrica
Símbolo
Q
Unidad SI
C
r
-3
densidad de carga
corriente eléctrica
I, i
Cm
A
densidad de corriente eléctrica
potencial eléctrico
diferencia de potencial, voltaje
j
V
DV
A m-2
V
V
-1
campo eléctrico
capacidad
E
C
Vm
F
permitividad eléctrica
permitividad relativa
e
er
Fm
1
momento dipolar eléctrico
flujo magnético
campo magnético
p
F
B
Cm
Wb
T
permeabilidad
permeabilidad relativa
µ
µr
R
resistencia
resistividad
autoinducción
inducción mutua
constante de tiempo
r
L
M
t
Elaboró: Yovany Londoño
-1
-1
-2
Hm ,NA
1
W
Wm
H
H
s
09/10/2015
26
Constante
Velocidad de la luz
Símbolo
Valor
8
-1
c
2.9979·10 m·s
Carga elemental
Masa en reposo del electrón
e
me
1.6021·10 C
9.1091·10-31 kg
Masa en reposo del protón
mp
1.6725·10
Constante de Planck
Constante de Avogadro
h
NA
6.6256·10 J·s
6.0225·1023 mol-1
Constante de Boltzmann
k
1.3805·10-23 J·K-1
Constante de los gases
R
Permitividad del vacío
ε0
8.3143 J·K-1·mol-1
8.8544·10-12 N-1·m2
·C2
Permeabilidad del vacío
μ0
1.2566·10-6 m·kg·C-2
Constante de gravitación
Aceleración de la gravedad a nivel del
mar
G
6.670·10-11 N·m2·kg-2
g
9.7805 m·s
-19
-27
kg
-34
-2
Fuente: Alonso M, Finn E. Física . Fondo Educativo Interamericano (1971)
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
27

En mecánica se tratan problemas
relacionados con la descripción del
movimiento de un objeto en el espacio,
por lo que se requiere un método para
conocer la posición de ese objeto. Para
esto se definen los sistemas de
coordenadas y marcos de referencia.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
28
Un punto de referencia fijo O, llamado origen.
Un conjunto de ejes o direcciones con una escala
apropiada.
Instrucciones sobre como identificar un punto en el
espacio respecto al origen
y a los ejes.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
29
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
30
MAGNITUDES
FISICAS
SEGÚN SU
NATURALEZA
SEGÚN SU ORIGEN
FUNDAMENTALES
DERIVADAS
ESCALARES
Elaboró: Yovany Londoño
VECTORIALES
09/10/2015
31
•UN NUMERO OSEA SU MAGNITUD
MAGNITUDES
ESCALARES
•UNA UNIDAD DE MEDIDA
•SU MAGNITUD
MAGNITUDES
VECTORIALES
•SU DIRECCION QUE ES UN ANGULO.
•SU SENTIDO
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
32




Las magnitudes físicas con las que trataremos en el curso pueden ser
escalares o vectoriales. Las magnitudes físicas escalares quedan
completamente definidas mediante un número y sus respectivas
unidades de medida, por ejemplo la densidad del agua de 1 gr/cm3 o
la temperatura del aire de 20º C, son un escalar.
Para las magnitudes físicas vectoriales debe especificarse su
magnitud (un número con sus unidades), su dirección (un número
que puede ser un ángulo si el espacio es bi o tridimensional) y su
sentido (que indica hacia adonde se dirige o apunta el vector), por
ejemplo una velocidad de 80 km/h hacia el noreste.
Un vector se representa gráficamente como un trazo dirigido (flecha)
y se simboliza mediante letras mayúsculas o minúsculas, con una
flecha sobre la letra o escrita en negrita, como V o V r , r o rr , OP o
OP. La longitud de la flecha indica la magnitud relativa del vector, el
punto desde donde se comienza a dibujar el vector se llama punto de
aplicación, la dirección se mide desde algún eje de referencia,
generalmente horizontal, el sentido esta dado por la punta de la
flecha y la recta sobre la cual se ubica el vector se llama línea de
acción.
En la siguiente figura, el vector A tiene magnitud A, su punto de
aplicación es O y su dirección es α grados sobre la horizontal.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
33
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
34
Se representa como un
segmento orientado, con una
dirección, dibujado de forma
similar a una "flecha". Su
longitud
representa
la
magnitud o el módulo del
vector y la "punta de flecha"
indica su dirección.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
35

Las magnitudes vectoriales se representan en
los textos impresos por letras en negrita,
para diferenciarlas de las magnitudes
escalares que se representan en cursiva. En
los textos manuscritos, las magnitudes
vectoriales se representan colocando una
flecha sobre la letra que designa su módulo
(el cual es un escalar).
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
36
TEXTOS
IMPRESOS
TEXTOS
MANUSCRITOS
• Vector A
•Magnitud
|A|
•Vector A
•Magnitud A
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
37

Cuando convenga, se representan la
magnitud
vectorial
haciendo
referencia al origen y al extremo del
segmento
orientado
que
la
representa geométricamente; así,
se
designan
los
vectores
representados en la siguiente
Figura en la forma , MN resultando
muy útil esta notación para los
vectores
que
representan
el
desplazamiento.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
38

Además de estas convenciones
los
vectores
unitarios
o
versores, cuyo módulo es la
unidad,
se
representan
frecuentemente
con
un
circunflejo
encima,
por
ejemplo . Î,ĵ
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
39
SUMA Y RESTA
MULTIPLICACION
CON ESCALAR
MULTIPLICACION
ESCALAR
Elaboró: Yovany Londoño
MULTIPLICACION
VECTORIAL
09/10/2015
40
METODOS
GEOMETRICOS
SUMA Y RESTA DE
VECTORES
METODO
ANALITICO
Elaboró: Yovany Londoño
METODO DEL
POLIGONO
METODO DEL
PARALELOGRAMO
POR
COMPONENTES
09/10/2015
41
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
42

Las componentes vectoriales de un vector son
aquellas que sumadas dan como resultado el
vector original. Las componentes vectoriales
de un vector en el espacio se calculan a lo
largo de un conjunto de 3 líneas mutuamente
perpendiculares que se cortan en un mismo
punto, es decir en líneas paralelas a los ejes de
un sistema de coordenadas cartesiano.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
43

Un vector en el espacio se puede
expresar como una combinación lineal
de tres vectores unitarios o versores
perpendiculares
entre
sí
que
constituyen una base vectorial.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
44
En coordenadas cartesianas, los
vectores unitarios se representan
por , , , paralelos a los ejes de
coordenadas x, y, z positivos. Las
componentes del vector en una
base vectorial predeterminada
pueden
escribirse
entre
paréntesis
y separadas con
comas:
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
45
Pueden
escribirse entre
paréntesis y
separadas con
comas
Expresarse como
una combinación de
los vectores
unitarios definidos
en la base vectorial
•a=(ax, ay, az)
• a= axî+ayĵ+azk
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
46
Dado 2 vectores libres
El resultado se puede expresar asi:
Ordenando las componentes
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
47

Es una rama de la física. Su objetivo es
describir (con la cinemática) y explicar (con la
dinámica) el movimiento de los cuerpos.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
48
CINEMÁTICA
DINÁMICA
MECÁNICA
DESCRIBE
EXPLICA
EL CAMBIO DE ESTADO EN LOS MOVIMIENTOS DE LOS
CUERPOS
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
49
 Describe
el movimiento de
los cuerpos sin preocuparse
de las causas que lo
producen.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
50
 Describe
los estados de
movimiento de los cuerpos
considerando las causas que
lo hacen cambiar y estas
causas son las fuerzas.
Elaboró: Yovany Londoño
09/10/2015
51
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LOS COMPONENTES DE FISICA