DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

Diagramas de Cuerpo Libre

Un diagrama de cuerpo libre o diagrama de cuerpo aislado debe mostrar todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo. Es fundamental que el diagrama de cuerpo libre esté correcto antes de aplicar la Segunda ley de Newton,  F_ext = ma
En estos diagramas, se escoge un objeto o cuerpo y se aisla, reemplazando las cuerdas, superficies u otros elementos por fuerzas representadas por flechas que indican sus respectivas direcciones. Por supuesto, también debe representarse la fuerza de gravedad y las fuerzas de friccion. Si intervienen varios cuerpos, se hace un diagrama de cada uno de ellos, por separado.



BIBLIOGRAFIA=
ENCICLOPEDIA LAROUSSE
PAG. 18

CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

Tiro vertical y caída libre

Estos movimientos se resuelven con las mismas ecuaciones de MRUV, tomando como aceleración la de la gravedad de la tierra, que en vez de "a" la llamamos "g". También es un valor vectorial y su módulo es:



Su signo depende de como ubiquemos el sistema de referencia. Si el sistema lo ponemos creciente desde la tierra hacia arriba entonces g tiene signo negativo.

Debido a que trabajamos con sistemas coordenados, utilizamos la misma fórmula para el tiro vertical que para la caída libre (que además son las mismas formulas que utilizamos para todo MRUV). Tomamos positiva la aceleración cuando la velocidad aumenta en el sentido que crece el sistema de referencia y negativa en el otro caso.

Tiro Vertical

El tiro vertical corresponde al movimiento en el cual se lanza un objeto en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial.

Caída Libre

La caída libre corresponde al movimiento en dónde se deja caer un objeto desde arriba. El siguiente gráfico corresponde a la velocidad durante la caída libre, poniendo un sistema de coordenadas con el origen en el piso y dirigido hacia arriba, es decir la velocidad tiene signo negativo.

Con esta disposición, la aceleración también tiene signo negativo. En el gráfico consideramos velocidad inicial nula. Si realizamos un ejercicio completo de tiro vertical y caída libre, hay que tener en cuenta que en el tiro vertical sí tenemos velocidad inicial, pero la caída libre es otro movimiento que comienza justamente cuando esa velocidad es cero. De todas formas la caída libre también puede tener velocidad inicial en otros casos.

Características del tiro vertical y la caída libre

En ambos casos se toman en cuenta las velocidades iniciales y las distancias, pero no intervienen el peso o la masa para calcular la altura o el tiempo.

Debería importar la forma de los objetos con el fin de calcular el rozamiento con el aire (que ejerce una fuerza), pero no lo consideramos en estos ejercicios.

Para el tiro vertical, si utilizamos un sistema de referencia dirigido hacia arriba, la aceleración tiene signo negativo y velocidad inicial positiva. En la caída libre, con el mismo sistema de referencia, la velocidad es negativa (en aumento) y la aceleración no cambia de signo (con ese sistema seguiría siendo negativa).

BIBLIOGRAFIA=

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SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, también denominado
sistema internacional de medidas, es el sistema de unidades más extensamente usado.
Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecesor y que se ha mejorado,
el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las
que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la
Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas
básicas o fundamentales. En 1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol.


Magnitud física                                       Unidad básica        Símbolo
Longitud ( l )                                               metro                     m
Masa ( m )                                                  kilogramo              kg
Tiempo ( t )                                                 Segundo                s
Intensidad de corriente eléctrica ( I )            amperio                 A
Temperatura ( T )                                         kelvin                   K
Cantidad de sustancia ( n )                            mol                     mol
Intensidad luminosa ( I )                               candela                 cd



UNIDADES MÉTRICAS                                                            UNIDADES NO INTERNACIONALES
1 metro ≡ 10−4 mil                                                                                         1 mil ≡ 104 metros
1 metro ≈ 39.37 pulgadas                                                                         1 pulgada ≡ 0.0254 metros
1 centimetro ≈ 0.3937 pulgada                                                                 1 pulgada ≡ 2.54 centimetros
1 milímetro ≈ 0.03937 pulgada                                                                 1 pulgada ≡ 25.4 millimetros
1 metro ≡ 1×1010 Ångström                                                                    1 Ångström ≡ 1×10-10 metro
1 nanometro ≡ 10 Ångström                                                                     1 Ångström ≡ 100 picometros


                                     Fórmulas de conversión de escalas de temperatura
Conversión de                                a                                              Fórmula
kelvin grados                              Celsius                                    °C = K − 273,15
grados Celsius                            kelvin                                        K = °C + 273,15
grados Fahrenheit                       Celsius                                     °C = (°F − 32) / 1,8
grados Fahrenheit                        kelvin                                        K = (°F + 459,67) / 1,8
grados Celsius                             Fahrenheit                                °F =( °C × 1,8 ) + 32
                                                  1 K = 1 °C y 1 K = 1,8 °F

                                                       Unidades de fotometría del SI
Magnitud          Símbolo                  Unidad del SI           Abrev.                      Notas
Energía
luminosa              Qv                        lumen segundo          lm·s           A veces se usa la unidad talbot
Flujo luminoso      F                         lumen (=cd·sr)            lm
Intensidad
luminosa              Iv                         candela (=lm/sr)          cd              Una Unidad básica del SI
Luminancia          Lv                      candela por metro
                                                       cuadrado cd/m2
Iluminancia          Ev                        lux (= lm/m2)                lx         Usado para medir la incidencia de la luz
                                                                                                       sobre una superficie
Emisión
luminosa             Mv                        lux (= lm/m2)                lx         Usado para medir la luz emitida por una
                                                                                                         superficie
Eficiencia
luminosa                                           lumen por watio          lm·W-1    ratio de flujo luminoso entre flujo
                                                                                                          radiante; el máximo posible es                                      .                                                                                                          683,002



                                                 UNIDADES DERIVADAS DEL SI
Magnitud física        Nombre           Símbolo                  Expresada derivada                 Expresada básica
                           
Frecuencia                hercio                 Hz                                                                               S-1
Fuerza                      newton                N                                                                             m·kg·s-2
Presión                     pascal                 Pa                           N·m-2                                      m-1·kg·s-2
Energía, trabajo         julio                    J                              N·m                                          m2·kg·s-2
Potencia                    vatio                  W                             J·s-1                                         m2·kg·s-3
Carga eléctrica       culombio               C                                                                                     A·s
Potencial eléctrico,
fuerza electromotriz   voltio                  V                             J·C-1                                      m2·kg·s-3·A-1
Resistencia eléctrica  ohmio                  Ω                           V·A-1                                      m2·kg·s-3·A-2 Conductancia eléctrica. siemens            S                            A·V-1                                     m-2·kg-1·s3·A2
Capacitancia eléctrica    faradio             F                            C·V-1                                     m-2·kg-1·s4·A2
Densidad de flujo
magnético, inductividad
magnética                        tesla                T                            V·s·m-2                                  kg·s-2·A-1
Flujo magnético               weber            Wb                          V·s                                        m2·kg·s-2·A-1
Inductancia                       henrio            H                            V·A-1·s                                 m2·kg·s-2·A-2
Ángulo plano                   radián           rad                                                                             m·m-1
Ángulo sólido            estereorradián       sr                                                                             m2·m-2
Flujo luminoso                lumen              lm                             cd·sr
Iluminancia                      lux                  lx                           cd·sr·m-2
Actividad radiactiva      becquerel         Bq                                                                                 s-1
Dosis de radiación
absorbida                        gray              Gy                             J·kg-1                                         m2·s-2
Dosis equivalente          sievert              Sv                             J·kg-1                                         m2·s-2
Actividad catalítica         katal              kat                             mol·s-1
temperatura
termodinámica               celsius             °C                       °C = K − 273.16






BIBLIOGRAFIA=
 ENCICLOPEDIA LARROUSE
PAG 14,15

TIPO DE MAGNITUDES (magnitudes escalar y magnitudes vectorial)

MAGNITUD ESCALAR=

esta magnitud se define utilizando una cantidad numérica y una unidad, por ejemplo: 100kg, 500 newton,2 m3, 100° kelvin, etc.

MAGNITUDES VECTORIALES=

 Denominamos magnitudes vectoriales a aquellas que quedan completamente identificadas dando su módulo, dirección y sentido. Por ejemplo velocidad, aceleración, fuerza.... El módulo de una magnitud vectorial siempre es un número real positivo.

   Para trabajar con magnitudes vectoriales utilizamos vectores. Un vector es un segmento orientado la longitud del cual representa su módulo, y el que la dirección y sentido se pueden determinar tanto matemáticamente como geométricamente.

Para simbolizar magnitudes vectoriales dibujaremos una flecha sobre el símbolo que representa a la magnitud:  (velocidad),   (aceleración)... En general cuando se escribe una magnitud vectorial sin flecha, se está haciendo referencia a su módulo.

   Los vectores se representan gráficamente en un sistema de coordenadas cartesianas, y numéricamente por 2 números (en el plano) y por tres (en el espacio). Estos números se denominan coordenadas cartesianas del vector.

SUMA de VECTORES
Con los vectores podemos realizar una serie de operaciones. Una de ellas es la suma. Podemos realizar la suma de vectores desde dos puntos de vista: matemática y gráfica.

   

SUMA de VECTORES MATEMÁTICA

Para realizar la suma matemática de vectores, lo único que tenemos que hacer es sumar las respectivas componentes de los vectores sumandos, obteniendo así, el vector suma. Veamos un ejemplo:

(3, 2, -5) + (2,1,3) = (3+2, 2+1, -5+3) = (5, 3, -2)

SUMA GRÁFICA de VECTORES
Para realizar la suma gráfica de dos vectores, utilizamos el "método del paralelogramo". Para ello, trazamos en el extremo del vector A, una paralela al vector B y viceversa. Ambas paralelas y los dos vectores, determinan un paralelogramo. La diagonal del paralelogramo, que contiene al punto origen de ambos vectores, determina el vector SUMA. Puedes ver un ejemplo en el gráfico que va a continuación:

Si tenemos que sumar varios vectores, podemos aplicar el método anterior, sumando primero dos y a la suma, añadirle un tercero y así sucesivamente.

BIBLIOGRAFIA=

ENCICLOPEDIA METODICA "LAROUSSE"

Pag. 5 a la pag. 8