“La física y su impacto en la ciencia y la tecnología”

El objeto principal de la física es  el estudio de la naturaleza.

La física es la ciencia que estudia las interacciones entre la  materia y la energía con el fin de encontrar leyes generales. Existen dos tipos de conocimientos como el empírico (basados en nuestras experiencias),sin embargo, cuando éstos conocimientos empíricos no son suficientes para explicar los fenómenos que acontecen a nuestro alrededor, es necesario utilizar procesos mas largos y sistemáticos de investigación ,es decir el conocimiento científico.

Los avances científicos y los procesos tecnológicos han surgido a partir de la necesidad que tiene el hombre de resolver preguntas motivadas fundamentalmente por la curiosidad.la ciencia y la tecnología son campos que crecen continuamente impulsados por nuevas inquietudes ,y problemas por resolver. Con el paso del tiempo los avances tecnológicos y el afán por conocer ,hemos descubierto nuestro lugar en el universo. Hoy sabemos que vivimos en una galaxia que es una mas delas 100mil millones de galaxias qué se estima conforma el universo observable.

www.youtube.com/watch?v=aX7vba06btg
 

El modelo geocéntrico  del universo fue el paradigma dominante desde la antigüedad hasta el renacimiento, etapa en la que se produce una ruptura en la forma de concebir al universo. El nuevo paradigma fue dado a conocer publica mente en el siglo xvi por Nicolás Copérnico, también se creo el heliocentrismo en 1543, en la actualidad el modelo es mas que un método predictivo y que con su método, Galileo cambio para siempre la forma de hacer investigación, al privilegiar la observación y la repetición controlada de los fenómenos.

LAS RAMAS DE LA FISICA Y SU RELACION CON OTRAS CIENCIAS Y TECNICAS

Para estudiar la materia ,la energía y la manera en que interactúan en sus diferentes escalas ,la física se ha especializado en diversos campos, agrupados en tres grandes categorías: física clásica ,física moderna y física aplicada; cada unas de ellas dividiéndose en teórica y experimental.

La física clásica; tuvo su inicio durante el periodo renacentista; su nacimiento se asocia con los trabajos de galileo y newton. Esta física clásica de divide en mecánica .óptica, acústica, termodinámica y el electromagnetismo.  

• La mecanica se encarga de estudiar el movimiento de los objetos .

• La  optica estudia la manera enque enque la luz se comporta e interactua con la materia.

• La acustica estudia los fenomenos relacionados conel sonido.

• La termodinamica estudia el comportamiento de los campos electromagneticos;su estudio incluye tanto fenomenos electricos como magneticos.

• El electromagnetismos estudia el comportamiento de los campos electromagneticos; su estudio incluye tanto fenomenos electricos como magneticos. 

 Tambien existe la fisica moderna que surgio a principios del siglo xx, con el desarrollo de la teoria cuantica de Max Planck y la teoria de la relatividad de Albert Einstein.gran parte de la fisica moderna esta conformada a partir de la de la fisica clasica, pero es mas precisa incorporando las teorias cuanticas y relativas. Entre las ramas tenemos la mecanica cuantica, mecanica relativa,termodinamica cuantica y elctrodinamica cuantica.

LOS METODOS DE INVESTIGACION Y SU RELEVANCIA EN EL DESARROLLODE LA CIENCIA 

www.youtube.com/watch?v=SRW5ODmVdSI

En relación con el movimiento de los objetos que caen cerca de la superficie terrestre, Aristóteles  pensaba que¨ los objetos más pesados caen más aprisa que los ligero¨, pues el peso era un factor que influía en la velocidad de caída del objeto y que la tasa de caída se incrementaba proporcionalmente con el peso del objeto.

Los antiguos griegos sistematizaron la lógica de tal manera que a partir de afirmaciones previas –llamadas proposiciones o premisas –se consiguiera una conclusión valida. Aunque con esta forma de pensar obtuvieron grandes logros en aritmética y geometría.

Permeados por este tipo de planteamiento, los así llamados ¨filósofos naturales¨ o  ¨naturistas¨ del primer periodo de apogeo del pensamiento griego (tales, pitagoras, democrito, hipocrates, entre otros).se privilegiaba un método deductivo como medio para la búsqueda de conocimientos, sin pensar siquiera en dar alguna prueba e la valides de los puntos de vista.

La ley que tuvo mucha influencia en los principios de la mecánica fue la de  newton con la ley de gravitación universal.

Las herramientas de la física:

La física es una ciencia experimental que tiene como propósito descubrir las leyes fundamentales del universo a partir del estudio cuantitativo de los fenómenos naturales. Actualmente, en física el trabajo científico se orienta a la proporción de modelos matemáticos y a la actividad experimental como medio de investigación, físicos usan diferentes auxiliares, que podemos llamar herramientas.

Una herramienta fundamental es el pensamiento que permite observar, razonar y relacionar. También  se usan los sentidos y los instrumentos.

En la física, las graficas y sus ecuaciones matemáticas asociadas son herramientas importantes para modelar fenómenos y para hacer predicciones.

Magnitudes físicas y su medición:

Magnitudes fundamentales y derivadas:

La física explica los fenómenos que aun no son comprendidos a partir de modelos de la realidad que correspondan con resultados experimentales.

Se denomina magnitud física (cantidad o variable física) a cualquier concepto físico que puede ser cuantificado y, por lo tanto es susceptible de aumentar o disminuir. Las magnitudes físicas pueden clasificarse en magnitudes fundamentales y magnitudes derivas. Las magnitudes fundamentales son llamadas así por que a partir de ellas es posible definir (mediante leyes o formulas matemáticas) ala derivadas. Son 7 las magnitudes físicas fundamentales que, por acuerdo internacional se usan para expresar los resultados de las mediciones de los distintos fenómenos naturales estudiados por la física:

·         Longitud

·         Masa

·         Tiempo

·         Intensidad de corriente eléctrica

·         Temperatura

·         Cantidad de sustancia

·         Intensidad luminosa

Medida directa e indirecta de magnitudes

Para medir algo se realizan 2 acciones separadas: el establecimiento de un patrón, o unidad y una comparación entre la unidad y la magnitud física a ser medida. Llamamos medición al proceso de asignar un número a una magnitud física como resultado de comparar las veces que cabe esta propiedad en otra similar tomada como patrón y adaptada como unidad.

La comparación inmediata de objetos corresponde alas llamadas medidas directas. También existen otra clase de medidas en las que la comparación se efectúa entre magnitudes que, aun cuando están relacionadas con lo que se desea medir son de naturaleza distinta.- estas son las medidas indirectas. A través de ondas ultrasónicas (como las que emiten los delfines o los murciélagos también es posible llevar acabo medidas indirectas.

Sistemas de medida

Antiguamente, cada pueblo utilizaba un patrón diferente para realizar sus mediciones, por lo que, aunque utilizaban la misma unidad como base para la medición, no resulta fácil comparar valores. Por ejemplo, las unidades de longitud comúnmente utilizadas por los antiguos griegos era el ¨codo¨, los egipcios y los romanos utilizaban el ¨codo patrón¨ o ¨el pie patrón y eran del gobernador en turno por eso cada que cambiaban de gobernador había  dificultades con las medidas. Fue hasta 1799 que el ¨sistema métrico decimal fue legalmente adoptado en Francia, hacia el final de la revolución francesa.

Unidades fundamentales y derivadas en el sistema internacional

El sistema internacional de medidas (si) define las unidades fundamentales necesarias para expresar las medidas en todos los niveles de precisión y en todas las áreas de la ciencia, la tecnología y el entorno humano. En el si hay dos clases de unidades:

· Unidades fundamentales, son aquellas que para definirse necesitan de un patrón estandarizado e invariable.

· Unidades derivadas, son aquellas que se define por medio de relaciones matemáticas a partir de las unidades fundamentales y se utilizan para medir magnitudes derivadas.

ventajas y limitaciones del si

Fue un exito la implementacion del sistema internacional de unidades y esto se debe sobre todo alas ventajas que este sistema presenta por encima de otros,como el tecnico o el ingles.

• Unicidad:existe una sola unaunidad para cada fisica.

• Regularicion y actualizacion permanente: incorpora las nuevas unidades que va requiriendo el avancede la ciencia y tecnologia.

• Coherencia: evita interpretaciones erroneas, pues al estar definidas en terminos de algun fenomeno natural.

• Relacion decimal entre multiplos y submultiplos:base 10 es conveniente para la convercion de unidades y el uso de prefijos facilitan la comunicacion oral y escrita.

El kilogramo es una unidad de masa, no de peso. Sin embargo muchos aparatos utilizados para medir pesos (basculas dinamometros, por ejemplo), tienen sus escalas graduadas en kilometros, pero en realidad son kiligramos- fuerza. Un kilogramo-fuerza es el peso de la superficie de la tierra de un objeto de un kg de masa lo que equivale a 9.8 nw

¿PARA QUE ME SIRVE LO QUE APRENDI?

Diferencia entre peso y masa

En fisica se establece la diferencia entre dos magnitudes físicas: El peso y La masa. Si atendemos a la tabla de unidades derivadas con nombres propios, nos podemos dar cuenta de que la unidad de peso (que es una fuerza) en el si es el Newton, mientras que en los kg son las unidades con la cuales se mide la masa; por consiguiente en física masa y peso son conceptos diferentes.

NOTACION CIENTIFICA Y PREFIJOS

Emplear estos números no es muy conveniente, pues tienen muchas cifras, para evitar estos errores en los calculos cuando se manejas estas cantidades, los científicos utilizan una forma abreviada basada en potencia de 10 que recibe el nombre de notación científica. Por ejemplo: multiplicando 10 por sí mismo un número de veces encontramos:

10 x 10= 100= 10²

10 x 10 x 10= 1000= 10³

10 x 10 x10 x 10= 10000= 10⁴

10 x 10 x 10 x 10 x 10= 100000= 10⁵

El número de veces que 10 es multiplicado por si mismo aparece en el resultado como un superíndice de 10 (llamado el exponente de 10 o la potencia a la cual 10 es elevado). La notación científica facilita muchos tipos de calculos numéricos. Es especialmente útil cuando las operaciones se efectuan entre números muy grandes o muy pequeños.

INTERPRETACION Y REPRESENTACION DE MAGNITUDES FISICAS EN FORMA GRAFICA

Desde el punto de vista de la ciencia, el universo físico esta conformado por todo aquello que puede medirse, por lo que es común decir que la física es una ciencia cuantitativa, una ciencia de mediciones y experimentos. La física interpreta los resultados de las mediciones de los fenómenos estudiados a partir de la búsqueda de correlaciones experimentales.

En un experimento suele variarse una magnitud (variable independiente) con la finalidad de observar el efecto que se produce sobre otra (variable dependiente); para decidir si exsite una relacion entra ambas puede recurirse a la graficacion.

En un sistema de coordenadas los datos correspondientes a la variable independiente se grafican en el eje orizontal o eje de las abscisas :el eje x. los datos correspondientes a la variable dependiente se grafican en el eje vertical o eje de la ordenadas: el eje y.

TRATAMIENTOS DE ERRORES EXPERIMENTALES                           

Cuando medimos una magnitud fisica, los resultados que se obtienenson numeros que por diversas causas presentan errores y, por lo tanto, no son exactos; son numeros aproximados. Debido a que los errores no pueden eliminarse totalmente, lo importante en el proceso de medicion es encontrar tanto el numero aproximado como la estimacion del error que se comete al realizar las mediciones.

Los errores se clasifican en dos y son el error sistematico y aleatorios : El sistematico se debe a causas que pueden ser controladas o eliminadas :Siempre afectan la medida de la misma forma y en las mismas magnitudes.

Los errores aleatorios tambien son llamados estocasticos, fortuitos azarosos; son productos del azar o de causa que no podemos controlar.

MAGNITUDES VECTORIALES Y ESCALARES

Las magnitudes se pueden clasificar en ; magnitudes escalares y magnitudes vectoriales. por su parte, las magnitudes fisicas son herramiestas construidas y aceptadas por los cientificos que se utiliza para plantear, modelar y solucionar problemas. Las distintas magnitudes fisicas se dividen en magnitudes fisicas escalares y magnitudes fisicas vectoriales.

REPRESENTACIONES GRAFICAS DE MAGNITUDES FISICAS VECTORIALES

Las magnitudes vectoriales pueden ser representadas de diversas maneras que son equivalentes entre si. Por ejemplo: el resultado de moverse 100mts hacia el norte a partir de un punto dado, es equivalente a moverse de la posición (0 m, 0m) a la posición (0m, 100m); también podriamos representar este desplazamiento mediante una flecha de tamaño 100mts apuntando al norte (o mejor mediante una flecha a escala conveniente). Podemos diferenciar basicamente dos tipos de representación para los vectores: Representación gráfica y Representación analítica, ambas representaciones son importantes y, debido a que son equivalentes, estan intimamente relacionadas.

La Representación analítica se refiere a representación de vectores meidante números que nos indiquen las propiedades de los vectores.

La Representación gráfica. Un vector queda especificado dibujando una flecha de tamaño V (o una escala de magnitud V) con la punta en el sentido adecuado.

EQUIVALENCIA ENTRE LAS REPRESENTACIONES

Dependiendo del problema tendremos informacion que permita establecer la representación de un vector en un sistema de coordenadas. La equivalencia entre las representaciones es sencilla y se lleva acabo utilizando conocimientos que ya tenemos: "El teorema de pitágoras"; o el "plano cartesiano" y las "funciones trigonometricas". Las representación en coordenadas cartesianas a partir de las polares requiere que conosciendo la magnitud de V y el ángulo A, encontremos las coordenadas ( VX, VY) en el plano cartesiano. Como puedes observar corresponde presisamente a los catetos del triangulo de la figura. Para obtenerlos observamos que las representaciones de un vector en coordenadas polares también nos proporcionan de manera natural un triángulo rectángulo con hipotenusa y uno de sus ángulos A.

www.youtube.com/watch?v=czzj2C4wdxY&feature=fvst

METODO DEL PARALELOGRAMO

En sistemas de vectores concurrentes transformados únicamente por dos vectores la resultante puede obtenerse graficamente sumando los vectores mediante el método del paralelogramo.

Para mayor informacion consulta el sig. video

                                                                                                                                                                                                                    www.youtube.com/watch?v=NFn4Go_ZpU0

Movimiento en dos dimensiones

www.youtube.com/watch?v=mBAaaxT6U6A

En este bloque aprenderemos los conceptos básicos del movimiento, porqué todo objeto que vemos a nuestro alrededor se encuentra en constante movimiento lo cual muchas veces no lo percibimos. Muchos científicos hicieron estudios sobre el movimiento uno de los científicos que fue destacado en este estudio fue Aristóteles que dividió el movimiento en dos tipos que fue el natural (que es cuando se cae un objeto) y el forzado (es cuando empujamos o arrojamos un objeto). En los tiempos antiguos se pensaba que los objetos pesados caían mas rápido  que los ligeros y fue asta el siglo XVII que Galileo Galilei demostró con mediciones como es que caen y se mueven los objetos bajo la acción de una fuerza .a partir de las investigaciones de galileo, Isaac newton realizo un estudio mas detallado del movimiento, además los efectos y las causas que los originaba en su tratado principios de la mecánica.

L a distancia es la longitud del camino recorrido por un objeto y que puede cambiar de dirección y/o sentido, y puede medirse en centímetros, metros, kilómetros etc.

El desplazamiento es el cambio de posición representado por un vector que se traza desde el punto de inicio hasta el punto final. El desplazamiento se expresa en las mismas unidades que la distancia pero además, debe anotarse su dirección y sentido.

La rapidez es una cantidad escalar y esta dada por la trayectoria recorrida en un tiempo determinado

La rapidez media es la distancia total recorrida por el objeto, entre el tiempo total empleado para recorrerla.

Cuando el objeto se desplaza en un solo sentido y en línea recta, las magnitudes de la rapidez y la velocidad son iguales, de forma similar ala distancia y el desplazamiento.

 La velocidad es una cantidad vectorial dada por el desplazamiento de un cuerpo por unidad de tiempo

La  aceleración es el cambio de velocidad por unidad de tiempo representada por la formula

Sistemas de referencia absoluto y relativo

 Para conocer si un objeto se encuentra en reposo o en algún tipo de movimiento , determinamos si cambia de posición respecto a un punto de referencia llamado también origen de coordenadas ,que puede ser absoluto si ese punto de referencia no se mueve , o relativo si también se encuentra en movimiento respecto a otros sistemas de referencia . En nuestra vida cotidiana consideremos como punto de referencia absoluto la tierra; aunque sabemos que se mueve pareciera que no es así.

Los movimientos se pueden representar en una o mas dimensiones. Por ejemplo en un movimiento de una dimensión se encuentra en una carrera de 100m planos. al caminar en una calle recta , cuando se cae vertical mente un objeto ,etc. es decir este ocurre en una sola línea  dimensional ala que en ocasiones representamos en un eje de movimiento ,por lo general llamado “X” o de las abscisas cuando se realiza en forma horizontal , o en el eje “Y” o de las ordenadas cuando se efectúa en forma vertical

MOVIMIENTO RECTILINIO UNIFORME

Se presenta cuando los objetos que se mueven en un tramo recto determinado alcanza una aceleración de cero; es decir, mantiene una velocidad constante en la que recorren distancias iguales en tiempos iguale. En estos casos la magnitud de la velocidad es igual a la de su rapidez. Algunos problemas en los que el movimiento tiene ciertos cambios de velocidad se pueden resolver con la velocidad promedio, si la aceleración es cero.

Donde: Xi es la posición inicial del móvil respecto a un punto de referencia.

              Xf es la posición final del móvil respecto a un punto de referencia

               Ti es el tiempo en el cual se mantiene la posición inicial

              Tf es el tiempo en el cual se mantiene la posición final

MOVIMIENTOS RECTILINEO UNIFORME MENTE ACELERADO

En este tipo de movimiento se presenta un cambio uniforme en la velocidad del móvil. Es decir, tiene una aceleración que como cantidad vectorial es positiva cuando la velocidad aumenta en la dirección y sentido del movimiento, o negativa, cuando el objeto disminuye su velocidad .y se utilizara la formula siguiente.

www.youtube.com/watch?v=J8JnASUFv2E

Caída libre y tiro vertical

www.youtube.com/watch?v=kmjS60aaBjU&feature=fvst

Este tipo de movimiento es común cuando los objetos se lanzan de forma vertical hacia arriba o abajo y se le llama caída libre. Fue Galileo Galilei quien dedujo que todos los objetos caen con la misma aceleración hacia el centro de la tierra , sin importar su masa en condiciones de vacio

la aceleración de la gravedad terrestre esta dirigida hacia el centro del planeta ,por lo que de forma vectorial se expresa negativo en el eje “Y” . la ecuación para resolver problemas de tiro vertical y caída libre tienen formula similares alas del movimiento horizontal ,solo que cambiamos al eje de referencia de Y considerando el valor de la aceleración constante de a= -g y se obtiene unas formulas nuevas .

Movimiento en dos dimensiones

El movimiento en dos dimensiones se representa en un plano horizontal o inclinado.

Tiros parabólicos horizontal y oblicuo

el tiro parabólico también es conocido como movimiento de proyectiles en el que los objetos solo son acelerados por la gravedad , entre los movimientos parabólicos se encuentra el horizontal , el cual se presenta cuando un objeto es lanzado con un ángulo de 90° respecto al eje de la aceleración gravitatoria , o que mide 0°

www.youtube.com/watch?v=_HgZOzo81Qk&feature=related

ESTADOS DE LA MATERIA

NOMBRE; ROSARIO SANCHEZ TORRES

    MATERIA ; FISICA 2

 GRUPO ; 4"I"

ESCUELA ; ESBAO

PROFE ; LUIS ENRIQUE FIERRO JIMENES 

ESTADOS DE LA MATERIA

www.youtube.com/watch?v=IBZLS6Kdyfk

La materia se presenta en tres estados o formas de agregación: solido liquido y gaseoso Dadas las condiciones existentes en la superficie terrestre, sólo algunas sustancias pueden hallarse de modo natural en los tres estados, tal es el caso del agua.                                     

La mayoría de sustancias se presentan en un estado concreto. Así, los metales o las sustancias que constituyen los minerales se encuentran en estado sólido y el oxígeno o el CO₂ en estado gaseoso:

•  Los sólidos: Tienen forma y volumen constantes. Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.

•   Los líquidos: No tienen forma fija pero sí volumen. La variabilidad de forma y el presentar unas propiedades muy específicas son características de los líquidos.

•   Los gases: No tienen forma ni volumen fijos. En ellos es muy característica la gran variación de volumen que experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión                                       

En física se observa que, para cualquier sustancia o elemento material, modificando sus condiciones de temperatura o presión pueden obtenerse distintos estados o fases, denominados estados de agregación de la materia, en relación con las fuerzas de unión de las partículas.

Todos los estados de agregación poseen propiedades y características diferentes, los más conocidos y observables cotidianamente son cinco, las llamadas fases solida  liquida  gaseosa, plasmática y condensado de dose Einstein.

www.youtube.com/watch?v=JGQKLWLAMOQ

ESTADO SOLIDO

Los objetos en estado sólido se presentan como cuerpos de forma definida; sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras estrechas definidas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión. En los sólidos cristalinos,  la presencia de espacios intermoleculares pequeños da paso a la intervención de las fuerzas de enlace, que ubican a las celdillas en formas geométricas. En los amorfos o vítreos por el contrario, las partículas que los constituyen carecen de una estructura ordenada.

Las sustancias en estado sólido suelen presentar algunas de las siguientes características:

·         Cohesión elevada.                                                                                                                 

·         Forma definida.

·          Incomprensibilidad.

·         Resistencia a la fragmentación.

·         Fluidez muy baja o nula.                                                          

·         Algunos de ellos se subliman                                                    

ESTADO LIQUIDO

Si se incrementa la temperatura, el sólido va perdiendo forma hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. En este caso, aún existe cierta unión entre los átomos del cuerpo, aunque mucho menos intensa que en los sólidos            

El estado líquido presenta las siguientes características:

       Cohesión menor.

       Movimiento energía cinética.

       No poseen forma definida.

       Toma la forma de la superficie o el recipiente que lo contiene.

       En el frío se contrae (exceptuando el agua).

       Posee fluidez a través de pequeños orificios.

       Puede presentar difusión.

       Volumen constante                                           

ESTADO GASEOSO

Incrementando aún más la temperatura, se alcanza el estado gaseoso. Las moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Ø  Cohesión casi nula.

Ø  No tienen forma definida.

Ø  Su volumen es variable.

ESTADO PLASMATICO

El plasma es un gas ionizado, es decir que los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por aniones y cationes (iones con carga negativa y positiva, respectivamente), separados entre sí y libres, por eso es un excelente conductor. Un ejemplo muy claro es el sol.

A diferencia de los gases fríos (por ejemplo, el aire a temperatura ambiente), los plasmas conducen la electricidad y son fuertemente influidos por los campos magnéticos. Un ejemplo  de este estado es una lámpara fluorescente contiene plasma (su componente principal es vapor de mercurio) que calienta y agita la electricidad, mediante la línea de fuerza a la que está conectada la lámpara. La línea, positivo eléctricamente un extremo y negativo, causa que los iones positivos se aceleren hacia el extremo negativo, y que los electrones negativos vayan hacia el extremo positivo. Las partículas aceleradas ganan energía, colisionan con los átomos, expulsan electrones adicionales y mantienen el plasma.

www.youtube.com/watch?v=mGGz7aYFBJo

LIQUIDOS EN REPOSO 

El líquido es un estado de agregacionde la materia en forma de fluidoaltamente incomprensible (lo que significa que su volumen es, muy aproximadamente, constante en un rango grande de presión).

Ejemplos de los liquidos en reposo

1-Viscosidad (Resistencia de un líquido a fluir),
2- Tensión Superficial (Fuerza de atracción entre la moléculas de un líquido que permite se forme una finísima membrana plástica en la superficie de un líquido),
3 - Cohesión (Fuerza que mantiene unidad entre moléculas de una misma sustancia),
4 -Adherencia (Fuerza de atracción entre moléculas de sustancias diferentes),
5 - Capilaridad (Fenómeno que se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si se encuentran en recipientes tan delgados como el cabello, de ahí su nombre capilaridad).

HIDROSTATICA

La hidrostática: Es una rama de la mecánica de fluidos que estudia los líquidos en estado de reposo; es decir; sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.

La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área  o superficie (A) de la siguiente forma: P=F/A.

La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:

P = P_o + ρgy

Siendo:

P: presión

P_o: presión superficial

ρ: densidad del fluido

g: intensidad gravitatoria de la Tierra

y: altura neta

www.youtube.com/watch?v=hpMPk_-05XI

PROPIEDADES DE LOS LIQUIDOS

Viscosidad

Los líquidos se caracterizan porque las fuerzas internas en un líquido no dependen de la deformación total, aunque usual sí dependen de la velocidad de deformación, esto es lo que diferencia a los sólidos deformables de los líquidos. Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir llamada viscosidad (que también está presente en los sólidos viscoelásticos). Eso significa que en la práctica para mantener la velocidad en un líquido es necesario aplicar una fuerza o presión, y si dicha fuerza cesa el movimiento del fluido cesa eventualmente tras un tiempo finito.

La viscosidad de un líquido crece al aumentar su masa molar y disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad también está relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en los aceites  pesados. Es una propiedad característica de todo fluido (líquidos o gases).

La viscosidad de un líquido se determina por medio de un viscosímetro entre los cuales el más utilizado es el de Ostwald.^[2] Este se utiliza para determinar viscosidad relativas, es decir, que conociendo la viscosidad de un líquido patrón, generalmente agua, se obtiene la viscosidad del líquido problema a partir de la ecuación:

Fluidez

La fluidez es una característica de los líquidos y/o gases que les confiere la habilidad de poder pasar por cualquier orificio o agujero por más pequeño que sea, siempre que esté a un mismo o inferior nivel del recipiente en el que se encuentren (el líquido ), a diferencia del restante estado de agregación conocido como sólido.

Presión de vapor

Presión de un vapor en equilibrio con su forma líquida, la llamada presión de vapor, sólo depende de la temperatura; su valor a una temperatura dada es una propiedad característica de todos los líquidos.

También lo son el punto de ebullición, el punto de solidificación y el calor de vaporización (esencialmente, el calor necesario para transformar en vapor una determinada cantidad de líquido).

En ciertas condiciones, un líquido puede calentarse por encima de su punto de ebullición; los líquidos en ese estado se denominan supercalentados. También es posible enfriar un líquido por debajo de su punto de congelación y entonces se denomina líquido superenfriado.

Otras propiedades

Los líquidos no tienen forma fija pero sí volumen. Tienen variabilidad de forma y características muy particulares que son:

1. Cohesió: fuerza de atracción entre moléculas iguales

2. Adhesión: fuerza de atracción entre moléculas diferentes.

3. Tensión superficial : fuerza que se manifiesta en la superficie de un líquido, por medio de la cual la capa exterior del líquido tiende a contener el volumen de este dentro de una mínima superficie.

4. Capilaridad: facilidad que tienen los líquidos para subir por tubos de diámetros pequeñísimos (capilares) donde la fuerza de cohesión es superada por la fuerza de adhesión.

www.youtube.com/watch?v=ooiGdlfp-m4

DENSIDAD Y PESO ESPESIFICO

El peso específico y la densidad son evidentemente magnitudes distintas como se ha podido comparar a través de las deficiniones que se dieron en la parte de arriba, pero entre ellas hay una íntima relación, que se va a describir a continuación.

Se recordará que el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la gravedad:

P= m . g

Pues bien, sustituyendo esta expresión en la definición del peso específico y recordando que la densidad es la razon m/V, queda:

Pe= p/v= m.g /V = m/V . g = d.g

El peso específico de una sustancia es igual a su densidad por la aceleración de la gravedad.

Como hemos mencionado las unidades, la unidad clásica de densidad (g/cm3) tiene la ventaja de ser un número pequeño y fácil de utilizar.

Lo mismo puede decirse del kp/cm3 como unidad de peso específico, con la ventaja de que numéricamente, coinciden la densidad expresada en g/cm3 con el peso específico expresado en kp/dm3.

www.youtube.com/watch?v=qO2H1AmvvMg

PRESION Y PRESION HIDROSTATICA

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza  perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura del líquido por encima del punto en que se mida.

Se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del SI,

• es la presión hidrostática (en pascales );

• es la densidad del líquido (en kilogramos partido metro cúbico );

• es la aceleración de la gravedad (en metros partido segundo al cuadrado);

• es la altura del fluido (en metros). Un líquido en equilibrio ejerce fuerzas perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior

PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.

www.youtube.com/watch?v=Dcy5UBSE

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza^[1] recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons(en el SIU). El principio de Arquímedes se formula así:

o bien

www.youtube.com/watch?v=SNlkow9kpwg

LIQUIDOS EN MOVIMIENTO

La mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos, rama de la física a su vez, que estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas que los provocan.^[1] La característica fundamental que define a los fluidoses su incapacidad para resistiresfuerzos cortantes(lo que provoca que carezcan de forma definida). También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo

www.youtube.com/watch?v=933Eu09ZOgQ&feature=endscreen&NR=1

FLUJO Y GASTO

ECUACION DE CONTINUIDAD

En física  una ecuación de continuidad expresa una ley de conservación de forma matemática, ya sea de forma integral como de forma diferencial .

En teoría electromagnética, la ecuación de continuidad viene derivada de dos de las ecuaciones de Maxwell. Establece que la divergencia de la densidad de corriente es igual al negativo de la derivada de la densidad de carga respecto del tiempo:

www.youtube.com/watch?v=RfXwjZz7yus

PRINCIPIO DE BERNOULLI

El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad  ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

1. Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
2. Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
3. Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee

www.youtube.com/watch?v=9uJ_KNtKRZ8

PRINCIPIO DE TORRICELLI

El teorema de Torricelli es una aplicación del principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido  contenido en un recipiente, a través de un pequeño orificio, bajo la acción de la gravedad. A partir del teorema de Torricelli se puede calcular el caudal de salida de un líquido por un orificio. "La velocidad de un líquido en una vasija abierta, por un orificio, es la que tendría un cuerpo cualquiera, cayendo libremente en el vacío desde el nivel del líquido hasta el centro de gravedad del orificio":

www.youtube.com/watch?v=P6SBECp-dTA

CALOR Y TEMPERATURA

La temperatura es la medida de la energía térmica de una sustancia. Se mide con un termómetro. Las escalas más empleadas para medir esta magnitud son la Escala Celsius (o centígrada) y la Escala Kelvin. 1ºC es lo mismo que 1 K, la única diferencia es que el 0 en la escala Kelvin está a - 273 ºC.

El calor es la transferencia de energía desde un cuerpo que se encuentra a mayor temperatura hasta otro de menor temperatura. Cuando ambos cuerpos igualan sus temperaturas se detiene la transmisión de energía

www.youtube.com/watch?v=S-nxt8qsGlY

 TEMPERATURA

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente  tibio o frío  que puede ser medida con un termómetro . En física, se define como una magnitud escalar  relacionada con la energía interna  de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones.

GENERALIDADES SOBRE TEMPERATURAS

www.youtube.com/watch?v=BeKPAy13kMk 

EQUILIBRIO TERMICO

El concepto de equilibrio térmico puede extenderse para hablar de un sistema o cuerpo en equilibrio térmico. Cuando dos porciones cuales sean de un sistema se encuentran en equilibrio térmico se dice que el sistema mismo está en equilibrio térmico o que es térmicamente homogéneo.

 www.youtube.com/watch?v=q5uqhh-RohI

ESCALAS TERMODINAMICAS

La termodinámica ofrece un aparato formal aplicable únicamente a estados de equilibrio,^[7] definidos como aquel estado hacia «el que todo sistema tiende a evolucionar y caracterizado porque en el mismo ttermodinámicas-, se definen de tal modo que podría decirse que un sistema está en equilibrio si sus propiedades pueden ser descritas consistentemente empleando la teoría termodinámica.^[odas las propiedades del sistema quedan determinadas por factores intrínsecos y no por influencias externas previamente aplicadas». Tales estados terminales de equilibrio son, por definición, independientes del tiempo, y todo el aparato formal de la termodinámica -todas las leyes y variables

 www.youtube.com/watch?v=M40_ixfaq5g

ESCALA FAHRENHEIT

El grado Fahrenheit (representado como °F) es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheiten 1724.  La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente. El método de definición es similar al utilizado para el grado Celsius (°C).

"Colocando el termómetro en una mezcla de sal de amonio o agua salada, hielo y agua, encontré un punto sobre la escala al cual llamé cero. Un segundo punto lo obtuve de la misma manera, si la mezcla se usa sin sal. Entonces denoté este punto como 30. Un tercer punto, designado como 96, fue ob tenido colocando el termómetro en la boca para adquirir el calor del cuerpo humano 

www.youtube.com/watch?v=QrisA5GkZrY

ESCALA CELSIUS

El grado Celsius (símbolo °C) es la unidad termométrica cuya intensidad calórica corresponde a la centésima parte entre el punto de fusión del agua y el punto de su ebullición en la escala que fija el valor de cero grados para el punto de fusión y el de cien para el punto de ebullición.

El grado Celsius pertenece al Sistema Internacional de Unidades, con carácter de unidad accesoria, a diferencia del kelvin que es la unidad básica de temperatura en dicho sistema

www.youtube.com/watch?v=KCaelNDceVk

ESCALA ABSOLUTA

 Las escalas Absolutas, vienen dada por relaciones matematicas y relacines de termodinámica. Sin ningun tipo de alusion a una sustancia en particular.Por eso se llaman absolutas. Sirven a todas las sustancias. Otro detalle es que en las absolutas no existen temperaturas negativas..las cantidades son siempre positivas(por ende absolutas..de nuevo)

TRANSFORMACIONES EN LAS TRES ESCALAS

La temperatura es el nivel de calor en un gas, líquido, o sólido. Tres escalas sirven comúnmente para medir la temperatura. Las escalas de Celsius y de Fahrenheit son las más comunes. La escala deKelvin es primordialmente usada en experimentos científicos.

www.youtube.com/watch?v=BOvEPxVNLaI

DILATACION TERMICA

Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.

www.youtube.com/watch?v=LqtjqXpoM6s

DILATACION DE LOS SOLIDOS

La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales.

www.youtube.com/watch?v=67TW28jO4Yo

DILATACION SUPERFICIAL

Es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo debido a la intervención de un cambio de temperatura.

Este fenómeno se representa con la siguiente fórmula;

ΔA=βAoΔT

www.youtube.com/watch?v=3A9p7_lMr38

DILATACION VOLUMETRICA

 Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo, este fenómeno se ve dado por la siguiente formula;

ΔV=ᵧVoΔT

www.youtube.com/watch?v=fuuzpvPH4gM

DILATACION DE LOS FLUIDOS

En un cuerpo sólido, un trozo de metal por ejemplo, los átomos se encuentran en constante movimiento vibratorio alrededor de sus puntos de equilibrio. Cuando se incrementa la temperatura del cuerpo, aumenta la vibración de los átomos y, por consiguiente, se intensifica también la distancia entre ellos, ocasionando la dilatación del cuerpo.

www.youtube.com/watch?v=GMFefXj6vdo

DILATACION IRREGULAR DEL AGUA

Cuando se tiene un gramo de agua a 0º Centígrados al calentarse en lugar de Dilatarse se contrae entonces alcanza su valormáximo de densidad, y si el calentamiento continua entonces suvolumen aumentara.

www.youtube.com/watch?v=wRWbVsakqes

CONCEPTO Y TRANSMICION DE CALOR

La transferencia de calor es el paso de energia termica  desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Cuando un cuerpo, por ejemplo, un objeto sólido o un fluido, está a una temperatura diferente de la de su entorno u otro cuerpo, la transferencia de energía térmica.

www.youtube.com/watch?v=G86fjtpOFBc

CONCEPTO DE CALOR

El calor está definido como la forma de energia que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas  sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía.

www.youtube.com/watch?v=S-nxt8qsGlY

TRANSMICION DE CALOR

Los modos son los diferentes tipos de procesos de transferencia de calor. Hay tres tipos:

• CONDUCCION: transferencia de calor que se produce a través de un medio estacionario -que puede ser un sólido o un fluido- cuando existe un gradiente de temperatura.

• CONVECCION: transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido en movimiento cuando están a diferentes temperaturas.

• RADIACION: en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas, debido a que todas las superficies con temperatura finita emiten energía en forma de ondas electromagnéticas.

www.youtube.com/watch?v=seZm_-t7Yr0

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