Es importante tener en cuenta que que las practicas que se realizan en el laboratorio de física son aplicaciones directas de los conceptos teóricos basicos que los estudiantes deben tener muy claro para no tener contratiempos y realizar las practias sin afianzar conocimentos, a continuacion se muestran varios conceptos que se necesitan para empezar a realizar los primeros laboratorios de una forma exitosa y agradable.
Gravedad
Del latín gravĭtas, la gravedad es una fuerza física que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos hacia su centro. También se trata de la fuerza de atracción de los cuerpos en razón de su masa. La gravedad está vinculada al peso, que es la fuerza de gravedad que ejerce la masa del planeta sobre todos los objetos que se encuentran dentro de su campo de gravedad. El peso del mismo cuerpo puede variar en distintos planetas si la masa de éstos es diferente a la masa de la Tierra.
El físico, matemático, filósofo e inventor inglés Isaac Newton fue quien propuso la ley de gravitación universal o teoría de la gravedad. Newton afirmó que todo objeto que posee masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, más allá de la distancia existente entre ambos. A mayor masa, mayor fuerza de atracción; por otra parte, a mayor cercanía entre los objetos, mayor fuerza de atracción.
La fuerza de gravedad existe en todo nuestro universo y es una de las fuerzas fundamentales de este.
Rapidez y Velocidad
Rapidez y velocidad son dos magnitudes cinemáticas que suelen confundirse con frecuencia. Recuerda que la distancia recorrida y el desplazamiento efectuado por un móvil son dos magnitudes diferentes. Precisamente por eso, cuando las relacionamos con el tiempo, también obtenemos dos magnitudes diferentes. La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo. (m/s). La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.
Las unidades de la rapidez como las de la velocidad se calculan dividiendo una longitud entre un tiempo, sus unidades también serán el cociente entre unidades de longitud y unidades de tiempo. Por ejemplo cm/año ó km/h
En el Sistema Internacional, la unidad para la rapidez media es el m/s (metro por segundo).
Rapidez Media
La rapidez media de un cuerpo es la relación entre la distancia que recorre y el tiempo que tarda en recorrerla. Si la rapidez media de un movil es 80 km/h, esto quiere decir que el movil recorre una distancia de 80 km en cada hora. Decir que la rapidez media es la relación entre la distancia y el tiempo, es equivalente a decir que se trata del cociente entre la distancia y el tiempo. Por ejemplo, si un movil recorre 150 km en 3 horas, su rapidez media es: 150 km / 3h = 50 km/h
Aceleración
Los conceptos de velocidad y aceleración están relacionados, pero muchas veces se hace una interpretación incorrecta de esta relación. Muchas personas piensan que cuando un cuerpo se mueve con una gran velocidad, su aceleración también es grande; que si se mueve con velocidad pequeña es porque su aceleración es pequeña; y si su velocidad es cero, entonces su aceleración también debe valer cero. ¡Esto es un error!. La aceleración relaciona los cambios de la velocidad con el tiempo en el que se producen, es decir que mide cómo de rápidos son los cambios de velocidad:
"Una aceleración grande significa que la velocidad cambia rápidamente"
"Una aceleración pequeña significa que la velocidad cambia lentamente"
"Una aceleración cero significa que la velocidad no cambia"
"Una aceleración pequeña significa que la velocidad cambia lentamente"
"Una aceleración cero significa que la velocidad no cambia"
La aceleración nos dice cómo cambia la velocidad y no cómo es la velocidad. Por lo tanto un móvil puede tener un velocidad grande y una aceleración pequeña (o cero) y viceversa. Como la velocidad es una magnitud que contempla la rapidez de un móvil y su dirección, los cambios que que se produzcan en la velocidad serán debidos a variaciones en la rapidez y/o en la dirección.
"La aceleración es una magnitud vectorial que relaciona los cambios en la velocidad con el tiempo que tardan en producirse. Un móvil está acelerando mientras su velocidad cambia"
En física comunmente podemos distinguir ambos tipos de cambios con dos clases de aceleración: tangencial y normal. La aceleración tangencial para relacionar la variación de la rapidez con el tiempo y la aceleración normal (o centrípeta) para relacionar los cambios de la dirección con el tiempo. Normalmente, cuando hablamos de aceleración nos referimos a la aceleración tangencial y olvidamos que un cuerpo también acelera al cambiar su dirección, aunque su rapidez permanezca constante.
Aceleración Angular
La velocidad angular de un cuerpo que gira, es la variación del ángulo descrito en su rotación en torno a un eje determinado por unidad de tiempo. Una aceleración angular es un cambio de la velocidad angular, es decir, un cambio en la tasa de rotación o en la dirección del eje. Por lo tanto, la aceleración angular es diferente de la aceleración lineal. En el siguiente link encontraran una aplicacion que permite ver los eventos ocurridos en un movimiento circularmente acelerado.
Masa
La masa es la magnitud fundamental de la física. Masa (física), propiedad intrínseca de un cuerpo, que mide su inercia, es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su movimiento. La masa no es lo mismo que el peso, que mide la atracción que ejerce la Tierra sobre una masa determinada. Desde un punto de vista estático masa puede precisarse como: dos cuerpos de la misma forma e igual volumen, constituidos por la misma sustancia, se dice que tienen la misma masa, es decir, la misma cantidad de materia.
"Se mide en kilogramos (kg) y también en gramos, toneladas, libras, onzas, etc""La masa es una propiedad intrínseca de un cuerpo, que mide su inercia, es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su movimiento"
"La masa inercial y la masa gravitacional son iguales"
"Dos masas iguales situadas en el mismo punto de un campo gravitatorio tienen el mismo peso"
Peso, medida de la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto. En las proximidades de la Tierra, y mientras no haya una causa que lo impida, todos los objetos caen animados de una aceleración, g, por lo que están sometidos a una fuerza constante, que es el peso.
Si m es la masa del cuerpo y g la aceleración de gravedad, se tiene P=m*g
Un cuerpo de masa el doble que otro, pesa también el doble. Se mide en Newtons (N) y también en kg-fuerza, dinas, libras-fuerza, onzas-fuerza, etc.
El kg, es por tanto, una unidad de masa, no de peso. Sin embargo, muchos aparatos utilizados para medir pesos (básculas), tienen sus escalas graduadas en kg en lugar de kg-fuerza. Esto no suele representar, normalmente, ningún problema ya que 1 kg-fuerza es el peso en la superficie de la Tierra de un objeto de 1 kg de masa. Por lo tanto, una persona de 60 kg de masa pesa en la superficie de la Tierra 60 kg-Fuerza. Sin embargo, la misma persona en la Luna pesaría sólo 10 kg-fuerza, aunque su masa seguiría siendo de 60 kg.
"Dos masas iguales situadas en el mismo punto de un campo gravitatorio tienen el mismo peso"
Peso
Peso, medida de la fuerza gravitatoria ejercida sobre un objeto. En las proximidades de la Tierra, y mientras no haya una causa que lo impida, todos los objetos caen animados de una aceleración, g, por lo que están sometidos a una fuerza constante, que es el peso.
Si m es la masa del cuerpo y g la aceleración de gravedad, se tiene P=m*g
Un cuerpo de masa el doble que otro, pesa también el doble. Se mide en Newtons (N) y también en kg-fuerza, dinas, libras-fuerza, onzas-fuerza, etc.
El kg, es por tanto, una unidad de masa, no de peso. Sin embargo, muchos aparatos utilizados para medir pesos (básculas), tienen sus escalas graduadas en kg en lugar de kg-fuerza. Esto no suele representar, normalmente, ningún problema ya que 1 kg-fuerza es el peso en la superficie de la Tierra de un objeto de 1 kg de masa. Por lo tanto, una persona de 60 kg de masa pesa en la superficie de la Tierra 60 kg-Fuerza. Sin embargo, la misma persona en la Luna pesaría sólo 10 kg-fuerza, aunque su masa seguiría siendo de 60 kg.
Fuerza
La fuerza es cualquier acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto del tiempo. Si se considera la masa constante, para una fuerza también constante aplicada a un objeto, su masa y la aceleración producida por la fuerza son inversamente proporcionales. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado.
Mientras más intensa es la fuerza, mayor es su efecto en un cuerpo. La intensidad de una fuerza se mide en newtons mediante un instrumento llamado dinamómetro. Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos.
Para averiguar el efecto combinado de dos o más fuerzas sobre un objeto, hay que considerar la intensidad y la dirección de las mismas. Si actúan en línea recta, sus efectos se suman o se resta. La fuerza es una magnitud vectorial, y esto significa que tiene módulo, dirección y sentido. Al conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le llama sistema de fuerzas. Si las fuerzas tienen el mismo punto de aplicación se habla de fuerzas concurrentes. Si son paralelas y tienen distinto punto de aplicación se habla de fuerzas paralelas.
Mientras más intensa es la fuerza, mayor es su efecto en un cuerpo. La intensidad de una fuerza se mide en newtons mediante un instrumento llamado dinamómetro. Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos.
Para averiguar el efecto combinado de dos o más fuerzas sobre un objeto, hay que considerar la intensidad y la dirección de las mismas. Si actúan en línea recta, sus efectos se suman o se resta. La fuerza es una magnitud vectorial, y esto significa que tiene módulo, dirección y sentido. Al conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le llama sistema de fuerzas. Si las fuerzas tienen el mismo punto de aplicación se habla de fuerzas concurrentes. Si son paralelas y tienen distinto punto de aplicación se habla de fuerzas paralelas.
Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza total o resultante. Si la fuerza resultante es nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante. Esto quiere decir que todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme mientras no actúe sobre él una fuerza resultante no nula.
Fórmula de la fuerza: F=m*a
La fuerza se mide en newtons (N), la masa en kilogramos (kg), y la aceleración en metros por segundo al cuadrado (m/s2). El peso de un cuerpo se calcula de forma análoga tomando la aceleración de la gravedad (g) cuyo valor aproximado es 10 m/s2
F= fuerza
m= masa
a= aceleración
F= fuerza
m= masa
a= aceleración
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