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Fuerza (Newton)
Componentes Fuerza:
- Magnitud: Cantidad de fuerza
- Dirección: Recta de acción, que según el sistema de referencia puede tener un ángulo
- Sentido: Según el sistema de referencia puede ser positivo o negativo
- Origen: Punto donde se aplica la fuerza Propiedades Fuerza:
- La fuerza se aplica de un cuerpo a otro
- La fuerza tiene modulo y dirección
- Cuando aplicas la fuerza de un cuerpo A al cuerpo B, el cuerpo B también ejerce una fuerza sobre el cuerpo A, que en sentido es contrario
- Si dos fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, se genera una sola fuerza que es el producto de la suma vectorial de ambas Leyes Fuerza:
- Todo cuerpo permanece en reposo hasta que se le aplique una fuerza y esto provoque su movimiento
- La fuerza es proporcional a la aceleración que recibe este cuerpo
- Al aplicar fuerza a un cuerpo este también le aplica otra contraria en sentido al cuerpo inicial Fuerza de contacto: Es la fuerza que ejerce un cuerpo a el otro solo por estar en contacto Fuerza de rozamiento: Pertenece a la fuerza de contacto ya que es la fuerza que se opone al movimiento, y es dado desde el suelo al objeto. Es una fuerza por vencer para que un objeto se mueva
μk = Coeficiente de rozamiento
Masa ∗ aceleracion de la gravedad =− Normal
Fuerza de rozamiento =− μk ∗ Normal
Explicación Fuerza Normal: La normal es una fuerza de contacto que ejerce la superficie sobre el objeto, pero ya que esta es en sentido contrario lleva es negativa a la fuerza de gravedad. Esta es perpendicular a la superficie
Explicación Rozamiento: Ya que el rozamiento se opone al movimiento este siempre será de sentido contrario a la fuerza que se le ejerce, por lo que siempre tendrá un signo negativo porque es de sentido opuesto a la Fuerza ejercida. El coeficiente de rozamiento es un coeficiente dado ya que este depende de la superficie sobre la cual movemos el objeto Maquina simple: Toda máquina que tenga una fuerza de resistencia y una fuerza de potencia. Palanca: Tiene lo mismo que la maquina simple solo que con un punto de apoyo 1er tipo: Multiplicar fuerza (según la profe) // Comparativa (según yo) Un ejemplo de esto es una balanza. Simplificación: Ejercemos fuerza de potencia de un extremo, la fuerza de resistencia está del otro extremo y el punto de apoyo en el medio. Explicación: Ambas fuerzas van en el mismo sentido y misma dirección, pero debido a la distancia del punto de apoyo de ambas fuerzas no tiene ganancia mecánica. Ya que las fuerzas son 1: Caso: Podemos variar donde están las fuerzas, pero siempre entre ellas esta el punto de apoyo por lo que dependiendo donde estén cada una, pueden ejercer mas fuerza una que otra dependiendo de la distancia. 2do tipo: Multiplicar la velocidad (según la profe) // Multiplica la fuerza (según yo) Un ejemplo de esto es una carretilla. Simplificación: El punto de apoyo esta en un extremo y en el otro esta la fuerza de potencia, en el medio de estas se encuentra la fuerza de resistencia Explicación: Estas fuerzas tienen sentidos opuestos, ya que siempre al extremo esta el punto de apoyo, la fuerza de resistencia es cercana al punto de apoyo y la fuerza de potencia es lejana a esta. Por lo cual, al ejercer una pequeña fuerza de potencia, lograremos mover una gran fuerza de resistencia, por lo que tiene ganancia mecánica.
Energía (Joule)
y
Dinámica
Sistema de Referencia: Este es un sistema por el cual nos ubicamos o ubicamos un cuerpo, suele tener 3 ejes (X, Y, Z) también puede tener solo 2 ejes (X, Y). Nos sirve para describir un movimiento. Energía: La energía es una propiedad física que se define como la capacidad de un sistema para realizar trabajo. Esta no se crea ni se destruye, solo se transforma Trabajo: Método de transferencia de energía Energía Mecánica: Es la suma de la energía potencial y cinética, por decirlo así es la energía total del sistema, hablando de un sistema cerrado. Es decir que la energía no se transforma en otra cosa que no sea energía cinética o energía potencial. Energía Cinética: Es la energía producida por la variación de su movimiento producto de su velocidad. Energía potencial: Es la energía producida por la aceleración gravitatoria con respecto a un punto en el plano Y. Es decir, con respecto a la posición en un campo gravitatorio Trabajo sin conservación de energía: Variación de la energía mecánica, esto porque al final la energía mecánica habrá aumentado por interacción con una fuerza externa o disminuido porque la energía mecánica se convirtió en otro tipo de energía, como disiparse en forma de calor.
Rendimiento: Es trabajo aplicado que se produce por la utilización de energía para realizarlo Ímpetu o Choque: Un fenómeno en el que actúan las fuerzas de dos objetos que interactúan súbitamente. Como resultado, se experimenta en una trasferencia de energía. Dentro de los choques existen distintos tipos Elásticos: Se conserva la energía y no sufre deformaciones Inelásticos: No se conserva energía, porque una parte de esta se “pierde” en forma de calor y sufre deformaciones el objeto o los dos objetos
Fluidos
Propiedades de los fluidos
- Primera Propiedad No posee coeficiente estático de rozamiento Un fluido se mueve si se le aplica fuerzas paralelas Un fluido en reposo no puede aplicar fuerzas paralelas
- Segunda propiedad Despreciando el peso del fluido, la presión de un fluido en reposo es la misma en todas partes
- Tercera propiedad La presión de un fluido es la misma para todos los puntos a igual profundidad Presión: Mide el efecto de una fuerza en un área determinada (Pascales o N/m^2 ) [1 pascal = 1 N/m^2 ]
Fuerza
Area
Presión Absoluta: Presion Absoluta = Presion hidrostatica + Presion atmosferica
Presión Hidrostática: La presión hidrostática es la presión que un fluido estático ejerce en un punto determinado, debido al fluido que está por encima del punto.
Presion = densidad del fluido ∗ aceleracion de la gravedad ∗ profundidad del punto
Presión Atmosférica: Presión que ejerce la atmosfera sobre nosotros, a mas metros sobre nivel del mar menos presión atmosférica, de igual manera a menos metros sobre el nivel del mar mayor presión, porque estamos mas lejos de la atmosfera, por eso no se llega a explorar las profundidades del mar
Presión Manométrica: Presion Manometrica = Presion absoluta − Presion atmosferica
F 1
A 1
F 2
A 2
P 1 = P 2
Principio de Arquímedes: Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza hacia arriba igual al peso del fluido que desaloja. Esta fuerza se conoce como fuerza de empuje o de flotación.
Empuje = Volumen desalojado ∗ Densidad ∗ Aceleracion de la gravedad
Fluidos en movimiento Flujo: movimiento constante de un fluido en determinada dirección Hay dos tipos de flujo Laminar: Flujo constante hacia una misma trayectoria uniformemente Turbulento: Cambios abruptos de velocidad que generan que la trayectoria cambie y se curve Características de movimiento de Fluido ideal
- No viscoso: No hay fricción interna entre capas adyacentes (Las capas son las flechas)
- Densidad constante: Incompresible
- Velocidad constante
- Se mueve sin turbulencia Ecuación de continuidad: Esta plantea que la velocidad dependerá del área y viceversa. Esta ecuación esta basada en conservación de masa. Prácticamente todo lo que entra tiene que salir
A 1 V 1 = A 2 V 2
Principio de Bernoulli: La energía total de un fluido incompresible en movimiento se mantiene constante en todas las secciones de la tubería. Este se basó en fluidos ideales y conservación de energía.
Explicación: Que la energía siempre es igual en cualquier parte del tubo
Gases
Gases ideales:
- Colisiones entre moléculas, elásticas
- R = 0.
atm ∗ L
mol ∗ K
Formula:
Presion ∗ Volumen = Moles ∗ Temperatura ( Kelvin )∗ R
Tensión superficial: La cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido presenta una resistencia al aumentar su superficie
Tension =
Fuerza
Area
Propiedades de los líquidos:
- Fuerzas de cohesión: Atracción intermolecular entre moléculas semejantes
- Fuerzas de adhesión: Atracción intermolecular entre moléculas diferentes (Fuerza con la que el agua se “agarra” de su recipiente)
- Viscosidad: Resistencia a fluir
- Capilaridad: El líquido “escala” o “desciende” por un tubo cuando las fuerzas adhesivas son mas grandes que las cohesivas Formula de la capilaridad:
h =
2 ∗ Tension ∗cos ( angulo entre liquido y el tubo )
Densidad del liquido ∗ Aceleracion de la gravedad ∗ Radio
Hemodinamia
Leyes Generales de la circulación sanguínea:
- Ley del Caudal: El caudal es el mismo en cualquier sección del aparato circulatorio
- Ley de la Velocidad: La velocidad es menor de la aorta a los capilares, y es mayor desde los capilares hacia las venas
- Ley de la Presión: La presión de la sangre hacia las paredes de los vasos es máxima en las arterias, decae en los capilares y continúa cayendo paulatinamente en las venas. Caudal: Cantidad de líquido que se lleva
Caudal = Velocidad de flujo ∗ Area de laseccion
Velocidad de Flujo: Velocidad con la que fluye el liquido
Velocidad de flujo =
Caudal
Area de la seccion
Ley de Ohm: El flujo es directamente proporcional a diferencia de presiones e inversamente proporcional a la resistencia
Resistencia =
Presionincial − Presionfinal
Flujo
Flujo: Volumen Minuto Cardiaco Por lo tanto, La presión arterial es el Flujo * Resistencia
Presion arterial = Volumenminuto cardiaco ∗ Resistencia
Ley de Poiseuille: Relaciona la presión, las dimensiones del tubo y la viscosidad del líquido. Es decir, un líquido viscoso se mueve en un tubo con un flujo laminar.
Flujo =
Presion ∗ Radio
4
8 ∗ Longitud del tubo ∗ Viscosidad
Presión Arterial Media (PAM):
PAM = Presion diastolica +
Presion sistolica − Presion diastolica
Solidos
Tipos de solidos:
Compresor: Dos fuerzas con mismo sentido de misma magnitud Flexor: Dos fuerzas que actúan de un mismo lado que Comprimen donde ejercen su fuerza y Tensionan del otro lado Torsión: Dos fuerzas con sentido contrario que rotan alrededor de un eje
Tipos de Deformación:
- Plástica: Después de la deformación no retorna a su forma original
- Elástica: Después de la deformación retorna a su forma original Módulo de Young: Esto nos habla de que tan rígido es un material elástico, a mayor módulo de Young más difícil será de deformar. Este relaciona presión y deformación
Young =
Fuerza
Area
Longitudfinal − Longitudinicial
Longitudinicial
Young =
Esfuerzolongitudinal
Deformacion longitudinal
Módulo de Cizalladura: Este es la resistencia a la deformación por “corte” este produce cizalladura cuando se aplica pares de fuerza con sentido contrario en planos paralelos (diferentes alturas)
Cizalladura =
Tension de corte
Deformacion del corte
