La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva se perdería en el espacio, pero nuevos gases y vapor de agua se fueron liberando de las rocas que forman nuestro planeta.
La atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra estaría formada por vapor de agua, dióxido de carbono(CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono pero con ausencia de oxígeno. Era una atmósfera ligeramente reductora hasta que la actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxígeno y ozono (a partir de hace unos 2 500 o 2000 millones de años) y hace unos 1000 millones de años la atmósfera llegó a tener una composición similar a la actual.
También ahora los seres vivos siguen desempeñando un papel fundamental en el funcionamiento de la atmósfera. Las plantas y otros organismos fotosintéticos toman CO2 del aire y devuelven O2, mientras que la respiración de los animales y la quema de bosques o combustibles realiza el efecto contrario: retira O2 y devuelve CO2 a la atmósfera.
Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:
Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a que se mueven las moléculas.
Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.
Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras.
Para describir la cinematica del movimiento armonico simple es necesario tomar como proyeccion del movimiento circular uniforme. De la siguiente forma.
Oscilacion: El movimiento desde el punto inicial del movimiento armonico siempre (M.A.S) Hasta llegar al mismo punto.
Periodo (T) Es el tiempo que se demora en hacer cada oscilacion.
T= E = E
Fasilaciones n
Frecuencia (F) El numero de oscilaciones por segundo.
F=n= 2s= 2 Hz
T 1s
Amplitud: (A) Es la distancia que hay entre puntos de equilibrio y maxima elongación. Se mide en metros (m)
Elongacion (X) Es la pocision del movil en movimiento armonico simple en la relacion con el punto de equilibrio.
Velocidad M.A.S
V=AW Sen wt
Vmax= A.w sen 90º
Vmax= Aw
Aceleracion M.A.S
a=-A · w2 cos wt
amax= A- w2 Cos 0º
amax= -A-w2
Es la rama de la fisica que estudia el calor y su transformacion en energia mecanica.
LEY DE LA TERMODINAMICA: Esta ley afirma que: el calor se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA: es la rama de la fisica que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA: Podemos enunciar la segunda ley aplicada a las maquinas termicas de la siguiente manera, cuando una maquina termica que funciona entre dos temperaturas TE= Temperatura de entrada. TF: Temperatura de salida.Solo una parte de la energia que recibe en TE, Puede transformarse en trabajo y el resto es desechado como calor.
TERCERA LEY : La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther nernst afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al Cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico
Toda la materia (sólida, líquida y gaseosa) se compone de átomos o moléculas en agitación continua.
se mide con un termómetro, mide la temperatura mostrando la expansión y la contracción de un liquido
numero 0 ala temperatura el punto de fucion , el punto de ebullicion del agua de la escala de celsius se divide en 100 partes iguales llamado grados en la escala de farhrenhat es 32 de nota la temperatura de consentraccion de agua o d e fusion, y 212 es la ebullicion del agua
cuando el termometro esta en contacto con una sustancia fluye calor entre ambos hasta que alcanse la misma temperatura si conocemos la sustancia de modo que cuaidadosamente el termometro mida su misma temperatura.
si dos sustancias estan esn contacto termico, el calor fluye de aquella temperatura culla es menor a culla temperatura es mayor.
el agua tiene una capacidad de almacenar energia mucho mayor que cualquier otra. una cantidad de agua pequeña absorbe una gran cantidad de calor que produce un cambio de temperatura.
Ejemplo: El jugo helado se calienta,mientras que el cafe hirviendo se enfria.
El principio de Pascal fundamenta el funcionamiento de las genéricamente llamadas máquinas hidráulicas: la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa, entre otras.
LA PRENSA HIDRAÚLICA
Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas. Veamos cómo lo hace.
El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó
Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma, No así la fuerza!
Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos lo puntos)
La presión aplicada en un punto de un líquido contenido en un recipiente se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo.
Este enunciado, obtenido a partir de observaciones y experimentos por el físico y matemático francés Blas Pascal (1623-1662), se conoce como principio de Pascal.
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter incompresible de los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es constante, de modo que de acuerdo con la ecuación p = po + · g · h si se aumenta la presión en la superficie libre, por ejemplo, la presión en el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que · g · h no varía al no hacerlo h.
La prensa hidráulica constituye la aplicación fundamental del principio de Pascal y también un dispositivo que permite entender mejor su significado. Consiste, en esencia, en dos cilindros de diferente sección comunicados entre sí, y cuyo interior está completamente lleno de un líquido que puede ser agua o aceite.
Dos émbolos de secciones diferentes se ajustan, respectivamente, en cada uno de los dos cilindros, de modo que estén en contacto con el líquido. Cuando sobre el émbolo de menor sección S1 se ejerce una fuerza F1 la presión p1 que se origina en el líquido en contacto con él se transmite íntegramente y de forma instantánea a todo el resto del líquido; por tanto, será igual a la presión p2 que ejerce el líquido sobre el émbolo de mayor sección S2, es decir:
p1 = p2
Si la sección S2 es veinte veces mayor que la S1, la fuerza F1 aplicada sobre el émbolo pequeño se ve multiplicada por veinte en el émbolo grande.
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluid en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de arquimedes, y se mide en newtoons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:
Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales2y descrito de modo simplificado3 ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad.
Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. Debido a que la compresión del agua sería despreciable,5 la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen.
Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "¡Eureka!" (en griego antiguo: "εὕρηκα" que significa "¡Lo he encontrado!)"
La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de Arquímedes, pero en su tratado Sobre los cuerpos flotantes él da el principio de hidrostática conocido como el principio de Arquímedes. Este plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado es decir dos cuerpos que se sumergen en una superficie (ej:agua),
y el más denso o el que tenga compuestos más pesados se sumerge más rápido, es decir, tarda menos tiempo, aunque es igual la distancia por la cantidad de volumen que tenga cada cuerpo sumergido.
Si sustituimos la porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones. Las fuerzas debidas a la presión no cambian, por tanto, su resultante que hemos denominado empuje es la misma y actúa en el mismo punto, denominado centro de empuje.
Lo que cambia es el peso del cuerpo sólido y su punto de aplicación que es el centro de masa, que puede o no coincidir con el centro de empuje.
Por tanto, sobre el cuerpo actúan dos fuerzas: el empuje y el peso del cuerpo, que no tienen en principio el mismo valor ni están aplicadas en el mismo punto.
En los casos más simples, supondremos que el sólido y el fluido son homogéneos y por tanto, coinciden el centro de masa del cuerpo con el centro de empuje.
En física y disciplinas afines la presión es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme y perpendicularmente a la superficie, la presión P viene dada por: la presion se calcula de diferentes formas: P = \frac{F}{A} En un caso más general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como = P = \frac{d\vec{F}}{dA}\cdot \vec{n} Donde \vec{n} es un vector unitario y normal a la superficie. Densidad de fuerza La densidad de fuerza vec f es igual al gradiente de la presión = \vec{f} = \frac{d\vec{F}}{dV} = \nabla P si hace referencia a la fuerza gravitacional, la densidad de la fuerza es el peso específico.
La anterior igualdad hace que podamos interpretar a la presión como una suerte de energía potencial por unidad de volumen.
La presión es la magnitud que relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa sobre la unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de áreaA se aplica una fuerza normalF de manera uniforme, la presión P viene dada por:
En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida uniformemente en cada punto la presión se define como:
Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende medir la presión.
PRESIÓN HIDROSTRATICA
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 a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:
la presion hidrostatica es la fuerza por unidad de area que ejerce un liquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido, como esta presion se debe al peso del liquido, esta presion depende de la densidad(p), la gravedad(g) y la profundidad(h) del el lugar donde medimos la presion (P)
P=p*g*h
Si usas las Unidades del Sistema Internacional la Presion estara en Pascales(Pa=N/m^2), la densidad en Kilogramo sobre metro cubico(Kg/m^3), la gravedad en metro sobre segundo al cuadrado (m/s^2) y la profundidad en metro (m), si te fijas (Kg/m^3)*(m/s^2)*(m)=(Kg/(s^2*m))=(N/m^2)
al sumergir un vaso boca abajo en el agua lo sumerges con todo y el aire que contiene desde que esta afuera, puesto que el aire siempre es empujado hacia arriba por ser menos denso que el agua,
al encontrarse con las paredes del vaso y una fuerza introduciendo el vaso, no le queda mas que mantenerse en el vaso, por lo tanto el agua no puede entrar al
espacio que esta siendo ocupado por el aire.
Los experimentos acerca de hidrostatica son sencillos de diseñar, una forma de ver como afecta la densidad es mezclar liquidos de distintas densidades y ver cual flota sobre cual, por ejemplo el alcohol siempre queda sobre el aceite y el aceite siempre sobre el agua, ¿podrias decir cual es mas denso?,
un experimento muy interesante consiste en sumergir un gotero vacio en un frasco con agua donde tenga libertad de moverse, tapar el frasco por ejemplo con un trozo de globo u otro material flexible, al empujar hacia adentro la tapadera del frasco veras como se unde mas el gotero, debido a que aumentas la presion en el frasco y por lo tanto la compresion del aire dentro del gotero lo hace bajar.
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o moméntum es una magnitud vectorial, unidad SI: (kg m/s) que, en mecánica clásica, se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado. Bueno, eso es la teoría, cantidad de movimiento, o momento lineal, es muy útil para determinar el impulso, o la velocidad después de un choque, en esto ultimo, se utiliza el teorema de conservación de la cantidad de movimiento, ya que la cantidad de este siempre se conserva en los choques, y nos resulta muy tul por que cuando hay una colisión todas las formulas de energía, u otras se vuelven ineficaces. Tener en cuenta, al momento de hablar de conservación de la cantidad de movimiento que son periodos de tiempo inicial y final muy pequeños, entre ellos solo hay fracciones de segundo de diferencia.
El momentum lineal es otra forma de decir "cantidad de movimiento" como decía Newton.
También se puede decir momento "a secas" ya que se entiende y se diferencia del momento angular.
Esto es
p = m · v
Donde m es la masa del cuerpo y v su velocidad.
Es importante agregar en vista al concepto, que el momentum o simplemente momento, es una magnitud que se conserva, al igual que pasa con la energía.
Quiere decir que si tenemos un sistema de cuerpos o partículas, el momento antes del choque debe ser igual al momento después del choque (Teorema de conservación de la cantidad de movimiento)
Si ponemos con "prima" lo que pasa después del choque
p = p´
Para resolver los problemas puedes plantearlo como
En física se denomina impulso a la magnitud física, generalmente representada como (I), definida como la variación en la cantidad de movimiento que experimenta un objeto en un sistema cerrado. El término difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuñado por Isaac Newton en su segunda ley , donde la llamó (vi motrici) refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento. Definición formal En la mecánica clásica a partir de la segunda ley de sobre la fuerza tenemos que:
si multiplicamos a ambos lados por un :
lo que nos dice que el cambio en la cantidad de movimiento es proporcional a una fuerza aplicada sobre la partícula durante algún intervalo de tiempo
A lo que llamamos impulso es ese valor de la integral de la fuerza en el tiempo:
Definición más simple El concepto de impulso se puede introducir mucho antes del conocimiento sobre el cálculo diferencial e integral con algunas consideraciones. Si la masa no varía en el tiempo, la cantidad de movimiento se puede tomar como el simple producto entre la velocidad ( ) y la masa ( ). Según la segunda ley de Newton si a una masa se le aplica una fuerza aquélla adquiere una aceleración , de acuerdo con la expresión:
Multiplicando ambos miembros por el tiempo t en que se aplica la fuerza F:
Como , tenemos:
y finalmente:
Que es el equivalente cuando la fuerza no depende del tiempo.
CONVERSACIÓN DEL MOMENTO
En ausencia de fuerzxas externas el momentum del sistema no se altera.
