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1

Física: Es la ciencia encargada del estudio de la materia y energía de todos los fenómenos que alteran la forma o posición de los cuerpos, las causas, consecuencias y leyes que los rigen.

Ramas de la física

2

Realiza el siguiente crucigrama

Horizontal 2. Estudia la transferencia de energía de un cuerpo a otro. 4. Estudia las propiedades y comportamiento del átomo. 6. Estudia a las ondas que se propagan en algún material. 7. Estudia el movimiento de los cuerpos.

Vertical 1. Estudia los cuerpos y las propiedades del imán 3. Estudia los fenómenos relacionados con la luz 5. Estudia los cambios de la materia en los cuales no se altere su estructura

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¿QUÉ ES MEDIR? Es el comparar dos magnitudes de la misma especie, tomando a una de ellas como referencia o patrón. •Magnitud: Es todo aquello que puede ser medido. •Unidad: Es la parte de las magnitudes que permite diferenciarlas unas de otras. Magnitudes básicas o fundamentales del Sistema Internacional de Unidades (SIU)

Magnitud

Unidad

Longitud Masa Tiempo Temperatura Intensidad de corriente Intensidad luminosa Cantidad de sustancia

Metro Kilogramo Segundo Grado Kelvin Ampere Candela Mol

Magnitudes derivadas Magnitud

Unidad

Trabajo

Joules

Fuerza

Newton

Presión

Pascal

Potencial

Volt

Potencia

Watt

Resistencia

Ohm

Frecuencia

Hert

Carga

Coulomb

Área

Metro

Volumen

Metro cúbico

Velocidad

Metro sobre

Densidad

Kilogramo sobre metro

Energía

Joule o caloría

Aceleración

Metro sobre segundo

Símbolo m Kg s k A Cd Mol

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Realiza la siguiente sopa de letras.

Magnitudes fundamentales

Unidad

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Conversión de Unidades. Equivalencias: Sirven para convertir una magnitud de un sistema a otro de la misma especie. También se utilizan para múltiplos y submúltiplos.

Ejemplo:

Convertir 125 centímetros a metros.

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Ejercicios de conversión 1) 25 mi =

m

7) 70 km =

mi

1) 5 ft =

m

8) 239 000 mi =

m

2) 4 in =

cm

9) 7 ft =

in

4) 50 yd =

m

10) 3 mi =

yd

5) 24 ft =

yd

11) 85 in =

ft

6) 9 yd =

ft

12) 4 mi =

ft

Realiza las siguientes conversiones a) 46.8 pies a metros y pulgadas

b) 0.4 libras a kg

c) 30 (pulg/seg) a (m/min) y (km/h)

d) 1 semana a segundos, minutos y horas

e) 5860.6 Km. a millas y metros

f) 326.1 onzas a g. y Kg.

g) 8 hrs. 31 min. a seg.

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NOTACIÓN CIENTÍFICA El trabajo científico a menudo implica el uso de cantidades muy grandes o muy pequeñas. Por ejemplo, una célula promedio contiene alrededor de 200, 000, 000, 000, 000 moléculas, y el diámetro de un electrón es alrededor de 0.000 000 000 000 4 centímetros. Para ello hacemos uso de la notación científica.

Notación científica con exponente positivo. Para escribir un número en notación científica: 1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decimales. 2. Se anota la base 10. 3. Se cuentan los ceros y los decimales para determinar la base del exponente.

Para escribir un número dado en notación científica: 1. Se anotan los dígitos del coeficiente sin punto decimal. 2. Al exponente se le resta el número de decimales del coeficiente. 3. La diferencia es el número de ceros que se agrega a la derecha del número.

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Ejercicios de Notación científica Con exponente positivo • Anota las siguientes cantidades en notación científica. 1) 48 000 000 = 2) 375 000 000 000 = 3) 20 000 000 = 4) 320 000 000 000 = 5) 75 000 000 000 = 6) 1 204 000 000 = 7) 87 000 = 8) 502 000 000 000 = 9) 60 000 000 = 10) 72 000 000 =

• Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica. 11) 4.2 x107 = 12) 7 x105= 13) 1.26 x1010 = 14) 8.7 x1010 = 15) 5.01 x106 = 16) 5.4 x1012 = 17) 1.3 x109 = 18) 5 x106 = 19) 4.4 x105 = 20) 3.71 x108 =

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Notación científica con exponente negativo. Para escribir un número en notación científica: 1. Se anotan los dígitos diferentes de cero. El primer digito será entero y los demás decimales. 2. Se anota la base 10. 3. Se cuentan los ceros y los decimales hasta el primer digito diferente de cero para determinar el exponente de la base.

Para escribir un número dado en notación científica: 1. Al valor absoluto del exponente se le resta 1, por el digito entero del coeficiente. 2. La diferencia es el número de ceros que se agregan a la derecha del punto decimal. 3. Se anotan los dígitos del coeficiente a la derecha de los ceros.

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Con exponente negativo. • Anota las siguientes cantidades en notación científica. 1) 0.00000073 = 2) 0.000000009 = 3) 0.000000432 = 4) 0.0000000021 = 5) 0.00000000109 = 6) 0.000000000445 = 7) 0.00000002 = 8) 0.0000000091 = 9) 0.000004206 = 10) 0.00000098 =

• Escribe las siguientes cantidades dadas en notación científica. 11) 3.2 x10-4 = 12) 4.3 x10-7 = 13) 6 x10-12 = 14) 4.4 x10-3 = 15) 5.2 x10-5 = 16) 8 x10-11 = 17) 5.02 x10-6 = 18) 3.5 x10-4 = 19) 4.24 x10-4 = 20) 1.237 x10-6 =

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El teorema de Pitágoras se conoce exactamente como “La suma de los cuadrados de los dos catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa”. Un excelente ejemplo del teorema de Pitágoras consiste en hacer dos rompecabezas distintos con un cuadrado de lado a + b. Ejemplo Calcular la hipotenusa del triángulo rectángulo de lados 3cm y 4cm.

Si la hipotenusa de un triángulo rectángulo mide 2cm y uno de sus lados mide 1cm, ¿cuánto mide el otro lado?

Calcular la altura que podemos alcanzar con una escalera de 3 metros apoyada sobre la pared si la parte inferior la situamos a 70 centímetros de ésta.

Si David desea comprar un televisor para colocarlo en un hueco de 96x79cm, ¿de cuántas pulgadas debe ser el televisor?

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Ejercicios: Halla la medida, en centímetros, de la hipotenusa de un triángulo rectángulo, cuyos catetos miden 5 y 12 centímetros.

Halla la medida, en metros, del cateto desconocido de un triángulo rectángulo, cuya hipotenusa mide 17 metros y el cateto conocido mide 15 metros.

Una letra “N” se ha construido con tres listones de madera; los listones verticales son 20 cm y están separado 15 cm. ¿Cuánto mide el listón diagonal?

La altura de una portería de fútbol reglamentaria es de 2,4 metros y la distancia desde el punto de penalti hasta la raya de gol es de 10,8 metros. ¿Qué distancia recorre un balón que se lanza desde el punto de penalti y se estrella en el punto central del larguero?

Un compás de bigotera tiene separadas las puntas de sus patas 100 milímetros, mientras que la vertical desde el eje hasta el papel alcanza una altura de 120 milímetros. ¿Cuál es la medida, en milímetros, de cada una de sus patas?

Desde un balcón de un castillo en la playa se ve un barco a 85 metros, cuando realmente se encuentra a 84 metros del castillo. ¿A qué altura se encuentra ese balcón?

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Funciones trigonométrica en el Teorema de Pitágoras

Resolución de triángulos rectángulos. Resolver un triángulo es determinar los tres lados y los tres ángulos. Con la ayuda del teorema de Pitágoras, de las razones trigonométricas, y de la calculadora se puede resolver cualquier triángulo rectángulo. Veamos los siguientes ejercicios: Una persona observa el estallido de un cohete con un ángulo de elevación de 20°. 4 segundos después escucho el sonido estando a 20m de distancia. ¿A qué altura exploto el cohete?

Un hombre deja su carro fuera de un edificio, sube al último piso del edificio que mide 15m de alto y ve su auto con una inclinación de 50° ¿A cuántos metros dejo su automóvil del edificio, y a que distancia se ve desde el edificio?

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Calcular el valor de xx de cada figura utilizando las razones trigonométricas vistas: Figura 1:

Figura 2:

Figura 3:

Figura 4:

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Calcular el ángulo αα de cada uno de los siguientes triángulos: Triángulo 1:

Triángulo 2:

Triángulo 3:

MAGNITUDES FÍSICAS

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Las magnitudes físicas o variables se clasifican en dos grandes grupos: Las escalares: Son aquellas que quedan definidas exclusivamente por un módulo, es decir, por un número acompañado de una unidad de medida. Las vectoriales: Son aquellas que quedan totalmente definidas con un módulo, una dirección y un sentido. Es el caso de la fuerza, la velocidad, el desplazamiento. En estas magnitudes es necesario especificar hacia dónde se dirigen y, en algunos casos dónde se encuentran aplicadas. Todas las magnitudes vectoriales se representan gráficamente mediante vectores, que se simbolizan a través de una flecha. Vector Un vector tiene tres características esenciales: módulo, dirección y sentido. Para que dos vectores sean considerados iguales, deben tener igual módulo, igual dirección e igual sentido. Los vectores se representan geométricamente con flechas y se le asigna por lo general una letra que en su parte superior lleva una pequeña flecha de izquierda a derecha como se muestra en la figura.

Módulo: está representado por el tamaño del vector, y hace referencia a la intensidad de la magnitud (número). Se denota con la letra solamente A o |A| Dirección: corresponde a la inclinación de la recta, y representa al ángulo entre ella y un eje horizontal imaginario. También se pueden utilizar los ejes de coordenadas cartesianas (x, y y z) como también los puntos cardinales para la dirección. Sentido: está indicado por la punta de la flecha. (Signo positivo que por lo general no se coloca, o un signo negativo)

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Representación gráfica de un Vector Un vector se representa gráficamente por un segmento dirigido de un punto llamado (o punto de aplicación) a otro llamado extremo.

Método grafico

Suma de vectores en un plano

Este método es muy práctico, tienes que juntar los vectores uno a continuación del otro, pero luego de la cabeza de un vector debe seguir la cola del siguiente.

La resultante a+b+c es el vector que une el inicio (cola) del vector “a” con la punta del vector “c”. Método analítico En este caso es muy fácil, solo hay que sumar las coordenadas en X de los dos vectores y las coordenadas en Y. El resultado es el vector suma. Veamos un ejercicio: Tenemos las coordenadas del vector A que son (– 3, 4) y la del vector B que son (4,2). ¿Cuál será el vector suma de los dos?

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Suma de vectores por medio del método del teorema de Pitágoras

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Este método se basa en el teorema de Pitágoras y nos sirve para sumar dos vectores cuando forman un ángulo de 90° entre (1). El valor de la resultante se calcula por medio del teorema de Pitágoras, mientras que la dirección o ángulo de la resultante se determina por medio de cualquier función trigonométrica, aunque lo más frecuente es la utilización de la tangente. Calcule la magnitud y dirección de los siguientes vectores qué están en los incisos, asumiendo que parten del origen. a) v = (4, 4) b) v = (2, 4) Vamos a graficar nuestro vector y a partir de la gráfica haremos nuestros cálculos correspondientes a la magnitud y dirección:

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Representar gráfica y analíticamente la siguiente suma de vectores:

A(3,1) B(2,4) C(4,-1) D(-5,3) M(1,0) N(2,-5)

A (3, 2) B(2, 3)

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Determinar la resultante de dos vectores usando el teorema de Pitágoras y la dirección o ángulo de la resultante

Encuentre la resultante y su dirección de dos fuerzas, 12 N y 5 N.

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Encuentre la resultante de las siguientes coordenadas (6 4) después determine la dirección de esta

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DINÁMICA Es la parte de la mecánica que estudia el movimiento relacionado con sus causas, que son las fuerzas que lo producen

LEYES DE NEWTON 1° Ley de Newton (Ley de la inercia): Mientras no intervenga una fuerza externa, un cuerpo no puede cambiar, por sí solo, su estado de reposo o movimiento.

2° Ley de Newton (Ley de la proporcionalidad entre fuerza y aceleración: Cuando se aplica una fuerza constante a un cuerpo, la aceleración producida es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.

3° Ley de Newton (Ley de la acción y reacción): A cada acción corresponde una reacción de igual magnitud, pero de sentido contrario.

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Ejercicios de dinámica Escribe el nombre de la ley que corresponde: A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto. Todos los cuerpos permanecen en reposo o se mueven con una velocidad constante a menos que se aplique una fuerza sobre ellos. La fuerza es proporcional a la aceleración y esa proporcionalidad depende de la masa del cuerpo. Problemas de la Segunda ley de Newton 1.- Si aceleramos un proyectil de 150 Kg. de masa con una aceleración de 3 m/s2, ¿con qué fuerza saldrá el proyectil? Datos

Fórmula

Sustitución y resultado

2.- Calcula la fuerza que desarrolla el motor de un coche de 3300 Kg. de masa que consigue una velocidad de 38 m/s en 12 segundos. Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

3.- Si un cuerpo tiene una masa de 1 Kg y una aceleración de 4 m/s2, ¿con qué fuerza se empujó? Datos

Fórmula

Sustitución y resultado

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4.- Un móvil de 1400 kg, desarrolla una velocidad de 120 km/h en 14 segundos, ¿qué fuerza ha desarrollado el motor? Datos

Trasformación de unidades

Fórmula y despeje

Sustitución y resultado

5.- Para mover una carretilla cargada de mineral hemos necesitado una fuerza de 680 N. La carretilla se ha deslizado por una vía horizontal con una aceleración inicial de 1,2 m/s 2. Calcula la masa total de la carretilla. Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

6.- Aplicamos una fuerza de empuje de 8060 N sobre un bulto de 200 kg de masa, calcula la aceleración con la que moveremos el objeto. Datos Sustitución y resultado Fórmula y Despeje

7.- ¿Cuál es la masa de un objeto si al golpearlo con una fuerza de 23 N se aceleró a 9.2 m/s2? Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

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8.- Calcula el peso de un paquete de 2,5 Kg. de masa. Datos

Sustitución y resultado

Fórmula y Despeje

9.- ¿Cuál es la masa de un cuerpo al que una fuerza de 8 N le imprime una aceleración de 4 m/s2? Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

10.- ¿Qué aceleración adquiere un cuerpo de 50 kg, cuando se aplica una fuerza de 10 N? Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

11.- ¿Cuánto pesa un hombre que tiene una masa de 100 kg? Datos

Fórmula

Sustitución y resultado

12.- Si un escritorio pesa 65.2 N, ¿Cuál es su masa? Datos

Fórmula y Despeje

Sustitución y resultado

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