lunes, 31 de mayo de 2010

Conceptos de la luz

Reflexión: Ocurre cuando un rayo incide sobre una superficie.

Refracción: Ocurre cuando un rayo pasa de un medio de propagación a otro. En la refracción, la luz se mueve con diferente rapidez en medios distintos.

Difracción: Es cuando la luz rodea discretamente los bordes de los objetos.

TERMODINÁMICA

Estudia el calor y su transformación en energía mecánica en sistemas térmicos, Si se basa en las siguientes leyes.

La primera ley de la termodinámica:

Refleja la continuidad de la energía relacionando la energía interna de in sistema con la transferencia de energía en forma de calor y de trabajo ecuación asociada a esta primera ley:
Q= AU+W
En donde:
U = Es la energia transferida al sistema en forma de calor
W = Es el trabajo realizado sobre o por el sistema
Ademas la primera ley aplica en diferentes procesos termodinamicos:
Ø Proceso isoborico:Es el que tiene lugar a volumen constante y este tipo de proceso no se realiza trabajo
Ø Proceso Isotemico: Es aquel que trancurre a temperatura constante y el trabajo realizado sobre un gas ideal durante el proceso es:
W = PV Ln (Vf/Vi)
Ø Proceso Isoborico: Es aquel en el que la presion se mantiene constante y el trabajo realizado sobre el gas durnte el proceso es:
W = P(Vf - Vi)
Ø Proceso adiabatico: Es aquel en el que no se utiliza transferencia de energia en forma de calor entre el sistema y sus alrededores, Q = 0, y la primera ley se expresa:
AU = -W
SEGUNDA LEY
Tiene varias formas de anunciarse, se refiere a como se puede transferir el calor y a la imposibilidad de convertir todo el calor que se le suministra a una mquina en trabajo mecanico.
En las maquinas termicas se determina la eficiencia en funcion del trabajo que se realiza y el calor que se le suministra:
E = W/Q
O bien en terminos de calor suministrado y el calor liberado
E = 1 – Qs / Qe
Como las maquinas termicas funcionan entre dos dispositivos que estan a diferente temperatura, entonces la eficiencia es:
E = 1 – Tf / Tc
Las bombas de calor o refrigeradores operan de manera invesa que una maquina termica. El coeficiente de realizacion o comportamiento es:

COP = Tf / Te - Tf

Entropia: Es la medida del desorden de un sistema.

domingo, 30 de mayo de 2010

PROBLEMAS DE FÍSICA

Determinar T1 y T2


ΣFx = 0
T1 Cos 10° + T2 Cos 40° = 0
1) 0.9848T1 + 0.7660T2 = 0
ΣFy = 0
T1 Sen 10° + T2 Sen 40° -1177.2N
2) 0.1736T1 + 0.6427T2 = 1177.2N
Se forma un sistema de ecuaciones:
0.9848T1 + 0.7660T2 = 0
0.1736T1 + 0.6427T2 = 0
Se despeja a T1
T1 = 0.7660/0.9848
T1 = 0.777T2
Se sustituye en la ec 2)
0.1736 (0.777T2) + 0.6427T2 = 1177.2N
0.1348T2 + 0.6427T2 = 1177.2N
0.7775T2 = 1177.2N
T2= 1514.08N
T1 = (0.777)(1514.08N)
T1 = 1176.44N

Equilibrio Rotacional

Ocurre cuando un cuerpo o sistema no gira con respecto a algún punto, aunque exista una tendencia.

Es decir cuando ocurre dos cosas:

1) La velocidad rotación angular es constante.

2) Cuando el eje de rotación no cambia de dirección en el tiempo.




Su formula es:


M = F*r

Donde:


M = Momento de fuerza


F = Fuerza que se aplica


r = Brazo de palanca






Problemas de E quilibrio Rotacional


Una persona aplica una fuerza de 90N en el extremo de una llave, como se observa en la figura si la longitud de la llave es de 25cm. Calcula el momento de torsión que se ejerce sobre la tuerca.

M = F*r
M = (90N)(0.25m) = 22.5Nm
Una persona empuja una puerta perpendicularmente con una fuerza de 9N, si el momento de torsión que se produce es de 5.4Nm. ¿Cuál es el brazo de la palanca que utiliza?

M = F*r


Se despeja:

r= m/F


r = 5.4Nm/9N = 0.6m






Equilibrio traslacional

Seguramente estas familiarizado con la idea básica del concepto fuerza. De tu experiencia cotidiana sabes que aplicas una fuerza cuando jalas o empujas algún objeto. Cuando pateas un balón sabes que aplicas una fuerza. Tal vez creas que la fuerza se asocia con el movimiento, sin embargo, no siempre que se aplica una fuerza se produce movimiento. Si empujas una de las paredes de tu salón de clases verás que no se produce movimiento alguno a pesar del esfuerzo que haces.


Decimos que un objeto se encuentra en equilibrio si no esta acelerado. Por tanto el equilibrio considera dos situaciones: cuando el objeto esta reposo o bien cuando se mueve de una velocidad constante en una trayectoria rectilínea


Decimos que un objeto esta en equilibrio traslacional cuando se encuentra en reposo o bien se mueve en línea recta con velocidad constante.

Condiciones de equilibrio: Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, se requiere que la sumatoria de todas las fuerzas o torcas que actúan sobre él sea igual a cero. Se dice que todo cuerpo tiene dos tipos de equilibrio, el de traslación y el de rotación.


Traslación: Es aquel que surge en el momento en que todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo se nulifican, o sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.


EFx = 0
EFy = 0


Rotación: Es aquel que surge en el momento en que todas las torcas que actúan sobre el cuerpo sean nulas, o sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.




EMx= 0
EMy= 0

Aplicaciones: Se utiliza en todo tipo de instrumentos en los cuales se requiera aplicar una o varias fuerzas o torques para llevar a cabo el equilibrio de un cuerpo. Entre los instrumentos más comunes están la palanca,la balanza romana, la polea, el engrane, etc.









Problema del equilibrio traslacional






Una caja de 8 N está suspendida por un alambre de 2 m que forma un ángulo de 45° con la vertical. ¿Cuál es el valor de las fuerzas horizontal y en el alambre para que el cuerpo se mantenga estático?.

Primero se visualiza el problema de la siguiente manera:


A continuación se elabora su diagrama de cuerpo libre.




Ahora por medio de la descomposición de los vectores, calculamos la fuerza de cada uno de ellos.

F1x = - F1 cos 45°*

F1y = F1 sen 45°

F2x = F2 cos 0° = F2

F2y = F2sen0°=0

F3x = F3cos90°=0

F3y = - F3 sen 90° = - 8 N*


Porque los cuadrantes en los que se localizan son negativos.

Como únicamente conocemos los valores de F3, F2 y la sumatoria debe ser igual a cero en x e y, tenemos lo siguiente:

EFx=F1x+F2x+F3x=0
EFy=F1y+F2y+F3y=0

Por lo tanto tenemos lo siguiente:


EFx=-F1 cos 45+F2=0

F2=F1(0.7071)

EFy=-F1sen45-8N=0

8N=F1(0.7071)

F1=8N/0.7071=11.31 N

Para calcular F2, se sustituye F1 de la ecuación siguiente:

F2=F1(0.7071)

F2=11.31(0.7071)=8N