Física aplicada

Juan Carlos Ballabriga, Nov 22, 2023

Table of Contents

  1. Cinemática
    1. Cinemática: Movimiento Rectilíneo y Uniformemente Acelerado (MRUA)
    2. Cinemática: Movimiento Rectilíneo y Uniforme. (MRU)
  2. Dinámica
    1. Dinámica: Plano inclinado
    2. Dinámica: Polea simple
    3. Sistema compuesto polea-plano inclinado
    4. Caída libre
    5. Péndulo simple
    6. Muelle (movimiento armónico simple)
  3. Campos de fuerzas
    1. Campos vectoriales en R^2
    2. Campos vectoriales R^3

1.

Cinemática

Encontrarás applets para trabajar diferentes campos: Cinemática, dinámica, campos de fueras,...

  • 1. Cinemática: Movimiento Rectilíneo y Uniformemente Acelerado (MRUA)
  • 2. Cinemática: Movimiento Rectilíneo y Uniforme. (MRU)

1.1.

Cinemática: Movimiento Rectilíneo y Uniformemente Acelerado (MRUA)

MRUA
El movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado es muy común es nuestro día a día, la caida de un objeto o los movimientos en el coche cuando se pisa el acelerador, son ejemplos de este tipo de movimiento[br]Vamos a estudiar las ecuaciones y las gráficas que lo definen para entender mejor su comportamiento
Gráfica espacio-tiempo
Empezaremos con la gráfica y su comportamiento. [br]Puedes observar cómo es la gráfica cuando relacionamos el tiempo transcurrido y el espacio recorrido
Gráficas comparadas y ecuaciones
Para que nos quede más claro, vamos a comparar las gráficas de las dos magnitudes espacio-tiempo y velocidad-tiempo[br]Las ecuaciones que rigen el movimiento son:[br][math]v=v_o+a\cdot t[/math][br][math]x=v_0\cdot t+\frac{1}{2}a\cdot t^2[/math][br]Suponemos que parte del origen de coordenadas (solo habría un desplazamiento inicial de la gráfica)
Interpretación geométrica
Podemos interpretar geométricamente el significado de las gráficas.[br]Puedes comprobar como el área encerrada bajo la gráfica de la velocidad es exactamente al espacio recorrodo mor el móvil
– Juan Carlos Ballabriga

1.2.

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2.

Dinámica

  • 1. Dinámica: Plano inclinado
  • 2. Dinámica: Polea simple
  • 3. Sistema compuesto polea-plano inclinado
  • 4. Caída libre
  • 5. Péndulo simple
  • 6. Muelle (movimiento armónico simple)

2.1.

Dinámica: Plano inclinado

Plano inclinado
Uno de los problemas clásicos, es tener un cuerpo en un plano inclinado y calcular si se desplazará y en su caso calcular la aceleración que tendrá. En este caso las fuerzas que actúan son el peso y el rozamiento. También dependerá dela inclinación del plano[br]En este applet podrás variar la masa del cuerpo, el coeficiente de rozamiento y el ángulo que froma el plano con la horizontal
Descomposición de fuerzas
Para calcular la aceleración debemos estudiar las fuerzas que intervienen,, es decir, el peso, y la fuerza de rozamiento. Descompondremos tomando como eje de desplazamiento la linea paralela al suelo del plano inclinado y su perpendicular. Recordad que:[br][math]\sum F=m\cdot a[/math]
– Juan Carlos Ballabriga

2.2.

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2.3.

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2.4.

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2.5.

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2.6.

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3.

Campos de fuerzas

  • 1. Campos vectoriales en R^2
  • 2. Campos vectoriales R^3

3.1.

Campos vectoriales en R^2

Campos
En matemática y física, un campo vectorial representa la distribución espacial de una magnitud vectorial. Es una expresión de cálculo vectorial que asocia un vector a cada punto en el espacio euclidiano, de la forma [math]f:\mathbb{R}^n\longrightarrow\mathbb{R}^n[/math][br]Los campos vectoriales se utilizan en física, para representar la velocidad y la dirección de un fluido en el espacio, o la intensidad y la dirección de fuerzas como la gravitatoria o la fuerza electromagnética
Ejemplo
En el siguiente applet puedes elegir el tamaño de la malla de puntos donde se va a dibujar el campo de vectores y las componentes del caso más sencillo, que es:[br][math]f:\mathbb{R}^2\longrightarrow\mathbb{R}^2[/math][br]Puedes ir modificando dichas componentes y comprobar sus efectos en el campo vectorial
– Juan Carlos Ballabriga

3.2.

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