Dinámica y Energía: Conceptos Clave
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Questions and Answers

¿Cuál es la afirmación correcta respecto a la Primera Ley de Newton?

  • La Primera Ley de Newton no considera la inercia de los cuerpos.
  • Un cuerpo en movimiento uniforme cambiará su dirección sin una fuerza.
  • Un cuerpo en movimiento cambiará su velocidad sin necesidad de una fuerza externa.
  • Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo a menos que una fuerza actúe sobre él. (correct)

    • ¿Cómo se relacionan la fuerza, la masa y la aceleración según la Segunda Ley de Newton?

  • La masa es independiente de la aceleración en un sistema.
  • La fuerza es inversamente proporcional a la masa y a la aceleración.
  • La aceleración es directamente proporcional a la masa y a la fuerza.
  • La fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración. (correct)

    • ¿Qué representa la energía cinética y cómo se calcula?

  • Es la energía asociada al movimiento de un cuerpo, calculada como 𝐸𝑐 = 1/2 mv². (correct)
  • Es la energía que se pierde durante un choque inelástico.
  • Es la capacidad de realizar trabajo sin movimiento.
  • Es la energía almacenada en un cuerpo en reposo, calculada como 𝐸𝑐 = mgh.

    • ¿Cuál es la definición correcta de trabajo en el contexto físico?

    <p>El producto escalar de la fuerza y el desplazamiento, 𝑊 = 𝐹 ∆𝑟.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de energía se asocia a la posición de un cuerpo en un campo gravitatorio?

    <p>Energía potencial gravitatoria.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es un choque perfectamente elástico?

    <p>Un choque donde se conserva tanto la energía cinética como el momento lineal.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define el rozamiento en dinámica?

    <p>La fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se mide la potencia en física?

    <p>En Joules por segundo.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la característica principal de un choque perfectamente inelástico?

    <p>Los cuerpos se mueven juntos tras el choque.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se define el momento de inercia (I) de un cuerpo?

    <p>Es la medida de la resistencia de un cuerpo a la rotación.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué establece el teorema de los ejes paralelos?

    <p>Cómo calcular el momento de inercia con respecto a un eje que pasa por el centro de masa.</p> Signup and view all the answers

    En un sistema donde sólo actúan fuerzas conservativas, ¿qué se conserva?

    <p>La energía mecánica total.</p> Signup and view all the answers

    La energía cinética de rotación se calcula como:

    <p>$E = rac{1}{2} heta^2 I$</p> Signup and view all the answers

    La segunda ley de Newton aplicada a la rotación relaciona el momento neto de las fuerzas con:

    <p>El momento de inercia y la aceleración angular.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ejemplo representa una fuerza no conservativa?

    <p>Fuerza de rozamiento.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una aplicación del teorema de Torricelli?

    <p>Calcular la velocidad de salida de un fluido por un orificio.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué implica un aumento en el momento de inercia de un objeto?

    <p>Se requiere mayor torque para producir la misma aceleración angular.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Dinámica y Energía: Conceptos Clave

    • Dinámica: Estudia las causas del movimiento.
    • Energía: Magnitud escalar, medida en Joules (J), que representa la capacidad de realizar trabajo.

    Leyes de Newton

    • Primera Ley (Ley de la Inercia): Un cuerpo permanece en reposo o movimiento rectilíneo uniforme si no actúan fuerzas sobre él o la resultante de las fuerzas es cero.
    • Segunda Ley (Ley Fundamental de la Dinámica): La fuerza neta sobre un cuerpo es igual al producto de su masa y aceleración (F = ma).
    • Tercera Ley (Principio de Acción y Reacción): A toda acción hay una reacción igual y opuesta.

    Fuerza y Rozamiento

    • Rozamiento: Resistencia al movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto (deslizamiento o rodadura).
    • Definición dinámica de masa: La masa de un cuerpo caracteriza su inercia.

    Trabajo, Potencia y Energía

    • Trabajo (W): El producto escalar de la fuerza y el desplazamiento (W = F ⋅ Δr). Unidad: Joule (J).
    • Potencia (P): La relación entre el trabajo y el tiempo (P = W/t). Unidad: Watt (W).
    • Energía Cinética (Ec): Energía asociada al movimiento de un cuerpo (Ec = 1/2 mv²).
    • Teorema del Trabajo y la Energía Cinética: El trabajo realizado por una fuerza es igual a la variación de la energía cinética del cuerpo.
    • Energía Potencial Gravitatoria (Ep): Energía asociada a la posición de un cuerpo en un campo gravitatorio (Ep = mgh).
    • Energía Potencial Elástica: Energía almacenada en un cuerpo elástico deformado (Ep = 1/2 kx²).

    Choques

    • Choque: Interacción entre dos cuerpos que produce un cambio brusco en sus velocidades.
      • Choque Elástico: Se conserva la cantidad de movimiento y la energía cinética.
      • Choque Inelastico: Se conserva la cantidad de movimiento, pero no la energía cinética.

    Dinámica de Rotación

    • Energía Cinética de Rotación: Energía asociada al movimiento de rotación de un cuerpo (E = 1/2ω²I).
    • Momento de Inercia (I): Medida de la resistencia de un cuerpo a la rotación.
    • Segunda Ley de Newton en Rotación: El momento neto de las fuerzas es igual al producto del momento de inercia por la aceleración angular (M = Iα).
    • Teorema de los Ejes Paralelos: Relación entre el momento de inercia respecto a un eje por el centro de masa y otro paralelo.

    Fuerzas Conservativas y No Conservativas

    • Fuerzas Conservativas: El trabajo depende solo de las posiciones inicial y final, no de la trayectoria (ej: gravitatoria, elástica).
    • Fuerzas No Conservativas: El trabajo sí depende de la trayectoria y disipan energía del sistema (ej: rozamiento).

    Momento de Inercia y Analogía con la Masa

    • Analogía masa-momento de inercia: El momento de inercia es análogo a la masa en el movimiento lineal.
    • Momento de inercia (I): Depende de la distribución de la masa respecto al eje de rotación.
    • A mayor momento de inercia, mayor torque para una aceleración angular dada.

    Aplicaciones

    • Tubo de Venturi y Tubo de Pitot: Usados para medir la velocidad de fluidos.
    • Teorema de Torricelli: Relaciona la velocidad de salida de un fluido por un orificio con la altura del líquido.

    Conclusiones

    • Dinámica y energía son fundamentales para comprender el movimiento y la interacción de los cuerpos.
    • Los principios de conservación y las fuerzas conservativas/no conservativas son clave en el estudio.

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    Quiz Team

    Description

    Este quiz cubre los conceptos fundamentales de dinámica y energía, incluyendo las leyes de Newton y el trabajo. Se explorarán definiciones esenciales como inercia, rozamiento y potencia. Ideal para estudiantes que desean profundizar en la física clásica.

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