Física Completa PDF

T Tera Giga Mega Kilo Hecto Deca M Deci Centi Mili Micro Nano Pico fuerza -  Tema 2 : bases de la mecánica Mecánica : rama que estudia el movimiento de los cuerpos, las fuerzas que actúan sobre ellos y sus efectos, utilizando las leyes del movimiento y le gravitació...

T Tera Giga Mega Kilo Hecto Deca M Deci Centi Mili Micro Nano Pico fuerza -  Tema 2 : bases de la mecánica Mecánica : rama que estudia el movimiento de los cuerpos, las fuerzas que actúan sobre ellos y sus efectos, utilizando las leyes del movimiento y le gravitación En CINEMÁTICA (estudio del movimiento características de este sin preocuparse de las causas que lo producen) Hay 3 conceptos fundamentales : posición : la ubicación de un objeto en el espacio en un momento dado trayectoria : es el camino que sigue el objeto cuando se mueve, y puede ser rectilíneo, circular o curvilíneo. → Magnitud escalar desplazamiento : es la variación de la posición del objeto entre dos instantes, representada por un vector que indica la distancia y la dirección → Magnitud vectorial En CINÉTICA (estudio del moviente en relación con las fuerzas que la producen) Hay 2 conceptos fundamentales : Estática : estudia las condiciones de equilibrio de los cuerpos Dinámica : estudio a el movimiento de los cuerpos cuando están sujetos a fuerzas Note : La cinemática y la cinética se pueden aplicar a cuerpos deformables y cuerpos rígidos El espacio recorrido siempre es mayor o igual que el modulo del vector desplazamiento Centro de gravedad : punto donde parece actuar la fuerza total de gravedad (peso) de un objeto. Su posición depende de la distribución de las masas y puede cambiar si el objete se deforma.Puede estar fuera del objeto Peso : fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre 1 cuerpo su campo gravitacional. Unidad → Newton. P mXg = Centro de massa : punto donde parece concentrarse toda la masa de un objeto y donde actúan las fuerzas externas como si toda la masa estuviera allí. Masa : cantidad de materia de un objeto. Unidad → kg. F mXa = Momento de una fuerza : magnitud que mide la capacidad de una fuerza para provocar una rotación alrededor de un eje calculada como : T FXd = positivo = sentido contrario a las agujas del reloj negativo = sentido de las agujas del reloj Equilibrio estático : un objeto está en reposo si : la suma de las fuerzas es cero (sin traslación) la suma de los momentos es cero (sin rotación) normal (sol) 7 n F. F. poussé F. friction > S F. gravité Loi de NEWTON Las leyes de Newton describir como las fuerzas influyen en el movimiento de los objetos Hay 3 leyes de Newton : Primera ley de Newton : principio de inercia Un objeto permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (velocidad constante) a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Segunda ley de Newton : relación entre fuerza, masa y aceleración La fuerza aplicada sobre un objeto es proporcional a su aceleración, siendo la masa la constante de proporcionalidad : Masa (en kilogramos, kg) F ↓ = mxa Fuerza (en Newton, n) Aceleración (en m/s ) 2 Tercera ley de Newton : acción y reacción Por cada acción, existe una reacción igual en intensidad pero puesta en dirección. Ejemplo : cuando empujas una pared, la pared ejerce una fuerza igual y opuesta sobre ti. Esta ley explica que las fuerzas siempre actuar en pares. Conceptos como impulso, energía, trabajo y potencia describen estas interacciones físicas : 1) Ímpetu (cantidad de movimiento) : p = M x. > - kg. m/s 2) Impulso : El impulso mide el efecto de una fuerza aplicada a un objeto durante un tiempo determinado : I = FXXt Unidad = Newton-segundo (Ns) 3) energía : Capacidad de un objeto o sistema para realizar un trabajo. Hay varios tipos: Energía cinética (EC) : asociada al movimiento EC = EM. v Energía potencial gravitatoria (EP) : debida a la altura de un objeto EP = M h. g. Energía potencial elástica (EPA) : asociada a la deformación de un resorte : [PA = Ekx 4) trabajo : El trabajo se realizo cuando una fuerza desplaza un objeto a lo largo de una distancia, según : w = FXdxcosO > - Joules Si la fuerza y el desplazamiento están en la misma dirección, cos 0 = 1 - 5) Potencia : La potencia es la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo : P =- Walts  Tema 3 : mecánica fluida La mecánica de fluidos es un rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos (líquidos y gases) en reposo (estática) o en movimiento (dinámica). Se basa en conceptos fundamentales como la densidad, la presión y las leyes que rigen los flujos Propiedad fundamentales de los fluidos : Densidad (p) : la densidad de un fluido es la masa por unidad de volumen Jugn e mamas = ↑ men Presión (P) : la presión es la fuerza ejercida por unidad de superficie P = fuereficie J Pascal (1Pa = 1N/m) La presión es una magnitud escalar y actúa de manera uniforme en todas las direcciones dentro de un fluido en reposo Hidrostatique: Los tres principios fundamentales de la hidrostática describer el comportamiento de los fluidos en reposo. 1. Ley de Pascal Es un fluido incompresible y en reposo, una variación de presión aplicada en un punto del fluido se transmite íntegramente y en todas las direcciones P = FA área sobre la que activa fuerza aplicada 2. Ley fundamental de la hidrostática La presión en un fluido aumenta con la profundidad debido al peso de la columna de fluido situada po encima del punto considerado P = Po + pgh es la profundidad en m la acceleración la (9 81 152 10 gravedad m es de , es la densidad del fluido en veg/m3 presión atmosférica (1 , 013. 105 Pa) es la presión a una profundidad h 3. Principio de Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta una fuerza de empuje vertical dirigida hacia arriba, igual al peso del fluido desplazado por el cuerpo Fempaje = Pfluido Voumerido & accleración de la gravedad en m/s volumen del fluido desplazado densidad del fluido en vg/m3 fuerza de flotación Note : Un fluido en reposo solo puede ejercer una fuerza normal (perpendicular) a una superficie esto se debe a que, en un fluido inmóvil, las moléculas no se desplazar de marea ordenada y por la tanto, no general fuerzas paraleles (o de fricción) las fuerzas dentro de un fluido en reposo son puramente hidrostáticas y están relacionadas con la presión del fluido, que actúa de manera uniforme en todas las direcciones Hidrodynamica Los tres principios fundamentales de la hidrodynamica describen el comportamiento de los fluidos en movimiento. 1. Ecuación de continuidad Es un fluido incompresible, el caudal volumétrico es constante a lo largo de un tubo de corriente Av = Azt ~ la velocidad del Fluido A es la área de la sección transversal 2. Teorema de Bernoulli En un flujo de fluido incompresible y no viscoso, la energía mecánica total suma de la presión, la energía cinética y la energía potencial gravitatoria es constante a lo largo de una línea de corriente P + 10v2 + pgh = constante altura relativa (m) accleración de la (9. 81 m/sY) gravedad velocidad del (m/s) fluido densidad del fluido (ng/m3) Presión del Fluido (en Pa) 3. Ley de Poiseuille El caudal volumétrico (Q) de un fluido en flujo laminar dentro de un tubo cilíndrico es proporcional a la diferencia de presión entre los extremos del tubo, e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido y a la longitud del tubo. résistance hydrodynamique - Q =P L R Q caudal volumétrico = = (m2 (s) r = radio del lubo (m) Pr-P = differencia de presión entre los extremos (Pa) N = viscosidad dinánica del Fluido (Paxs) L longitud del tubo (m) = Caudal volumétrico : medida de la cantidad de fluido que atraviesa una sección determinada por unidad de tiempo. Se expresa en metros cúbicos por segundo (m /s) 3 Q = Axv [ velocidad media del fluido (m/s) - área de la sección transversal (m2) - caudal volumétrico (m2/s) Tensión superficial y ley de Laplace Tensión superficial : fuerza por unidad de longitud en la superficie de un fluido debido a la cohesión molecular. Causada por las fuerzas de atracción entre moléculas. V Elongitud Guerza = en v en m > tension superficial en N/m Factores que influyen en la tensión superficial Naturaleza del liquido : los líquidos con enlaces de hidrógeno (como el agua) tiene una tensión superficial mayor Temperatura : a medida que aumenta la temperatura, las fuerzas entre las moléculas disminuyen, reduciendo la tensión superficial Presencia de impurezas o surfactantes : disminuyen la tensión superficial al interrumpir las fuerzas entre las moléculas en la superficie. Ley de Laplace : La presión necesaria para equilibrar la fuerza ejercida por una tensión superficial en una superficie curva es inversamente proporcional al radio de dicha superficie I P = > tension de la paret > radi vaso > presión interior vaso Los surfactantes Los surfactantes son moléculas que reducen la tensión superficial entre dos sustancias > Esto facilita la mezcla o la interacción entre sustancias que normalmente no se mezclar bien, como el agua y el aceite En los pulmones, los surfactantes desempeñar un papel esencial para que los alvéolos permanezcan abiertos Reduce la tensión superficial, lo que evita que los alvéolos colapsen Permite que los pulmones se mantengan flexibles, facilita la entrada y salida de aire, y disminuye el esfuerzo necesario para respirar Fuerzas viscosas y aplicaciones Viscosidad ( v ) : mide la resistencia interna al flujo de un fluido Flujo laminar estacionari : las líneas de corriente son paralelas, en capas el movimiento es fluido, predecible y sin caos (regularidad) baja velocidad Flujo turbulento : las partículas del fluido se mueren de manera caótica el movimiento es impredecible, con muchas variaciones en la velocidad y la dirección velocidad más alta T r * * a ↑  Tema 4 : termoterapia y crioterapia Termoterapia : uso del calor para tratar lesiones o enfermedades. Se utiliza a menudo para aliviar dolores musculares, mejorar la circulación sanguínea y promover la relajación 3 Efectos : hemodinamicos (vasodilatación), neuromuscular (acceleración), metabólico (acceleración) y extensibilidad del tejido Crioterapia : uso del frio para reducir inflamaciones, aliviar el dolor y limitar lesiones en los tejidos, especialmente tras traumatismos agudos Y Efectos: hemodiramicos (vasconstrución), neuromuscular, y metabólico Variable de estado y no variable de estado Variable de estado : magnitudes que describen el estado de en sistema termodinámico, independientemente del camino seguido para alcanzarlo ↳ Ejemplos : temperatura, presión, volumen, energía interna No variable de estado : dependen del camino seguido para llegar a un estado ↳ Ejemplos : calor (Q), trabajo (W) Variables intensivas y extensivas Variables intensivas : independientes de la cantidad de materia ↳ Presión, temperatura, densidad Variables extensivas : dependen de la cantidad de materia ↳ Massa, volumen, nombre de mol, energía interna Ecuación de estado de gases y conceptos termodinámicos Ecuación de estado de gases ideales : PV nRT temperatura (k) = Il constante de ideales (8 31455 mal" vi gases ·. , numero de moles (mol) volumen (m3) (Pa) - presion Temperatura (T) : medida de la agitación de las partículas en un sistema unidad → Kelvin, C°) Calor (Q) : energía térmica transferida entre dos sistemas debido a una diferencia de temperatura (unidad → Joules, J) Calor latente (L) : energía necesaria para cambian el estado físico de una sustancia sin cambiar su temperatura Q = m1 calor latente (J. Kg1) massa (rg) calor (J) Calor específico (c) : cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una unidad de masa de un sustancia en 1°C Q mcXT (Ko C) · = variación de temperatura capacidad térmica especifica (J. Ug1 · (*) masa (ng) calor transferido (J) Conducción : transferencia de calor por contacto directo en sólidos Convección : transferencia de calor mediante el movimiento de fluidos (líquidos o gases) Conversión : transformación de una forma de energía (eléctrica o química) en calor Radiación : transferencia de calor en forma de ondas electromagnéticas (infrarrojo) Evaporación : enfriamiento mediante la transformación de un liquido en gas, absorbiendo calor latente Flujo de materia y energía en diferentes tipos de sistema · Sistema cerrado : intercambio de energía, pero no de materia con el entono Sistema aislado : Ningún intercambio de materia ni de energía con el entorno Sistema abierto : Intercambio de materia y energía con el entorno Entalpía : magnitud termodinámica que representa la energía total de un sistema, incluyendo la energía interna y el trabajo asociado a la presión y el volumen del sistema Entropía : medida del desorden o de la dispersión de la energía en un sistema. Cuantifica la irreversibilidad de la transformaciones termodinámicas  Tema 5 : movimiento ondulatorio, ondas, ultrasonidos Movimiento ondulatorio Movimiento ondulatorio : perturbación producida en cualquier punto del espacio, que se propaga Medio material : sólidos, liquido, gas (ex : las ondas sonoras o las olas en la superficie del agua) Vacío : luz, ondas de radio (ex : electromagnéticas) Ondas Onda : desplazamiento con movimiento ondulatorio, perturbación que se propaganda en el espacio, transporte de energía sin transporte de materia Tipos de ondas : Ondas mecánicas : requieren un medio material (ex : sonido, olas) Onda electromagnéticas : pueden propagarse en el vacío (ex : luz, rayos x) Clasificación según la dirección de propagación : Ondas transversales : las oscilaciones son perpendiculares a la dirección de propagación (ex : olas en el agua) Ondas longitudinales : las oscilaciones son paralelas a la dirección de propagación (ex : ondas sonoras) Conceptos clave Longitud de onda ( * ) : la longitud de onda es la distancia entre dos puntos idénticos de una onda. Representa el "tamaño" de una oscilación completa. velocidad 4 x = ↳ en m/s > frecuencia en Hertz longitud onda en m Frecuencia (f) : la frecuencia es el número de oscilaciones o ciclos que realiza una onda en un segundo. 7 La frecuencia y el período describen su comportamiento temporal 8 7 = > periodo en segundo > frecuencia en Hertz Período (T) : el período es el tiempo necesario para que ocurra una onda completa (una oscilación) 1 T = frecuencia en Herby > período en segundo Amplitud (A) : la amplitud representa la altura máxima de una onda respecto a su posición de equilibrio. Mide la energía transporta la onda. > Cuanto mayor sea la amplitud, más energía transporta le onda 7 La amplitud muestra su intensidad Velocidad de propagación (v) : es la velocidad a la que se desplaza una onda en un medio. > Depende de las características del medio (densidad, elasticidad) v = xxf > frecuencia en Hertz > longitud en m > velocidad de en m /s propagación E D 1 S V tiempo en segundo % j j ( [ > T en s Energía ondas sonoras : es la cantidad de trabajo necesario para producir esa onda. Depende de la amplitud de la onda y del medio en el que se propaga. 7 Una onda con mayor amplitud transporta más energía Potencia ondas sonoras : cantidad de energía transportada por la onda sonora por unidad de tiempo. Es un medida de la intensidad con la que la onda transmite energía > Una onda más intensa (con mayor energía) transporta más potencia =w P > trabajo en J 7 tiempo en s potencia > en Walts Intensidad de las ondas sonoras : la intensidad de una onda sonora es la potencia que transporta por unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación. Permite medir el “efecto sonoro” a cierta distancia de la fuerte. 7 La intensidad disminuye a medida que te aleja de la fuerte sonora = & I > potencia en Walts > aire en m > intensidad en W/m2 Ondas sonoras Ondas sonoras : ondas mecánicas longitudinales que se propagan en un medio material en forma de compresiones y rarefacciones (cambio de densidad medio) · Compresión : las moléculas del medio se acercar (aumento de la presión local) & Rarefacción : las moléculas del medio se separan (disminución de la presión local) Propagación : la velocidad del sonido depende del medí (aproximadamente 343 m/s en el aire a 20°C, más rápida en sólidos) - ~ Compresión Rarefacción Características del sonido : El sonido tiene tres características principales : Intensidad (volumen) : Corresponde a la potencia de la onda sonora > Se mide en decibelios (dB). Una mayor intensidad corresponde a un sonido más fuerte Tono (altura) : Depende de la frecuencia de la onda sonora El oído humana percibe frecuencias entre 20 Hz y 20 kHz ijij) 19999999999999999913 - Frecuencia baja → sonido grave Frecuencia alta → sonido agudo Las longitudes de las frecuencia alta son más corta : tratamiento tejido superficial resolución de imagen más preciso (ecografías) Timbre : Cualidad específica de un sonido que permite distinguir instrumentos o voces que producen la misma nota Depende de la composición armónica de la onda Ultrasonidos Ultrasonido : ondas sonoras cuya frecuencia es superior a 20 kHz, por lo que son inaudibles para el oido humano Usos : Médicos : ecografías, litotricia industriales : control no destructivo, limpieza Impedancia acústica (Z) : mide la resistencia de un material a la propagación de los ultrasonidos. Se define como : Z = PX C velocidad del sonido (m/s) densidad del material (ng/m3) Rol : gran diferencia de impedancia entre los dos medios : los ultrasonidos son mayormente reflejados impedancia similares : los ultrasonidos se transmiten principalmente Un material denso o en el que el sonido se propaga rápidamente tendrá una impedancia elevada Ejemplos : impedancia de el aire ≈ 430 rayls impedancia de los tejidos biológicos ≈ 1,5 x 10° rayls S impedancia del hueso ≈ 7,8 x 10º rayls I Propagación de los ultrasonidos Transmisión : los ultrasonidos atraviesan un material cuando las impedancias acústicas de los medios son similares. de lo contrario, parte de la energía se refleja Atenuación : es la pérdida gradual de intensidad de los ultrasonidos debido a : absorción : conversión en calor dispersión : desviación por estructuras irregulares Se describe con la formula : NXx - I = lo X e Factor que influyen en la atenuación : - Espesor (x) : a mayor espesor, mayor atenuación - Composición : alto contenido de colágeno → mayor atenuación, menor transmisión alto contenido de agua → menor atenuación, mayor transmisión - Frecuencia : alta frecuencia : mayor atenuación, menor penetración  Tema 6 : Bases fisiques de l'electroterapia La ley de Ohm Ley de ohm : describe la relación entre el voltaje (U) / tensión, la intensidad del corriente (I) y la resistencia (R) en un circuito eléctrico. 7 El voltaje (U) es proporciónal a la intensidad (I) para una resistencia dada (R) u = RXI > intensidad de la corriente (en ampères , Al < resistencia (en ohm , s) voltage (en Volt VI , Definición de términos clave Voltaje (U) : es la fuerza que empuja los electrones a través de un circuito. Es la tensión. Sé medida en Voltios (V) Intensidad de corriente (I) : es la cantidad de carga eléctrica (Q) que fluye por un circuito en en segundo. En amperios (A) electrica = carga en Coulombs (C) = tiempo en segundos (s) intensidad amperios (A) > en Coulomb (Q) : es la unidad de carga eléctrica Q = IXt > tiempo en segundos (s) intensidad amperios (A) > en , carga en coulombs (c) Sentido de los electrones en la corriente eléctrica Sentido real (físico) : del polo negativo (-) al polo positivo (+) Sentido convencional (técnico) : del solo positivo al solo negativo Electroterapia La electroterapia es una técnica que utiliza corriente eléctrica con fines terapéuticos, especialmente en fisioterapia Aplicaciones principales : manejo del dolor : bloquea las señales dolorosas (TENS) estimulación muscular : refuerza los músculos habilitados a través de contracciones (EMS) mejora la circulación sanguínea : favorece la curación de los tejidos mediante corrientes de baja frecuencia antiinflamatorio : reduce los edemas con corriente galvánicas iontoféris : penetrar medicamentos a través de la piel