La energía: cambios que produce (II)

3.- Velocidad. Clases de movimiento.
La velocidad indica la rapidez con la que un móvil efectúa los desplazamientos.
La velocidad media se calcula dividiendo el desplazamiento efectuado por un móvil entre el tiempo que ha tardado en recorrerlo:                                   Vm = d / t
La unidad del S.I. en que se mide el tiempo es el segundo, s. También se suele medir en horas, minutos, etc. La unidad de velocidad en el S.I. es el metro por segundo, m/s. Con frecuencia se mide en km/h.
La velocidad instantánea es la velocidad que tiene un móvil en cada momento.


Movimientos con velocidad constante.
Movimiento rectilíneo uniforme.
     – Es el que tiene un móvil que recorre una trayectoria rectilínea con velocidad media constante.
     – En estos movimientos la velocidad media coincide con la instantánea, ya que hay una única velocidad constante a lo largo de todo el recorrido.
     – Para saber la distancia que recorre un móvil con este movimiento durante un intervalo de tiempo (t) hacemos uso de la fórmula de la velocidad media, sustituyendo la velocidad media por velocidad instantánea (constante).
                                     v = d / t   =>   d = v · t
Movimiento circular uniforme.
     – Es el que tiene un móvil que recorre una trayectoria circular con velocidad instantánea constante.


Movimientos con velocidad variable. La aceleración.
La aceleración mide la variación de la velocidad en la unidad de tiempo. Decimos que un móvil acelera cuando aumenta su velocidad y que frena cuando la disminuye.
Dentro de los movimientos con aceleración, el más sencillo es el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.


4.- Fuerzas y presiones (I).
La fuerza es la causa de los cambios de velocidad y dirección de los movimientos y de las deformaciones que sufren los cuerpos.
La unidad en que se expresan las fuerzas en el S.I. es el newton (N).
La fuerza depende de:
     – La intensidad o módulo.- Es su valor en newtons.
     – La dirección.- Es la recta sobre la que se encuentra.
     – El sentido.- Indica si la fuerza está orientada hacia un lado o el otro de la recta correspondiente a su dirección.


Fuerzas que causan deformaciones.
Decimos que fuerza y deformación son directamente proporcionales.
La relación entre la fuerza y deformación que un muelle sufre es:
                                      F = k · x
La constante de elasticidad (k) depende del material de cada muelle.


El peso de los cuerpos.
Peso de los cuerpos es la fuerza con que la Tierra los atrae.
El peso (p) de un cuerpo de masa (m) es igual al producto de dicha masa por una magnitud, que se llama gravedad (g), que en la Tierra tiene un valor de 9.81 m/s2; es decir:
                              p = m · g
No hay que confundir masa y peso.
La masa de un cuerpo es la cantidad invariable de materia que tiene. Se mide en kilogramos (kg).


5.- Fuerzas y presiones (II).
El rozamiento es la fuerza que ejercen las superficies sobre los objetos que se desplazan sobre ellas.
Su valor depende de la superficie y del peso de los objetos.
La fuerza de rozamiento (Fr) es paralela a la superficie de deslizamiento y su sentido es opuesto al del movimiento.
La presión (P) es el cociente entre la fuerza aplicada (F) y la superficie (S) sobre la que se aplica:
                             P =  F / S
La unidad S.I. en que se mide la presión es el N/m2, que recibe el nombre de pascal (Pa). También se utiliza la atmósfera (atm).


6.- Fuerzas. Movimiento y equilibrio.
Llamamos equilibrio al estado de un objeto en que la suma de las fuerzas que actúan sobre él da resultado nulo.


El principio de Arquímedes.
Esto explica qué es y cuánto vale la fuerza que ejerce un fluido sobre un cuerpo sumergido en él.
El empuje es la fuerza que hace que los objetos sumergidos total o parcialmente en un fluido pasen menos y algunos puedan flotar.
El empuje es de sentido opuesto al peso del objeto sumergido.
Llamamos peso aparente (pap) a la fuerza resultante sobre un objeto:
                              pap = p – E


Flotación de los objetos.
     a) – El peso es mayor que el empuje, p < E: el objeto se hunde.
     b) – El peso es igual al empuje, p = E: el objeto se queda en equilibrio, sumergido en el interior del líquido.
     c) – El peso es menor que el empuje, p < E: el objeto sube y flota hasta que su peso iguala al empuje debido a la parte sumergida y alcanza el equilibrio.



7.- Trabajo y energía. Máquinas.
Una fuerza realiza trabajo sobre un cuerpo cuando lo desplaza.
                       T = F · d
La unidad del S.I. del trabajo y de la energía es el julio (J).
                       1J = 1N · 1m
El trabajo realizado sobre los cuerpos se transforma en energía que se transfiere a los mismos.
Una fuerza que no produce desplazamiento NO REALIZA TRABAJO.


¿Qué es una máquina?
Llamamos máquina a todo tipo de mecanismo que transforma una forma de energía en otra al mismo tiempo que reduce la fuerza aplicada y el trabajo a realizar.
La energía útil de una máquina es el trabajo que realiza.
La energía degradada o disipada es la no utilizable.
Rendimiento de una máquina es el cociente entre la energía útil y la energía disipada.
                   Rendimiento (%) = (Energía útil / Energía disipada) · 100
El rendimiento se suele expresar en %.

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Acerca de Ismael

Estudiante de 3º ESO en el IES Odiel de Gibraleón (Huelva). Amante incondicional del RAP. Aficionado al deporte (fútbol y pádel). Roskientífico desde el 15/10/12.
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