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FUERZA, PRESION Y ENERGIA Se denomina fuerza a cualquier acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir,

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1 FUERZA, PRESION Y ENERGIA Se denomina fuerza a cualquier acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración. aceleración La aceleración que experimenta un cuerpo es, por definición, proporcional a la fuerza que actúan sobre él. La constante de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración se denomina masa inercial del cuerpo. masa inercialmasa inercial Estas dos afirmaciones se resumen en la Ley Fundamental de la Dinámica o Segunda Ley de Newton: Estas dos afirmaciones se resumen en la Ley Fundamental de la Dinámica o Segunda Ley de Newton:DinámicaSegunda Ley de NewtonDinámicaSegunda Ley de Newton

2 Donde representa la fuerza que actúan sobre el cuerpo, su masa y su aceleración. Medidas sobre un sistema inercial de referencia. sistema inercialsistema inercial La fuerza, al igual que la aceleración, es una magnitud vectorial, y se representa matemáticamente mediante un vector. vector

3 Presión. Llamada presión absoluta en aquellos casos que es necesario evitar interpretaciones ambiguas, se define como la fuerza por unidad de superficie: fuerza donde: P es la presión, dF es la fuerza normal y dA es el área. fuerza normal áreafuerza normal área En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la presión absoluta sino como la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, presión de gauge o presión manométrica. Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica más la presión manométrica (presión que se mide con el manómetro). presión atmosférica presión manométricapresión atmosféricapresión manométricamanómetropresión atmosférica presión manométricapresión atmosféricapresión manométricamanómetro

4 Energía La energía es una magnitud física abstracta, ligada al estado dinámico de un sistema cerrado y que permanece invariable con el tiempo. magnitudsistemamagnitudsistema La energía no es un ente físico real, ni una "sustancia intangible" sino sólo un número escalar que se le asigna al estado del sistema físico, es decir, la energía es una herramienta o abstracción matemática de una propiedad de los sistemas físicos. El uso de la magnitud energía en términos prácticos se justifica porque es mucho más fácil trabajar con magnitudes escalares, como lo es la energía, que con magnitudes vectoriales como la velocidad y la posición. magnitudes escalares magnitudes vectoriales magnitudes escalares magnitudes vectoriales

5 Tipos de Energía. Todos los cuerpos, pueden poseer energía debido a su movimiento, a su composición química, a su posición, a su temperatura, a su masa y a algunas otras propiedades. posición temperaturamasaposición temperaturamasa Energía cinética: Se denomina energía cinética a la energía que posee un cuerpo de masa m por encontrarse en movimiento con cierta velocidad v. Para un cuerpo puntual se puede calcular con esta ecuación: energíamasamovimientovelocidad energíamasamovimientovelocidad

6 Energía potencial: La energía potencial puede definirse solamente cuando la fuerza es conservativa, es decir que cumpla con alguna de las siguientes propiedades: el trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido. el trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido. el trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo. el trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo. cuando el rotor de F es cero. cuando el rotor de F es cero. Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir que cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencial se define como:

7 Energía de deformación. La energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformación. energía internasólido deformableenergía internasólido deformable Cuando un sólido se deforma parte aumenta su energía interna, este aumento de energía puede ocasionar cambios termodinámicos reversibles y/o cambios termodinámicos irreversibles. Por tanto la energía de deformación admite la siguiente descomposición:

8 Sistema de unidades. Conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades: Sistema Internacional de UnidadesSistema Internacional de Unidades o SI: Es el sistema más usado. Sus unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el kelvin, la candela y el mol. metro kilogramosegundoamperekelvincandela mol Sistema Internacional de Unidadesmetro kilogramosegundoamperekelvincandela mol Sistema Métrico DecimalSistema Métrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas. Sistema Métrico Decimal Sistema CegesimalSistema Cegesimal o CGS.: Denominado así porque sus unidades básicas son el centímetro, el gramo y el segundo. centímetrogramo segundo Sistema Cegesimalcentímetrogramo segundo

9 Sistema NaturalSistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes físicas valgan exactamente 1. Sistema Natural Sistema Técnico de UnidadesSistema Técnico de Unidades: Derivado del sistema métrico con unidades del anterior, todavía utilizado en la técnica por ser unidades muy intuitivas. Sistema Técnico de Unidades Sistema InglésSistema Inglés: Aún utilizado en los países anglosajones. Muchos de ellos lo están intentando reemplazar por el Sistema Internacional de Unidades. Sistema Inglés

10 Sistema Internacional de Unidades. El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI (en francés, (Système International d'Unités) es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecedente y que ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol. francés sistema de unidadessistema métrico decimal1960Conferencia General de Pesas y Medidas1971francés sistema de unidadessistema métrico decimal1960Conferencia General de Pesas y Medidas1971

11 El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, también denominadas unidades fundamentales. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como fundamentales, a partir de las cuales se definen las demás: magnitudes físicasmagnitudes físicas Magnitud física fundamental Unidad básica o fundamental Símbol o Observaciones Longitud metro m Se define en función de la velocidad de la luz velocidad de la luzvelocidad de la luz Masa kilogramo kg No se define como 1000 gramos Tiempo segundo s Se define en función del tiempo atómico tiempo atómicotiempo atómico Intensidad de corriente eléctrica Intensidad de corriente eléctrica amperioamperio o ampere amperioA Se define a partir del campo eléctrico campo eléctricocampo eléctrico Temperatura kelvin K Se define a partir del grado Celsius grado Celsiusgrado Celsius Cantidad de sustancia Cantidad de sustancia mol mol Véase también Número de Avogadro Número de AvogadroNúmero de Avogadro Intensidad luminosa Intensidad luminosa candela cd

12 Sistema métrico decimal. Fue implantado por la 1ª Conferencia General de Pesos y Medidas (París, 1889), con el que se pretendía buscar un sistema único para todo el mundo para facilitar el intercambio, ya que hasta entonces cada país, e incluso cada región, tenía su propio sistema, a menudo con las mismas denominaciones para las magnitudes, pero con distinto valor. Conferencia General de Pesos y MedidasParís1889Conferencia General de Pesos y MedidasParís1889 Como unidad de medida de longitud se adoptó el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre. El original se depositó en París y se hizo una copia para cada uno de los veinte países firmantes del acuerdo. longitudmetro meridianolongitudmetro meridiano Como medida de capacidad se adoptó el litro, equivalente al decímetro cúbico. litro Como medida de masa se adoptó el kilogramo, masa de un litro de agua pura. masakilogramomasakilogramo

13 Sistema Anglosajón de Unidades El sistema Inglés de unidades es el conjunto de las unidades no métricas que se utilizan actualmente en los Estados Unidos y en muchos territorios de habla inglesa (como en el Reino Unido), pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra, e incluso sobre la diferencia de valores entre otros tiempos y ahora. unidades Estados UnidosReino Unido unidades Estados UnidosReino Unido El sistema para medir longitudes en los Estados Unidos se basa en la pulgada, el pie (medida), la yarda y la milla. Estados UnidosEstados Unidos

14 La medida internacional utiliza la misma definición de las unidades que se emplean en el Reino Unido y otros países del Commonwealth. Las medidas de agrimensura utilizan una definición más antigua que se usó antes de que los Estados Unidos adoptaran la medida internacional. Commonwealth 1 pulgada (in) = 25,4 mm 1 pulgada (in) = 25,4 mm 1 pie (ft) = 12 in = 30,48 cm 1 pie (ft) = 12 in = 30,48 cmpie 1 yarda (yd) = 3 ft = 91,44 cm 1 yarda (yd) = 3 ft = 91,44 cm 1 milla (mi) = 1760 yd = 1, km 1 milla (mi) = 1760 yd = 1, km 1 rod (rd) = 16.5 ft = 5,0292 m 1 rod (rd) = 16.5 ft = 5,0292 m 1 furlong (fur) = 40 rd = 660 ft = 201,168 m 1 furlong (fur) = 40 rd = 660 ft = 201,168 m 1 milla = 8 fur = 5280 ft = 1, km 1 milla = 8 fur = 5280 ft = 1, km

15 EQUIVALENCIA DE UNIDADES Si bien la mayoría de los países del mundo han adoptado el SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (S.I.), los países de origen sajón tardarán aún algún tiempo en adoptar las nuevas unidades, en razón de lo acentuado de sus costumbres en utilizar los antiguos sistemas. Mientras ello no ocurra, será necesario tener en claro las equivalencias de las respectivas unidades.

16 SISTEMA INTERNACIONAL Pulgada (Inch) in ó" Pie (Foot) ft ó ' Yarda (Yard) yd milímetro mm centímetro cm metro m 1 milímet ro = 1 centím etro = 1 metro = , ,001 0,01 1 0,0394 0, ,3701 0,0033 0,0328 3,2809 0,0011 0,0109 1, pulgada = 1 pie = 1 yarda = 25,4 304,8 914,4 2,54 30,48 91,44 0,0254 0,3048 0, , ,0278 0, LONGITUD

17 S.I. Milla Esta tuto (mile ) Estadio (furl ong) Cadena (chai n) Rod (= perc h) rd Braza (fath om) Yarda (yar d) Yd Pie (foot ) ft metro m 1 metro = ,344 0, , , , , , , estadio = 1 cade na = 201,168 20, rod = 1 braz a = 5,0292 1, / / /2 6 1 yarda = 1 pie = 0,9144 0,


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