MANUAL DE FISICA GENERAL-VFparte 1 - Osinergmin

1 MANUAL de F sica General 1 TEMARIO LIBRO DE F SICA GENERAL NOVIEMBRE 2017 MANUAL de F sica General 2 CONTENIDO Cap tulo 1 F sica General 1. Unidades de medida SI y Sistema Ingl s 2. Ecuaciones Dimensionales 3. Cantidades Escalares y Vectoriales Cap tulo 2 Mec nica del Cuerpo R gido 1. Cinem tica 2. Tipos de movimientos 3. Condiciones de equilibrio Cap tulo 3 Energ a y cantidad de movimiento 1. Energ a, tipos de energ a 2. Trabajo, Potencia 3. Teoremas de conservaci n de la energ a MANUAL de F sica General 3 Cap tulo 4 Termodin mica 1. Magnitudes Termodin micas 2. Leyes de la Termodin mica 3. Sistemas Termodin micos (abierto, cerrado) 4. Procesos y ciclos termodin micos (Brayton, Rankine, Otto y Diesel) 5. Estados termodin micos de la Sustancia Pura 6.

2 Calorimetr a 7. Combusti n, n meros de Octano y Cetano Cap tulo 5 Electrost tica y electrodin mica 1. Carga el ctrica. Ley de Coulomb 2. Campo el ctrico: Teorema de Gauss 3. Potencial y corriente el ctrica 4. Circuitos el ctricos RCL Cap tulo 6 Electromagnetismo 1. Campos magn ticos, Ley de Biot Savart 2. Ley de Ampere. Ley de Faraday 3. Circuitos Magn ticos. Hist resis (p rdidas en n cleos magn ticos) 4. Teoremas de conservaci n de la energ a MANUAL de F sica General 4 Cap tulo 7 An lisis de Circuitos 1. Sistemas Trif sicos 2. Divisor de tensi n y de corriente. Leyes de Kirchoff 3. Teoremas de superposici n, Norton y Thevenin 4. Potencia el ctrica. Factor de potencia MANUAL de F sica General 5 CAP TULO 1 F sica General 1. Unidades de medida SI y Sistema Ingl s A.

3 Sistema Internacional de Unidades El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, tambi n denominado Sistema Internacional de Medidas, es la forma actual del sistema m trico decimal. El SI tambi n es conocido como sistema m trico. Una de las principales caracter sticas, es que sus unidades est n basadas en fen menos f sicos fundamentales. La nica excepci n es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que est definida como la masa del prototipo internacional del kilogramo. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que est n referidas a trav s de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Unidades B sicas - Unidades b sicas del SI El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades b sicas, tambi n denominadas unidades fundamentales.

4 MANUAL de F sica General 6 Magnitud F sica Fundamental Unidad b sica o Fundamental S mbolo Observaciones Longitud (L) metro m Se define en funci n de la velocidad de la luz Tiempo (T) segundo s Se define en funci n del tiempo at mico Masa (M) kilogramo kg Es la masa del cilindro patr n custodiado en Sevres, Francia Intensidad de corriente el ctrica (I) amperio o ampere A Se define a partir del campo el ctrico Temperatura ( ) kelvin K Se define a partir de la temperatura termodin mica del punto triple del agua Cantidad de sustancia (N) mol mol V ase tambi n N mero de Avogadro Intensidad luminosa (I) candela cd V ase tambi n conceptos relacionados: Lumen, Lux e Iluminaci n f sica Las unidades b sicas tienen m ltiplos y subm ltiplos, que se expresan mediante prefijos. As , por ejemplo, la expresi n kilo indica mil y por lo tanto, 1 kg son 1000 m, del mismo modo que mili indica mil sima y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.

5 - Definiciones de las unidades b sicas El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades b sicas, tambi n denominadas unidades fundamentales. Kelvin (K). Unidad de Temperatura Termodin mica Un kelvin es la temperatura termodin mica correspondiente a la fracci n 1/273,16 de la temperatura termodin mica del punto triple del agua. Segundo(s). Unidad de tiempo. El segundo es la duraci n de 9 192 631 770 periodos de la radiaci n correspondiente a la transici n entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de cesio 133. Metro (m). Unidad de longitud. MANUAL de F sica General 7 Un metro es la longitud de trayecto recorrido en el vac o por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo. Kilogramo (kg). Unidad de masa. Un kilogramo es una masa igual a la almacenada en un prototipo.

6 Amperio (A). Unidad de intensidad de corriente el ctrica. Un amperio es la intensidad de una corriente constante que manteni ndose en dos conductores paralelos, rectil neos, de longitud infinita, de secci n circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vac o, producir a una fuerza igual a 2 10 7 newton por metro de longitud. Mol (mol). Unidad de cantidad de sustancia. Un mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Candela (cd). Unidad de intensidad luminosa. Definici n: Una candela es la intensidad luminosa, en una direcci n dada, de una fuente que emite una radiaci n monocrom tica de frecuencia 540 1012 hercios y cuya intensidad energ tica en dicha direcci n es 1/683 vatios por estereorradi n.

7 2. Unidades derivadas del SI Con esta denominaci n se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes f sicas que son resultado de combinar magnitudes f sicas tomadas como fundamentales. Ejemplos de unidades derivadas Unidad de volumen o metro c bico, resultado de combinar tres veces la longitud, una de las magnitudes fundamentales. Unidad de densidad o cantidad de masa por unidad de volumen, resultado de combinar la masa (magnitud fundamental) con el volumen (magnitud derivada). Se expresa en kilogramos por metro c bico y no tiene nombre especial. Unidad de fuerza, magnitud que se define a partir de la segunda ley de Newton (fuerza = masa aceleraci n). La masa es una de las magnitudes fundamentales pero la aceleraci n es derivada.

8 Por tanto, la unidad resultante (kg m s 2) es derivada. Esta unidad derivada tiene nombre especial, newton. MANUAL de F sica General 8 Unidad de energ a, que por definici n es la fuerza necesaria para mover un objeto en una distancia de un metro, es decir fuerza por distancia. Su nombre es el julio (unidad) y su s mbolo es J. Por tanto, J = N m. En cualquier caso, siempre es posible establecer una relaci n entre las unidades derivadas y las b sicas o fundamentales mediante las correspondientes ecuaciones dimensionales. Definiciones de las Unidades derivadas Hercio (Hz). Unidad de frecuencia 1 Hzs Un hercio es un ciclo por cada segundo. Newton (N). Unidad de fuerza. Un newton es la fuerza necesaria para proporcionar una aceleraci n de 1 m/s2 a un objeto cuya masa es de 1 kg.

9 Pascal (Pa). Unidad de presi n. 2 NPam Un pascal es la presi n que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma. Julio (J). Unidad de energ a, trabajo y calor. 22kg mJ N ms Un joule es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicaci n se desplaza 1 metro en la direcci n de la fuerza. En t rminos el ctricos, un joule es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de 1 voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de 1 segundo. MANUAL de F sica General 9 Vatio (W). Unidad de potencia. 23m kgJWV Ass Un vatio es la potencia que da lugar a una producci n de energ a igual a 1 julio por segundo. En t rminos el ctricos, un vatio es la potencia producida por una diferencia de potencial de 1 voltio y una corriente el ctrica de 1 amperio.

10 Culombio (C). Unidad de carga el ctrica. C A s F V Un Culombio es la cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio de intensidad. Voltio (V). Unidad de potencial el ctrico y fuerza electromotriz. 23m kgJVCsA La diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de un amperio utiliza un vatio de potencia. Ohmio ( ). Unidad de resistencia el ctrica. 232m kgVAsA Un ohmio es la resistencia el ctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 voltio aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 amperio, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor. Siemens (S).