Resumen de Guía de Estudio para Admisión Universitaria
Guía de Estudio para Admisión Universitaria exBach 2024
Física: Guía de estudio para autoaprendizaje
Introducción
La física estudia los fenómenos naturales y las leyes que gobiernan la materia, la energía y sus interacciones. Esta guía resume conceptos esenciales: mediciones, movimiento, fuerzas, energía, fluidos, termodinámica, electricidad y óptica, con ejemplos y aplicaciones prácticas para facilitar el aprendizaje autónomo.
Definición: La física es la ciencia que investiga las propiedades de la materia y la energía y las leyes que rigen sus transformaciones.
1. Concepto de física y sus relaciones
- La física se relaciona con la química, la biología, la ingeniería y la geología al ofrecer modelos y leyes que explican procesos naturales y tecnológicos.
- Ramas principales: mecánica, termodinámica, electromagnetismo, óptica, física de fluidos y física moderna.
Aplicación real
- Ingeniería: diseño de estructuras y máquinas.
- Medicina: imágenes por resonancia y radiografías.
- Tecnología: sensores, electrónica y comunicaciones.
2. Medición y magnitudes físicas
Definición: Medir es comparar una magnitud física con una unidad establecida del Sistema Internacional (SI).
- Magnitudes fundamentales del SI: longitud (m), masa (kg), tiempo (s), corriente eléctrica (A), temperatura termodinámica (K), cantidad de sustancia (mol), intensidad luminosa (cd).
- Unidades derivadas: velocidad (m/s), aceleración (m/s^2), fuerza (N = kg·m/s^2), energía (J = N·m).
Ejemplo práctico
- Medir una longitud con una regla en metros y convertir a centímetros: $1\ \mathrm{m} = 100\ \mathrm{cm}$.
3. Conversión de unidades y notación científica
- Usa factores de conversión multiplicando por 1 en forma de cociente: $1\ \mathrm{km} = 1000\ \mathrm{m}$ implica $5\ \mathrm{km} = 5\times 1000\ \mathrm{m} = 5000\ \mathrm{m}$.
- Notación científica: expresar números grandes o pequeños como $a\times 10^{n}$ con $1 \leq a < 10$.
Ejemplo: $0.00034 = 3.4\times 10^{-4}$, $450000 = 4.5\times 10^{5}$.
4. Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)
Definición: Movimiento con trayectoria recta y velocidad constante.
- Ecuación principal: $$x = x_0 + vt$$ donde $x$ es la posición, $x_0$ la posición inicial, $v$ la velocidad y $t$ el tiempo.
Características:
- Aceleración $a=0$.
- Gráfica posición-tiempo: recta con pendiente $v$.
Ejemplo: Un auto a $20\ \mathrm{m/s}$ recorre en $t=10\ \mathrm{s}$ una distancia $\Delta x = v t = 200\ \mathrm{m}$.
5. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)
Definición: Movimiento en línea recta con aceleración constante.
Ecuaciones clave:
- $$v = v_0 + a t$$
- $$x = x_0 + v_0 t + \tfrac{1}{2} a t^2$$
- $$v^2 = v_0^2 + 2 a \Delta x$$
Ejemplo: Caída libre sin resistencia del aire tiene aceleración $g\approx 9.81\ \mathrm{m/s^2}$.
6. Fuerzas y su acción
Definición: Fuerza es toda causa capaz de cambiar el estado de movimiento de un objeto; se mide en newton (N).
- Fuerza neta: suma vectorial de fuerzas aplicadas.
- Fuerzas comunes: gravedad, normal, fricción, tensión, fuerza aplicada.
Diagrama de cuerpo libre
- Identifica fuerzas y aplica $\sum \vec F = m\vec a$.
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Física — Conceptos esenciales
Klíčové pojmy: La física estudia materia y energía y usa el SI para mediciones, Convertir unidades y usar notación científica facilita cálculos, MRU: $x = x_0 + vt$, aceleración $a=0$, MRUA: $v = v_0 + at$, $x = x_0 + v_0 t + \tfrac{1}{2} a t^2$, Segunda ley de Newton: $\vec F_{\text{net}} = m\vec a$, Trabajo: $W = \vec F \cdot \vec d$, energía en julios, Presión hidrostática: $p = p_0 + \rho g h$, empuje de Arquímedes, Ley de Ohm: $V = IR$, series y paralelos para resistencias, Energía cinética y potencial: $E_k = \tfrac{1}{2} m v^2$, $E_p = m g h$, Ley de Snell: $n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$, Primera ley termodinámica: $\Delta U = Q - W$, Potencia eléctrica: $P = VI = I^2 R = \tfrac{V^2}{R}$