Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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Leyes del movimiento de Newton


Las leyes del movimiento de Newton son tres leyes físicas que forman la base de la mecánica clásica. Describen la relación entre el movimiento de un objeto y las fuerzas que actúan sobre él. Estas leyes fueron formuladas por primera vez por Sir Isaac Newton en su obra "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", publicada en 1687. Las tres leyes del movimiento son las siguientes:

Primera ley: Ley de la inercia

La primera ley, también llamada ley de la inercia, establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento seguirá moviéndose a una velocidad constante, a menos que se le aplique una fuerza externa. Esto significa que los objetos continúan haciendo lo que estan haciendo a menos que haya un cambio.

Entendiendo la inercia

La inercia es la tendencia de un objeto a resistir un cambio en su estado de movimiento. Más masa significa más inercia porque se necesita más fuerza para cambiar el movimiento del objeto. Por ejemplo, considere un camión pesado y un automóvil pequeño. El automóvil pequeño es más fácil de empujar porque tiene menos masa y, por lo tanto, menos inercia que el camión.

inercia de una caja

Esta imagen muestra una caja en el suelo. Si no se le aplica ninguna fuerza, la caja no se moverá debido a su inercia. Si la empujas, comenzará a moverse superando la inercia.

Ejemplos en la vida cotidiana

  • Coche estacionado: Un coche estacionado permanece estacionario a menos que alguien aplique una fuerza para moverlo, como arrancar el motor y conducir.
  • Bicicleta en movimiento: Cuando pedaleas, la bicicleta continúa moviéndose por el camino hasta que aplicas los frenos o choca con algo.

Segunda ley: Ley de la aceleración

La segunda ley describe cómo cambia la velocidad de un objeto cuando se le aplica una fuerza externa. Esta ley establece que la aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza neta que se le aplica e inversamente proporcional a su masa. La ecuación matemática para esta ley es:

F = ma

Donde:

  • F es la fuerza neta aplicada al objeto (en Newtons).
  • m es la masa del objeto (en kilogramos).
  • a es la aceleración (en metros por segundo al cuadrado).

Visualización de la aceleración

t = 0 t = 1 t = 2 t = 3

La ilustración muestra cómo cambia la posición de un objeto con el tiempo cuando se le aplica una fuerza constante. A medida que aumenta el tiempo, la velocidad aumenta, lo que muestra la aceleración.

Ejemplos en la vida cotidiana

  • Empujar un carrito de compras: Cuando se aplica la misma fuerza a un carrito cargado, debido a su mayor masa, se mueve más lento que un carrito vacío.
  • Dejar caer una pelota: Cuando se deja caer una pelota, esta acelera hacia abajo debido a la fuerza de la gravedad.

Tercera ley: La ley de acción y reacción

La tercera ley establece que para cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esta ley explica la naturaleza de la interacción de fuerzas entre dos objetos. Cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud pero en dirección opuesta sobre el primer objeto.

Fuerza retroalimentación

Este diagrama muestra dos esferas actuando una sobre la otra. La línea naranja representa la fuerza ejercida por la esfera izquierda, mientras que la línea azul representa la fuerza de reacción ejercida por la esfera derecha, ilustrando la tercera ley de Newton.

Ejemplos en la vida cotidiana

  • Caminar: Cuando caminas, tu pie empuja el suelo hacia atrás, y el suelo empuja hacia adelante sobre tu pie, moviéndote hacia adelante.
  • Propulsión de cohetes: Los cohetes se mueven hacia arriba empujando gas hacia abajo. La acción de expulsar el gas crea una reacción igual y opuesta que empuja el cohete hacia arriba.

Combinación de leyes

Juntas, las tres leyes de Newton explican cómo las fuerzas interactúan y causan el movimiento de los objetos. Proporcionan la comprensión fundamental utilizada para resolver problemas complejos en física e ingeniería. Consideremos algunos escenarios que involucran estas leyes:

Escenario de un accidente de tráfico

Imagine dos coches chocando de frente. La primera ley se aplica porque la inercia hará que el contenido de los coches continúe moviéndose a la velocidad inicial a menos que se aplique otra fuerza sobre ellos. La segunda ley se aplica cuando la fuerza aplicada a los coches determina el cambio en su velocidad o aceleración. La tercera ley muestra que el coche A y el coche B ejercen fuerzas iguales y opuestas entre sí durante la colisión.

Escenario de una pelota que rebota

Cuando una pelota rebota en el suelo, las tres leyes están en funcionamiento. La primera ley aparece cuando la pelota continúa moviéndose después de ser soltada. La segunda ley se aplica cuando la fuerza del suelo cambia la dirección de la velocidad de la pelota. La tercera ley aparece cuando la acción de la pelota golpeando el suelo hace que el suelo ejerza una fuerza igual y opuesta hacia arriba, haciendo que la pelota rebote.

Conclusión

Las leyes del movimiento de Newton proporcionan un marco crucial para entender el comportamiento de los objetos y las fuerzas que actúan sobre ellos. Forman la piedra angular de la mecánica clásica, permitiéndonos predecir cómo se moverán e interactuarán los objetos en el mundo que nos rodea. Desde actividades cotidianas hasta aplicaciones tecnológicas avanzadas, estas leyes siguen siendo fundamentales para nuestro entendimiento de la física y el movimiento.


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