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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Dinámica


La dinámica es una rama de la física que trata las causas del movimiento y cómo afectan al movimiento. Juega un papel vital en la comprensión de cómo los objetos comienzan a moverse, paran y cambian de dirección. El núcleo de la dinámica es el estudio de las fuerzas y la interacción de los objetos. En términos simples, nos ayuda a entender cómo y por qué los objetos se mueven.

¿Qué es la fuerza?

Antes de profundizar en la dinámica, es importante entender qué es una fuerza. La fuerza es un empuje o tirón aplicado a un objeto que puede cambiar su movimiento. Las fuerzas tienen tanto magnitud (qué tan fuerte) como dirección, lo que las hace cantidades vectoriales. Un ejemplo común es cuando empujas un carrito de compras, la fuerza que aplicas hace que se mueva.

Leyes del Movimiento de Newton

La dinámica se basa en gran medida en las tres leyes del movimiento de Sir Isaac Newton, que describen cómo se comportan los objetos cuando las fuerzas actúan sobre ellos. Vamos a explorar cada ley con ejemplos.

Primera ley del movimiento de Newton

También llamada la ley de la inercia, establece que un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento continuará moviéndose a la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que se le aplique una fuerza externa.

Por ejemplo, considera un disco de hockey deslizándose sobre hielo. Continuará moviéndose en línea recta a menos que una fuerza, como la fricción o el palo de un jugador, actúe sobre él.

Segunda ley del movimiento de Newton

Esta ley describe cómo cambia la velocidad de un objeto cuando se le aplica una fuerza externa. Se puede formular de la siguiente manera:

F = m * a

Donde F es la fuerza aplicada a un objeto, m es la masa del objeto, y a es la aceleración. Esta ecuación nos dice que la fuerza aplicada produce una aceleración proporcional a la masa del objeto.

Imagina empujar dos cajas, una llena de plumas y la otra con ladrillos. La misma fuerza producirá una aceleración mucho mayor en la caja con plumas porque tiene menos masa.

F Masa

Tercera ley del movimiento de Newton

Conocida por la frase "para cada acción, hay una reacción igual y opuesta," esta ley establece que las fuerzas siempre ocurren en pares. Cuando el objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto B, el objeto B ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el objeto A.

Un ejemplo simple es la interacción entre las ruedas de un coche y el suelo. A medida que las ruedas empujan hacia atrás en el suelo, el suelo empuja las ruedas hacia adelante, haciendo que el coche se mueva hacia adelante.

Diferentes tipos de fuerzas

En dinámica, diferentes tipos de fuerzas pueden afectar el movimiento de un objeto. Aquí hay algunas fuerzas comunes que puedes encontrar:

Fuerza gravitacional

Es la fuerza de atracción entre dos cuerpos. Mantiene a los planetas en órbita y hace que los objetos caigan al suelo. La fuerza se puede calcular usando la ley de gravitación universal de Newton.

F = G * (m1 * m2) / r^2

donde F es la fuerza entre las masas, G es la constante gravitacional, m1 y m2 son las masas, y r es la distancia entre los centros de las dos masas.

Gravedad

Fuerza normal

Es la fuerza de soporte aplicada a un objeto en contacto con una superficie. Por ejemplo, un libro colocado sobre una mesa experimenta una fuerza normal igual a su peso, que actúa perpendicular a la superficie.

Fuerza de fricción

La fricción se opone al movimiento de deslizamiento de una superficie sobre otra. Puede afectar significativamente el movimiento de un objeto. Hay dos tipos principales de fricción: fricción estática, que detiene el movimiento, y fricción cinética, que ralentiza un objeto en movimiento.

choque

Fuerza de tensión

Esta fuerza se transmite a través de una cuerda, soga o cable cuando se estira por fuerzas que actúan en ambos extremos. Actúa en la dirección de la cuerda o cable.

Aplicación de la dinámica en situaciones de la vida real

Veamos algunos ejemplos cotidianos donde la movilidad juega un papel vital:

Coches

Cuando un coche acelera, frena o gira, la dinámica describe cómo las fuerzas entre los neumáticos y la carretera afectan su movimiento. Los ingenieros diseñan coches para máxima seguridad entendiendo estas fuerzas.

Deportes

Los atletas usan su conocimiento de las fuerzas para mejorar su rendimiento. Por ejemplo, un jugador de baloncesto usa la dinámica para calcular el ángulo y la fuerza correctos necesarios para hacer un tiro perfecto.

Atracciones de parque de atracciones

Las montañas rusas, por ejemplo, son grandes ejemplos de dinámica en acción porque dependen de la gravedad y de las fuerzas centrífugas para emocionar a los usuarios.

Ejemplo de problema y solución

Vamos a resolver un problema simple usando la segunda ley del movimiento de Newton:

Si un coche de juguete de masa 2 kg es empujado con una fuerza de 10 N, ¿cuál será su aceleración?

F = m * a
10 N = 2 kg * a
a = 10 N / 2 kg
a = 5 m/s²

La aceleración del coche de juguete es de 5 metros por segundo al cuadrado.

En conclusión, la dinámica nos proporciona información fundamental sobre la interacción de las fuerzas y sus efectos en el movimiento. Al explorar la dinámica, obtenemos una comprensión más profunda de las fuerzas que gobiernan el mundo natural y nuestras experiencias cotidianas.


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