Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Aceleración y desaceleración


La dinámica es una rama de la mecánica que se ocupa del movimiento de objetos sin considerar las fuerzas que causan el movimiento. Dos aspectos fundamentales del movimiento son la aceleración y la desaceleración, que describen cómo cambia la velocidad de un objeto con el tiempo.

Comprendiendo la aceleración

La aceleración se define como la tasa de cambio de la velocidad de un objeto. Es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección. Cuando algo se acelera, decimos que está acelerando.

Fórmula de aceleración

La aceleración se puede calcular usando la siguiente fórmula:

aceleración = (velocidad final - velocidad inicial) / tiempo

Donde:

  • velocidad final es la velocidad del objeto al final del período de tiempo
  • velocidad inicial es la velocidad del objeto al comienzo del período de tiempo
  • tiempo es el período durante el cual ocurre el cambio

Ejemplo visual de aceleración

Considera un auto que comienza desde parado y aumenta su velocidad mientras viaja en una carretera recta. Para mayor claridad, presentaré este ejemplo utilizando código en lugar de una imagen.

|Tiempo (s)| Velocidad (m/s) | Aceleración (m/s²)|
-----------------------------------------------
| 0        | 0                | 0                  |
| 1        | 5                | 5                  |
| 2        | 10               | 5                  |
| 3        | 15               | 5                  |

A medida que pasa el tiempo, la velocidad del auto aumenta 5 m/s cada segundo, resultando en una aceleración constante de 5 m/s².

Problema de ejemplo

Imagina que un auto deportivo acelera desde parado a 60 m/s en 10 segundos. ¿Cuál es la aceleración del auto?

Usando la fórmula de aceleración:

aceleración = (60 m/s - 0 m/s) / 10 s = 6 m/s²

Por lo tanto, la aceleración del auto es 6 m/s².

Comprendiendo las desaceleraciones

La desaceleración es la tasa a la cual un objeto se desacelera. Es esencialmente una aceleración negativa. Cuando un objeto se está desacelerando, su velocidad disminuye con el tiempo.

Fórmula de desaceleración

Esta fórmula es similar a la fórmula de aceleración, pero el cambio en la velocidad será un número negativo porque el objeto se está desacelerando:

desaceleración = (velocidad final - velocidad inicial) / tiempo

Ejemplo visual de una desaceleración

Imaginemos que la bicicleta se detiene después de aplicar el freno. Una vez más, ilustremos este ejemplo en forma de tabla:

|Tiempo (s)| Velocidad (m/s) | Desaceleración (m/s²)|
-----------------------------------------------
| 0        | 20               | -4                 |
| 1        | 16               | -4                 |
| 2        | 12               | -4                 |
| 3        | 8                | -4                 |
| 4        | 4                | -4                 |
| 5        | 0                | -4                 |

La bicicleta se desacelera a 4 m/s cada segundo, por lo que su tasa de desaceleración constante es -4 m/s².

Problema de ejemplo

Un tren se mueve a una velocidad de 30 m/s y se detiene en 15 segundos. Calcule la velocidad del tren.

Usando la fórmula de desaceleración:

desaceleración = (0 m/s - 30 m/s) / 15 s = -2 m/s²

La velocidad de desaceleración del tren es -2 m/s².

Aplicaciones en la vida real

La aceleración y la desaceleración se pueden ver en muchas situaciones de la vida real, incluyendo:

  • Vehículos: Autos, autobuses, trenes y aviones aceleran y desaceleran constantemente.
  • Juego: Los jugadores aumentan la velocidad cuando comienzan la carrera y la disminuyen cuando se detienen.
  • Parques de atracciones: Las montañas rusas aumentan y disminuyen la velocidad continuamente durante el recorrido.

Puntos clave a recordar

  • Tanto la aceleración como la desaceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen dirección y magnitud.
  • La aceleración da como resultado un aumento en la velocidad, mientras que la desaceleración da como resultado una disminución en la velocidad.
  • Las fórmulas para ambos son similares, pero la dirección del cambio en la velocidad determina si un objeto está acelerando o desacelerando.

Ideas avanzadas

Aunque este texto proporciona una comprensión básica, la física de nivel superior puede explorar lo siguiente:

  • Aceleración no uniforme: Cuando la aceleración no es constante, se pueden utilizar técnicas de cálculo para describir el estado cambiante.
  • Representación vectorial: En física más avanzada, la aceleración se descompone en componentes utilizando matemáticas vectoriales.
  • Relatividad de la aceleración: Se pueden explorar los efectos de la aceleración en objetos a altas velocidades desde el punto de vista de la relatividad.

Conclusión

La aceleración y la desaceleración son conceptos fundamentales en la física que describen cómo cambia la velocidad de un objeto con el tiempo. Comprender estos principios es importante para analizar el movimiento en la vida cotidiana, ya sea que estés mirando un auto acelerando, un niño en un columpio o un satélite orbitando la Tierra.

Esta amplia introducción te brinda las herramientas necesarias para pensar cómo ocurre el movimiento y sienta las bases para estudios más complejos en física.


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Aceleración y desaceleración

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