viernes, 19 de febrero de 2016

Aplicaciones de la Física en la Vida Cotidiana

Por medio de las magnitudes físicas se pueden medir: fuerza, velocidad, distancia, tiempo, aceleración, etc. Con estas unidades y por medio de formulas físicas, hemos podido crear instrumentos de medición, herramientas de todo tipo, entre otros, los cuales nos han facilitado la vida.

Por ejemplo, en el tablero de un coche podemos encontrar medidores de velocidad, medidores de presión del agua, medidor de gasolina, entre otros. Por ejemplo, el medidor de gasolina consta de un flotador y un medidor. El flotador se encuentra sujeto al tanque de gasolina y envía una señal al medidor el cual indica el nivel de gasolina mediante una aguja (entre más arriba esté el flotador, más lleno está el tanque).

Casi todas las tecnologías que usamos utilizan la física para su funcionamiento el aspirador, las bombas que suben agua por las tuberías, la televisión… Aunque no lo parezcan hacen falta conocimientos de física para elaborar todo esos productos.

Ejemplos:



Lanzamiento Inclinado como aplicación en la Vida cotidiana:

Ejemplos:
  1. Camiones que transportan auto-móviles, las rampas por donde los suben y bajan 
  2. tobogán en el que se deslizan los niños en los juegos de las plazas
  3. Una pista de esquí en la montaña 
  4. Cordialmente, Leopardo.

Caída Libre Como aplicación en la Vida Cotidiana:

En la vida cotidiana es posible encontrar maneras de calcular la altura de los objetos, una de ellas es la aplicación de los principios de caída libre, utilizando los conceptos fundamentales que esta implica: como tiempo, aceleración, de la gravedad, es posible determinar la altura o velocidad de cualquier objeto que posea una forma con una magnitud cuantifica-ble.

Ejemplos:

1) de un árbol cae una manzana. 
2) dejas caer una piedra en un pozo. 
3) del 3° piso de un edificio se te cae el teléfono celular. 
4) se te cae una moneda de la bolsa de tu camisa. 
5) una taza cae desde la mesa en la cocina. 

Lanzamiento Vertical Como Aplicación en la Vida Cotidiana:

Todos aquellos objetos que se lanzan hacia abajo o hacia arriba, caen libremente una vez que se deja en libertad y experimentan la aceleración de la gravedad dirigida hacia abajo, al igual que los que se dejan caer libremente.

Puede ser Hacia abajo:






Puede ser hacia arriba



Problemas de Tiro Vertical:






Biografías

Albert Einstein

Nace el 14 de Marzo de 1879 en Alemania y era un Científico estadounidense de origen alemán. En 1880 su familia se trasladó a Munich y luego (1894-96) a Milán. Frecuentó un instituto muniqués, prosiguió sus estudios en Italia y finalmente se matriculó en la Escuela Politécnica de Zurich (1896-1901). Obtenida la ciudadanía suiza (1901), encontró un empleo en el Departamento de Patentes; aquel mismo año contrajo matrimonio.


                                         

En 1905 publicó en Annalen der Physik sus primeros trabajos sobre la teoría de los quanta, la de la relatividad y los movimientos brownianos, y llegó a profesor libre de la Universidad de Berna. En 1909 fue nombrado profesor adjunto de la de Zurich y en 1910 pasó a enseñar Física teórica en la Universidad alemana de Praga. Luego dio clases de esta misma disciplina en la Escuela Politécnica zuriquesa (1912). En 1913, nombrado miembro de la Academia de Prusia, se trasladó a Berlín. En 1916 se casó en segundas nupcias. Publicó entonces Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie e inició una serie de viajes a los Estados Unidos, Inglaterra, Francia, China, Japón, Palestina y España (1919-32).

Einstein es uno de los grandes genios de la humanidad. En el ámbito de las ciencias físicas llevó a cabo una revolución todavía en marcha y cuyos alcances no pueden medirse aún en toda su amplitud.

Durante los últimos años de su existencia, Einstein fijó los fundamentos de una tercera teoría, la del "campo unitario", que unifica en un solo sistema tanto las ecuaciones del ámbito electromagnético como las del campo de la gravitación. Muere el 18 de Abril de 1955.
 

Galileo Galilei

Físico y astrónomo italiano. Sus estudios sobre la caída de los cuerpos y la trayectoria de los proyectiles sentaron las bases sobre las que Newton fundaría la física clásica; en astronomía, la invención del telescopio le permitió acumular pruebas en apoyo del modelo heliocéntrico de Copérnico. Pero más allá de sus aportaciones concretas, que lo definen como un eslabón fundamental en la revolución científica europea de los siglos XVI y XVII, la relevancia histórica de Galileo reside sobre todo en la introducción del método científico experimental, y también en su condición de símbolo: pese a su desenlace, el proceso inquisitorial a que fue sometido por defender el heliocentrismo ha pasado a representar el triunfo definitivo de la ciencia y la razón sobre el oscurantismo cultural y religioso de la Edad Media.
                             
Nacido en Pisa, ciudad perteneciente al Ducado de Toscana en época de Galileo, fue el primogénito del florentino Vincenzo Galilei, músico por vocación aunque obligado a dedicarse al comercio para sobrevivir. En 1574 la familia se trasladó a Florencia, y Galileo fue enviado un tiempo (quizá como novicio) al monasterio de Santa Maria di Vallombrosa, hasta que, en 1581, su padre lo matriculó como estudiante de medicina en la Universidad de Pisa. Pero en 1585, tras haberse iniciado en las matemáticas fuera de las aulas, abandonó los estudios universitarios sin obtener ningún título, aunque sí había adquirido gusto por la filosofía y la literatura.

Todos estos esfuerzos culminarían un siglo después en la sistematización de la mecánica por obra de Isaac Newton: las tres leyes del movimiento y la ley de gravitación universal, que dedujo de las anteriores, daban cumplida explicación del movimiento de los cuerpos terrestres y de los planetas, logrando la unificación de la mecánica terrestre y celeste.

Aristóteles


Filósofo griego. Hijo del médico real de Macedonia, estuvo veinte años en la Academia de Platón, primero como discípulo y luego como investigador y como tutor. Candidato a ser el sucesor del maestro, se afirma (aunque es dudoso) que quedó despechado por el nepotismo de la elección de Espeusipo y marchó a Assos (Asia Menor), donde escribió su diálogo Sobre la filosofía (la «carta de Assos») y fundó un centro de estudio bajo la protección de su amigo Hermias, gobernador de Atarnea, con una de cuyas parientes, llamada Pitias, se casó.

                                               
Gracias a él, sabemos de la ciencia positiva de la época y de los trabajos y concepciones de sus predecesores y contemporáneos. Aristóteles aporta siempre agudas y originales observaciones y no pocas de sus adquisiciones lo han sido de las ciencias naturales de todos los tiempos (algunas, incluso, no confirmadas hasta el siglo XIX): describió unas 400 especies (de las que disecó unas 50), distinguió entre animales «sanguíneos» (vertebrados) y «exangües» (invertebrados), clasificó a los murciélagos como mamíferos, describió la vida social de las abejas, distinguió entre insectos dípteros e himenópteros y entre rocas y minerales y aportó la noción capital de especie.


Nicolás Copérnico

Nacido en el seno de una rica familia de comerciantes, Nicolás Copérnico quedó huérfano a los diez años y se hizo cargo de él su tío materno, canónigo de la catedral de Frauenburg y luego obispo de Warmia. En 1491 Copérnico ingresó en la Universidad de Cracovia, siguiendo las indicaciones de su tío y tutor. En 1496 pasó a Italia para completar su formación en Bolonia, donde cursó derecho canónico y recibió la influencia del humanismo italiano; el estudio de los clásicos, revivido por este movimiento cultural, resultó más tarde decisivo en la elaboración de la obra astronómica de Copérnico.


                                         

No hay constancia, sin embargo, de que por entonces se sintiera especialmente interesado por la astronomía; de hecho, tras estudiar medicina en Padua, Nicolás Copérnico se doctoró en derecho canónico por la Universidad de Ferrara en 1503. Ese mismo año regresó a su país, donde se le había concedido entre tanto una canonjía por influencia de su tío, y se incorporó a la corte episcopal de éste en el castillo de Lidzbark, en calidad de su consejero de confianza.


















Lanzamiento Inclinado

"Consiste en estudiar el caso de una partícula o proyectil que se lanza con una velocidad inicial, formando un ángulo con la dirección horizontal. Su velocidad cambia constantemente debido a la acción del campo gravitatorio"  es decir, que estará presente dos movimientos en el lanzamiento, uno es, en el que el objeto sube hasta llegar a un punto máximo, y ahí se vuelve un lanzamiento de caída libre porque el objeto tendrá que bajar por causa de la gravedad. 


Ecuaciones Del Lanzamiento Inclinado

hay dos ecuaciones que rigen el lanzamiento inclinado:

1 -   \mathbf{v_0} = v_0 \, \cos{\phi} \, \mathbf{i} + v_0 \, \sin{\phi} \, \mathbf{j}

2-   \mathbf{a} = -g \, \mathbf{j}


donde:
  •  v_0 \,  es el modulo de la velocidad inicial
  •  \phi \,  es el angulo de la velocidad inicial sobre la horizontal
  •  g \,  es la aceleración de la gravedad.
La Velocidad inicial se compone de dos partes
  •  v_0 \, \cos{\phi}  que se denomina componente horizontal de la velocidad inicial
En lo sucesivo  v_{0x} \,  

 v_0 \, \sin{\phi}  que se denomina componente vertical de la velocidad inicial

En lo sucesivo  v_{0y} \,

se puede expresar la velocidad inicial de este modo:

 \mathbf{v_0} = v_{0x} \, \mathbf{i} + v_{0y} \, \mathbf{j}

Sera que la que se utilice, excepto en los casos en los que deba tenerse en cuenta el ángulo de la velocidad inicial.

Ecuación de la Aceleración

La única aceleración que interviene en este movimiento es la de la gravedad, que corresponde a la ecuación:

 \mathbf{a} = -g \, \mathbf{j}

que es vertical y hacia abajo.


Ecuación de la Velocidad

La velocidad de un cuerpo que sigue una trayectoria parabólica se puede obtener integrando la siguiente ecuación :

   \begin{cases}
      \mathbf{a}    = \cfrac{d\mathbf{v}}{dt} = -g \mathbf{i} \\
      \mathbf{v}(0) = v_{0x}\mathbf{i}+v_{0y}\mathbf{j}
   \end{cases}





La integración es muy sencilla por tratarse de una ecuación diferencial de primer grado y el resultado final es:
                      \mathbf{v}(t) = v_{0x}\mathbf{i}+(v_{0y}-gt)\mathbf{j}