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Fundamentos de la física I

Esta colección abarca la mecánica y la termodinámica clásicas que discuten las leyes y las ecuaciones relevantes; cada tema se presenta con experimentos validando hipótesis teóricas, y ejemplos contextuales del mundo real.

  • Physics I

    10:11

    Fuente: Andrew Duffy, PhD, Departamento de física de la Universidad de Boston, Boston, MA

    Este experimento analiza en diversas situaciones que implican dos objetos interactúan.

    En primer lugar, el experimento examina las fuerzas que dos objetos se aplican unos a otros mientras que chocan. Los objetos son las carretillas que tienen masas variable. El propósito de este experimento es descubrir cuando la fuerza que ejerce el primer ro por el otro es la misma magnitud que la fuerza que ejerce el carro de segunda en la primera, como cuando estas dos fuerzas tienen magnitudes diferentes. En segundo lugar, examina las fuerzas que ejercen dos objetos el uno del otro cuando un carro es empujar o tirar el otro. Una vez más, el enfoque es en la exploración de las situaciones en que las dos fuerzas tienen la misma magnitud y que tienen magnitudes diferentes.

  • Physics I

    08:00
    Fuerza y aceleración

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    El objetivo de este experimento es entender los componentes de la fuerza y su relación con el movimiento a través de la segunda ley de Newton mediante la medición de la aceleración de un planeador siendo actuado sobre por una fuerza.

    Casi todos los aspectos del movimientoida cotidiana pueden ser descrito mediante tres leyes de Isaac Newton del movimiento. Describen cómo los objetos en movimiento tienden a permanecer en movimiento (primera ley), objetos se acelerarán cuando actuaba sobre por una fuerza neta (la segunda ley) y cada fuerza ejercida por un objeto tendrá una igual y opuesta fuerza espalda ejercido sobre ese objeto (la tercera ley). Casi todos los de preparatoria y licenciatura mecánica se basa en estos conceptos sencillos.

  • Physics I

    09:20
    Vectores en múltiples direcciones

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física de & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Este experimento demuestra cómo vectores suma y restan en múltiples direcciones. El objetivo será calcular analíticamente la suma o resta de vectores múltiples y luego confirmar experimentalmente los cálculos.

    Un vector es un objeto con magnitud y dirección. La magnitudor se denota simplemente como la longitud, mientras que la dirección es normalmente definida por el ángulo que hace con el eje x. Porque las fuerzas son vectores, se puede utilizar como una representación física de los vectores. Estableciendo un sistema de fuerzas y encontrar que la fuerza adicional va a crear un equilibrio entre las fuerzas, un sistema de vectores puede ser verificado experimentalmente.

  • Physics I

    11:41
    Cinemática y movimiento de proyectil

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Este experimento muestra la cinemática del movimiento en 1 y 2 dimensiones. Este laboratorio comenzará por estudiar movimiento en 1 dimensión, con aceleración constante, con el lanzamiento de un proyectil directamente hacia arriba y mide la altura máxima alcanzada. Esteorio se verificará que la altura máxima que alcanza es consistente con las ecuaciones cinemáticas derivadas por debajo. Movimiento en 2 dimensiones se demostrará con el lanzamiento de la pelota en un ángulo θ. Utilizando las ecuaciones cinemáticas más abajo, se puede predecir la distancia a donde el proyectil aterrizará basado en la velocidad inicial, tiempo total y ángulo de trayectoria. Esto demostrará movimiento cinemática y a la aceleración en las direcciones y y x, respectivamente.

  • Physics I

    07:31
    Ley de gravitación Universal de Newton

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    La leyenda dice que Isaac Newton vio una manzana caer de un árbol. Él notó la aceleración de la manzana y deduce que debe haber sido una fuerza que actúe sobre la manzana. Él entonces conjeturó que, si la gravedad puede actuar en la parte superior del árbol, también puedenstancias aún más grandes. Él observó el movimiento de la luna y las órbitas de los planetas y finalmente formuló la ley de la gravitación universal. La ley establece que cada partícula del universo atrae a toda otra partícula con una fuerza proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Esta fuerza actúa a lo largo de la línea que une las dos partículas. Aceleración de la gravedad g, que es la aceleración que experimenta un objeto en la superficie de la tierra debido a la fuerza gravitacional de la tierra, se medirá en esta práctica. Saber con exactitud este valor es muy importante, como describe la magnitud de la fuerza gravitacional sobre un objeto en la superficie de la tierra.

  • Physics I

    09:45
    Conservación del ímpetu

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    El objetivo de este experimento es poner a prueba el concepto de la conservación del ímpetu. Estableciendo una superficie con muy poca fricción, se pueden estudiar colisiones entre objetos en movimiento, incluyendo sus ímpetus iniciales y finales.

    La conservación del ímpetu las leyes más importantes en la física. Cuando algo se conserva en la física, el valor inicial es igual al valor final. Impulso, esto significa que el ímpetu inicial total de un sistema será igual al ímpetu total final. Segunda ley de Newton establece que la fuerza sobre un objeto será igual al cambio en el ímpetu del objeto con el tiempo. Este hecho, combinado con la idea de que el impulso se conserva, sustenta el funcionamiento de la mecánica clásica y es una poderosa herramienta para resolver problemas.

  • Physics I

    08:24
    Fricción

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    El objetivo de este experimento es examinar la naturaleza física de los dos tipos de fricción (es decir, estática y cinética). El procedimiento incluirá la medición de los coeficientes de fricción para deslizar horizontalmente los objetos, así como por un plano/p> Fricción no se entiende totalmente, pero experimentalmente se determina a ser proporcional a la fuerza normal ejercida sobre un objeto. Si el microscopio aumenta en dos superficies que están en contacto, revelaría que sus superficies son muy ásperas en pequeña escala. Esto evita que las superficies deslicen fácilmente más allá de uno otro. Combinando el efecto de superficies rugosas con las fuerzas eléctricas entre los átomos en los materiales puede explicar la fuerza de fricción. Hay dos tipos de fricción. Fricción estática es presente cuando un objeto no se mueve y cierta fuerza se requiere para obtener ese objeto en movimiento. Fricción cinética está presente cuando un objeto ya está en movimiento pero se ralentiza debido a la fricción entre las superficies de deslizamiento.

  • Physics I

    07:51
    Ley de Hooke y el movimiento armónico Simple

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Energía potencial es un concepto importante en la física. Energía potencial es la energía asociada con las fuerzas que dependen de la posición de un objeto en relación con su entorno. Energía potencial gravitatoria, que se discute en otro video, es la energía asociada quemente proporcional a la altura de un objeto sobre la tierra. Asimismo, es posible definir la energía potencial del resorte, que es directamente proporcional al desplazamiento de un resorte de su estado de relajación. Un resorte estirado o comprimido tiene energía potencial, ya que tiene la capacidad de trabajar sobre un objeto. La capacidad de"trabajar" es a menudo citada como la definición fundamental de la energía. Este video demuestra la energía potencial almacenada en los resortes. También verificará la restauración ecuación de fuerza de los resortes, o ley de Hooke. La constante del resorte es diferente para los resortes de diferentes elasticidades. Se verificará la ley de Hooke y la constante de resorte medida por diferentes pesos a un resorte suspendido y los desplazamientos resultantes de la medición.

  • Physics I

    09:04
    Diagramas de cuerpo libre y equilibrio

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Equilibrio es un caso especial en la mecánica que es muy importante en la vida cotidiana. Ocurre cuando la fuerza neta y el par neto en un objeto o sistema son ambos cero. Esto significa que las aceleraciones lineales y angulares son cero. Así, el objeto está en reposo, ontro de masa se mueve a una velocidad constante. Sin embargo, esto no significa que ninguna fuerza está actuando sobre los objetos dentro del sistema. De hecho, hay escenarios muy pocos en la tierra en que ninguna fuerza está actuando sobre cualquier objeto dado. Si una persona camina a través de un puente, ejercen una fuerza hacia abajo en el puente proporcional a su masa, y el puente ejerce a una igual y frente a la fuerza hacia arriba sobre la persona. En algunos casos, el puente puede flexión en respuesta a la fuerza hacia abajo de la persona, y en casos extremos, cuando las fuerzas son grandes, el puente se deforme gravemente o incluso puede fracturarse. El estudio de esta flexión de objetos en equilibrio se denomina elasticidad y se vuelve sumamente importante cuando ingenieros están diseñando edificios y estructuras que utilizamos todos los días.

  • Physics I

    08:18
    Esfuerzo de torsión

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    El objetivo de este experimento es conocer los componentes del esfuerzo de torsión y equilibrar múltiples pares en un sistema para alcanzar el equilibrio. Igual que cómo una fuerza provoca aceleración linear, esfuerzo de torsión es una fuerza que provoca una aceleraciónl. Se define como el producto de una fuerza y la distancia de la fuerza del eje de rotación. Si la suma de los pares en un sistema es igual a cero, el sistema no tendrá ninguna aceleración angular.

  • Physics I

    07:48
    Inercia rotacional

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    La inercia es la resistencia de un objeto a ser acelerado. En la cinemática lineal, este concepto está directamente relacionado con la masa de un objeto. El más masivo un objeto, más fuerza es necesaria para acelerar ese objeto. Esto se ve directamente en la segunda ley de Newton, que fuerza es igual a la aceleración del tiempo de masa. Para la rotación, hay un concepto similar que se denomina inercia rotacional. En este caso, la inercia rotacional es la resistencia de un objeto a ser rotatorio acelerado. Inercia rotacional depende no sólo la masa, sino también sobre la distancia de la masa desde el centro de rotación. El objetivo de este experimento es medir la inercia rotacional de las masas giratorias dos y determinar la dependencia de la masa y la distancia desde el eje de rotación.

  • Physics I

    09:32
    Momento angular

    Fuente: Nicolás Timmons, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    El momento angular se define como el producto del momento de inercia y la velocidad angular del objeto. Como su análogo lineal, momento angular se conserva, lo que significa que el ímpetu angular total de un sistema no va a cambiar si hay no hay torques externos en el sistema. Unrzo de torsión es el equivalente rotacional de una fuerza. Porque es un conservado, el ímpetu angular es una cantidad importante en la física. El objetivo de este experimento es medir el ímpetu angular de una varilla giratoria y con la conservación del ímpetu angular para explicar dos manifestaciones rotacionales.

  • Physics I

    08:51
    Energía y trabajo

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Este experimento demuestra el principio trabajo-energía. Energía es uno de los conceptos más importantes en la ciencia y no es fácil de definir. Este experimento se ocupará de dos tipos diferentes de energía: energía potencial gravitacional y energía cinética traslacional.encial gravitatoria se define como la energía que un objeto posee debido a su ubicación en un campo gravitatorio. Objetos que están muy por encima de la tierra se dicen que tienen gran energía potencial gravitatoria. Un objeto que está en el movimiento de un lugar a otro tiene energía cinética traslacional. El aspecto más crucial de la energía es que la suma de todos los tipos de energía se conserva. En otras palabras, el total de energía de un sistema antes y después de cualquier evento puede ser transferido a diferentes tipos de energía, total o parcialmente, pero el rgy enetotal será el mismo antes y después del evento. Este laboratorio demostrarán esta conservación. Energía puede definirse como "la capacidad de trabajo," que relaciona la energía mecánica con el trabajo. Vuelos proyectiles que golpean objetos estacionarios funcionan en los objetos inmóviles, como una bala de cañón golpear una pared de ladrillo y romper aparte o un martillo de clavar un clavo un trozo

  • Physics I

    07:16
    Entalpia de

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    Cuando se coloca una olla de agua sobre una estufa caliente, calor se dice "flujo" de la estufa al agua. Cuando dos o más objetos se ponen en contacto térmico entre sí, calor fluye espontáneamente de los objetos más calientes a los fríos, o en la dirección que tiende aa temperatura entre los objetos. Por ejemplo, cuando se ponen cubos de hielo en un vaso de agua a temperatura ambiente, fluye calor desde el agua a los cubos de hielo y empiezan a derretirse. A menudo, el término "calor" se utiliza sistemáticamente, generalmente para referirse simplemente a la temperatura de algo. En el contexto de la termodinámica, el calor, como el trabajo, se define como una transferencia de energía. El calor es energía transferida de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura. Además, es constante la energía total de cualquier sistema termodinámico aislado-es decir, energía se puede transferir a y desde diferentes objetos dentro del sistema y puede transformarse en diferentes tipos de energía, pero energía no puede ser creada ni destruida. Se trata de la primera ley de la termodinámica. Es muy similar a la ley de conservación de la energía discutida en otro video, pero en el contexto de procesos termodinámicos y de calor. En el caso de cubitos d

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    07:31
    Entropía

    Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

    La segunda ley de la termodinámica es una ley fundamental de la naturaleza. Se dice que la entropía de un sistema siempre aumenta con el tiempo o permanece constante en casos ideal cuando un sistema está en un estado estacionario o someterse a un "proceso reversible." Si el a es sometido a un proceso irreversible, la entropía del sistema siempre aumentará. Esto significa que el cambio en entropía, ΔS, es siempre mayor o igual a cero. La entropía de un sistema es una medida del número de configuraciones microscópicas que puede alcanzar el sistema. Por ejemplo, gas en un recipiente con volumen conocido, la presión y la temperatura puede tener un enorme número de configuraciones posibles de las moléculas de gas individual. Si se abre el recipiente, las moléculas del gas de escape y el número de configuraciones aumenta dramáticamente, esencialmente acercarse a infinito. Al abrir el envase, la entropía se dice que aumentar. Por lo tanto, la entropía se puede considerar una medida del "desorden" de un sistema.

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