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Preparatoria · 1.º grado · Ciencias naturales

Conservación de la energía · Física · 1.º de prepa

Modelarás el movimiento, la energía, los fluidos, el calor, la electricidad y la luz con leyes físicas y resolverás problemas numéricos reales.

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Temario: 8 unidades

  1. Unidad 1 · Unidades y vectores

    Convertir unidades del SI, usar notación científica y sumar vectores por componentes.

    • Sistema Internacional
    • Notación científica y prefijos
    • Escalares y vectores
    • Componentes y resultante

  2. Unidad 2 · Cinemática

    Describir y calcular movimientos rectilíneos uniformes, acelerados y de caída libre.

    • Movimiento rectilíneo uniforme
    • Aceleración
    • Movimiento uniformemente acelerado
    • Caída libre

  3. Unidad 3 · Dinámica y leyes de Newton

    Aplicar las tres leyes de Newton para calcular fuerzas, pesos, fricción y aceleraciones.

    • Primera ley: inercia
    • Segunda ley: F = m·a
    • Tercera ley: acción y reacción
    • Peso y fricción

  4. Unidad 4 · Trabajo y energía

    Calcular trabajo, energía cinética y potencial y potencia, y aplicar la conservación de la energía.

    • Trabajo
    • Energía cinética
    • Energía potencial y conservación
    • Potencia

  5. Unidad 5 · Fluidos

    Calcular presión, presión hidrostática y empuje, y aplicar los principios de Pascal, Arquímedes y continuidad.

    • Presión
    • Presión hidrostática
    • Principio de Pascal
    • Arquímedes y continuidad

  6. Unidad 6 · Termodinámica

    Convertir temperaturas, calcular calor y aplicar la primera y segunda leyes de la termodinámica.

    • Temperatura y escalas
    • Calor y calor específico
    • Primera ley
    • Segunda ley y eficiencia

  7. Unidad 7 · Electricidad y circuitos

    Aplicar la ley de Coulomb, la ley de Ohm y las reglas de circuitos en serie y en paralelo, y calcular consumo eléctrico.

    • Carga y ley de Coulomb
    • Ley de Ohm
    • Serie y paralelo
    • Potencia y consumo

  8. Unidad 8 · Óptica

    Aplicar las leyes de reflexión y refracción y la ecuación de lentes delgadas.

    • La luz como onda
    • Reflexión
    • Refracción
    • Lentes delgadas

Lección de muestra: Unidades y vectores

Así se ve la unidad 1 completa. Convertir unidades del SI, usar notación científica y sumar vectores por componentes.

Sistema Internacional

El SI tiene 7 unidades fundamentales: metro, kilogramo, segundo, ampere, kelvin, mol y candela. Las demás son derivadas, como el newton (kg·m/s²). Para convertir se multiplica por factores equivalentes a 1.

Ejemplo: 72 km/h × (1000 m / 1 km) × (1 h / 3600 s) = 20 m/s.

Notación científica y prefijos

Un número se escribe como a × 10ⁿ con 1 ≤ a < 10. Los prefijos abrevian potencias de 10: mega 10⁶, kilo 10³, centi 10⁻², mili 10⁻³, micro 10⁻⁶.

Ejemplo: 0.00045 m = 4.5 × 10⁻⁴ m; 3 km = 3 × 10³ m.

Escalares y vectores

Un escalar solo tiene magnitud (masa, tiempo, temperatura). Un vector tiene magnitud, dirección y sentido (desplazamiento, velocidad, fuerza).

Ejemplo: Caminar 5 km es una distancia (escalar); caminar 5 km al norte es un desplazamiento (vector).

Componentes y resultante

Un vector de magnitud F a un ángulo θ del eje x tiene componentes Fx = F cos θ y Fy = F sen θ. Para vectores perpendiculares, la resultante es R = √(Fx² + Fy²).

Ejemplo: 3 m al este + 4 m al norte: R = √(9 + 16) = 5 m. Un vector de 10 N a 30°: Fx = 8.66 N, Fy = 5 N.

Prueba un ejercicio

Piensa tu respuesta y luego ábrela para ver si acertaste y por qué.

  1. Pregunta 1 · Opción múltiple
    ¿Cuál de estas magnitudes es vectorial?

    1. Tiempo
    2. Velocidad
    3. Masa
    4. Temperatura
    Ver respuesta

    Respuesta: B) Velocidad

    La velocidad necesita dirección y sentido para describirse; masa, temperatura y tiempo quedan definidos con un número y su unidad.

  2. Pregunta 2 · Opción múltiple
    ¿Cuál es la unidad fundamental de masa en el SI?

    1. Kilogramo
    2. Gramo
    3. Newton
    4. Libra
    Ver respuesta

    Respuesta: A) Kilogramo

    El kilogramo es la única unidad fundamental con prefijo. El newton mide fuerza y la libra no es del SI.

  3. Pregunta 3 · Verdadero o falso
    Dos fuerzas de 5 N siempre suman 10 N.

    Ver respuesta

    Respuesta: Falso

    Los vectores se suman considerando su dirección: si son opuestas la resultante es 0 N y si son perpendiculares es de unos 7.07 N.

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