Ciencias aplicadas y de la ingeniería 110

Esta clase proporciona una visión global de los conceptos claves de la física y explica la aplicación matemática práctica.

Class Details

Class Name:
Ciencias aplicadas y de la ingeniería 110
Difficulty:
Beginner
Number of Lessons:
18
Additional Language:
English

Class Outline

  • Objetivos
  • Mecánica
  • Aplicaciones de la mecánica
  • Luz
  • Aplicaciones de la luz
  • Sonido
  • Aplicaciones del sonido
  • Intercambio de calor
  • Aplicaciones del intercambio de calor
  • Dinámica
  • Aplicaciones de la dinámica
  • Circuitos eléctricos
  • Aplicaciones de los circuitos
  • Electromagnetismo
  • Aplicaciones del electromagnetismo
  • Resistencia de materiales
  • Aplicaciones de la resistencia de materiales
  • Resumen

Objectives

  • Identificar las leyes de Newton.
  • Resolver los problemas básicos de la estática.
  • Describir el comportamiento de la luz.
  • Describir las aplicaciones de la luz.
  • Describir las características del sonido.
  • Calcular la intensidad relativa del sonido.
  • Distinguir entre medios de intercambio de calor.
  • Describir las aplicaciones del intercambio de calor.
  • Describir la dinámica.
  • Calcular la aceleración a través de la aplicación de los principios de la dinámica.
  • Resolver los problemas de circuitos eléctricos básicos.
  • Calcular la resistencia equivalente.
  • Explicar los principios del electromagnetismo.
  • Identificar los componentes comunes de los motores eléctricos.
  • Identificar los tipos de tensión de materiales.
  • Calcular la tensión de material permisible.

Job Roles

Certifications

Glossary

Vocabulary Term Definition
ángulo de incidencia Ángulo medido entre un rayo de luz y la línea dibujada perpendicular a la superficie de un objeto. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión si la línea es normal a la superficie.
ángulo de reflexión Ángulo formado por un rayo de luz reflejado y una línea dibujada perpendicular a la superficie en el punto de reflexión. El ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia si la línea es normal a la superficie.
armadura Parte que rota de un generador CC o motor. La tensión se induce en la armadura.
bobina Lazadas múltiples de alambre conductor utilizado para crear un campo magnético cuando se pasa corriente a través del mismo. Las bobinas se utilizan en electroimanes y motores eléctricos.
caída de tensión Cantidad de voltaje necesaria para empujar una cantidad dada de corriente a través de una cantidad dada de resistencia.
calor específico Cantidad de calor que se requiere para aumentar la temperatura de una cantidad específica de material por un grado. Cada material tiene su propio valor único de calor específico.
cantidad vectorial Cantidad o medida que se relaciona con una dirección. La velocidad, la aceleración y el peso son cantidades vectoriales.
capacidad térmica Cantidad de energía que se necesita para cambiar la temperatura de un material. La capacidad térmica se expresa comúnmente en términos de calor específico.
cinemática Ciencia de movimiento sin considerar las fuerzas que causan ese movimiento. La cinemática es una rama de la dinámica.
cinética Estudio de las fuerzas que causan movimiento. La cinética es una rama de la dinámica.
circuito en paralelo Vía para el flujo de electricidad que tiene múltiples rutas. En un circuito en paralelo, la adición de rutas nuevas reduce la resistencia total.
circuitos en serie Vías para el flujo de electricidad que tienen solo una ruta. En un circuito en serie, la corriente debe pasar a través de cada resistor.
coeficiente de expansión Cambio en la densidad que ocurre mientras un metal cambia su temperatura. Un metal aumenta generalmente en volumen y disminuye en densidad cuando se calienta.
coeficiente de fricción Relación entre la fuerza requerida para mover un objeto a lo largo de una superficie y la fuerza que presiona aquellas dos superficies entre sí. Los objetos con un mayor coeficiente de fricción requieren mayor fuerza para producir movimiento.
comparador óptico Instrumento de medición sofisticado que proyecta una imagen de una pieza sobre una pantalla para comparar la forma, tamaño y ubicación de sus características.
conducción Forma de transferir calor. La conducción permite que el calor pase de un objeto sólido a un objeto o área cuando se contacten entre sí y tengan diferencias en temperatura.
conductividad térmica Capacidad de un material para transportar calor. Los materiales con conductividad térmica baja son buenos para aislar el calor.
convección Transferencia de calor cuando un fluido caliente pasa sobre la superficie de un material más frío. El enfriamiento por agua del acero en el tratamiento térmico es un ejemplo de convección.
deformación específica Relación de cambio en una dimensión que se da con un material bajo tensión. La deformación específica puede representarse de forma gráfica como una curva de tensión-deformación específica.
diagrama de cuerpo libre Diagrama utilizado para identificar las fuerzas y momentos relevantes que afectan un objeto. Los diagramas de cuerpo libre aíslan el objeto desde cualquier otro objeto en contacto con éste.
dinámica Rama de la ciencia de la mecánica que trata de los objetos que no están en equilibrio. La cinética y cinemática son dos ramas importantes de la dinámica.
energía cinética Energía existente debido al movimiento de un objeto. La energía cinética puede convertirse en calor a través de fricción.
energía potencial Potencia que se almacena o suprime o que existe debido a su posición y los efectos de la gravedad. Las máquinas que tienen componentes grandes que suben y bajan, tales como prensas, contienen energía potencial que llega a convertirse en energía cinética cuando se libera.
espectro electromagnético Rango completo de radiación eléctrica, magnética y visible desde rayos gama que tienen una longitud de onda de 0.001 angstrom hasta ondas largas que tienen una longitud de onda de más de 1 millón de km.
estática Rama de la ciencia de la mecánica que trata de los objetos que están en equilibrio. Un objeto estático es ya sea completamente inmóvil o en movimiento a una velocidad constante.
estator Pieza fija de un motor. En los motores CA, la armadura a menudo es estacionaria.
expansión térmica Tendencia de un material para aumentar en tamaño mientras aumenta en temperatura. Cada material tiene su única tasa a la cual se expande cuando se sujeta a aumentos de temperatura.
factor de seguridad Multiplicador diseñado para asegurar que un objeto no se tensione al punto de fallar. Un factor de seguridad de dos significa el uso un material que es dos veces más resistente que necesario.
fluido Estado de la materia que tiene la capacidad de fluir. Los fluidos pueden ser o líquidos o gases.
flujo magnético Medida de la fuerza del campo formado alrededor de un imán. El flujo se expresa en Webers (Wb).
fórmula recíproca Ecuación para determinar la resistencia total de un circuito en paralelo. La fórmula recíproca encuentra la resistencia total de un circuito en paralelo calculando la recíproca de la suma de las recíprocas de las ramas individuales.
frecuencia Número de oscilaciones de ondas de sonido o vibraciones en una unidad de tiempo. Medidas en hertz (Hz), las frecuencias altas implican más ciclos de ondas que las frecuencias bajas en la misma cantidad de tiempo.
fricción Fuerza que resiste el movimiento entre dos componentes que están en contacto el uno con el otro. La fricción puede ser ya sea estática o dinámica.
fuerza Empuje o jalón que da energía a un objeto. Una fuerza cambia el movimiento de un objeto o su estado de descanso.
fuerza electromotriz Presión eléctrica, abreviado como emf por sus siglas en inglés. Es la fuerza que empuja a los electrones a través del conductor, medida en voltios.
inducción magnética Uso de imanes para causar tensión en un conductor. La inducción magnética se da cuando un conductor pasa a través de las líneas de flujo magnético.
intensidad Medida de la energía que una onda de sonido transmite. La intensidad es igual a la potencia dividida por el área de superficie expuesta.
intensidad relativa Relación logarítmica de la intensidad de sonido real con el umbral del oído humano. La intensidad relativa da la potencia de sonido un punto de referencia, y se mide en decibeles.
lente Material encorvado y transparente utilizado para concentrar o dispersar rayos de luz. Un lente se utiliza para crear un punto focal.
ley de Faraday Ley que estipula que se induce un campo eléctrico en cualquier sistema en el cual un campo magnético está cambiando con el tiempo. La ley de Faraday es la base para la inducción magnética.
ley de Ohm Verdad universal que estipula que toma un voltio para empujar un amperio a través de un ohmio. La ley de Ohm se utiliza para entender la relación de las variables en circuitos eléctricos.
ley de Snell Ley que estipula que para un rayo que pase entre dos medios, la relación de los senos del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción es una constante. La luz se refracta basada en los índices de refracción diferentes de los dos medios.
leyes de Kirchhoff Conjunto de reglas utilizadas para explicar las igualdades que existen dentro de los circuitos eléctricos. Las leyes de Kirchhoff se basan en la teoría de conservación de carga.
luz visible Parte del espectro electromagnético que los humanos pueden ver. La luz es una forma de radiación.
m/s2 Metros por segundo cuadrado. El m/s2 es la unidad internacional de aceleración.
magnitud Medición de la cantidad de una fuerza aplicada. La magnitud es una cantidad vectorial.
materia Sustancia que tiene masa y existe como sólido, líquido o gas. La materia puede cambiar de estado basado en la temperatura y la presión.
mecánica clásica Rama de la física que se ocupa del movimiento de los objetos. La mecánica trata de diferentes fuerzas que causan o previenen el movimiento.
método de resistores de igual valor Ecuación para determinar la resistencia total de un circuito en paralelo CC con resistores que tienen el mismo valor. El método de resistores de igual valor encuentra la resistencia total dividiendo el valor de un resistor individual por el número de ramas.
método del producto dividido entre la suma Ecuación para determinar la resistencia total de un circuito en paralelo. El método del producto dividido por la suma divide un par de resistores, y luego divide el resultado por otro resistor una y otra vez hasta que se deje solo un par.
métodos de energía Medio para resolver los problemas cinéticos por una aplicación de las leyes de conservación. Los métodos de energía a menudo son una manera más simple para resolver problemas que mediante una aplicación de los métodos de Newtonian.
momentos Fuerzas que intentan producir movimiento alrededor un punto o fulcro dado. El momento es la combinación de peso y distancia del fulcro.
movimiento angular Cualquier movimiento que ocurre a lo largo de la ruta curvada. El movimiento angular con una velocidad de rotación angular constante se considera uniforme.
movimiento rectilíneo Cualquier movimiento que ocurre en una línea recta. El movimiento rectilíneo es un producto de velocidad y desplazamiento con el tiempo.
normal Línea que es perpendicular al plano tangente de una superficie en el punto de contacto con la superficie.
paso Frecuencia fundamental percibida de un sonido. Los tonos se comparan entre sí en relación con lo "alto" y lo "bajo".
piezas polares Dispositivos montados en el interior de la armadura de un generador o un motor CC. Cuando se conectan a devanados de campo, las piezas polares forman los electroimanes que crean líneas de flujo.
polaridad Tener dos polos cargados de forma opuesta, uno positivo y otro negativo. La polaridad determina la dirección en la cual la corriente tiende a fluir.
punto focal Punto al cual los rayos u ondas se encuentran después de la reflexión o refracción, o el punto desde el cual parece que los rayos salen. Un lente se usa para crear un punto focal.
radiación electromagnética Transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas, las cuales inducen un cambio en la temperatura cuando son absorbidas por un objeto. El sol transfiere calor a través de radiación electromagnética.
rarefacción Disminución en la densidad y presión en un medio, causado por una onda de sonido. La rarefacción es lo opuesto de la compresión.
reflexión Porción de una onda de luz que se redirige lejos de un objeto que lo contacta. En la mayoría de los casos, un poco de luz se absorbe por el objeto.
refracción Desviación de luz que pasa de un medio al próximo. Cada material tiene su propio único índice de refracción.
regla de las mallas de Kirchhoff Verdad universal que estipula que la suma de todos los voltajes alrededor de cualquier circuito cerrado debe ser igual a cero. La regla de las mallas se relaciona con la primera ley de la termodinámica.
regla de los nodos de Kirchhoff Verdad universal que estipula que en cualquier unión en un circuito, la corriente que entra es igual a la corriente que sale. En términos matemáticos, la corriente suma a cero.
relación logarítmica Exponente por el cual un número base fijo tiene que elevarse para producir ese número. Una relación en decibeles es diez veces el logaritmo a base 10 de la relación de dos cantidades de potencia.
resistencia a la compresión Habilidad de un material para resistir fuerzas que intentan comprimir o apretar el material. Los materiales de pisos que soportaran cargas constantes y pesadas deben tener resistencia alta a la compresión.
resistencia a la tracción Capacidad de un material para resistir esfuerzos que intentan estirarlo o romperlo. Los materiales bajo tensión más allá de su resistencia elástica a menudo experimentan estricción antes de la rotura.
rotor Parte que gira de un motor. El término rotor se asocia a menudo con los motores CA donde la armadura no es necesariamente la pieza que gira.
solenoide Dispositivo de salida que convierte la energía eléctrica en fuerza mecánica lineal. Los solenoides se utilizan a menudo para impulsar válvulas.
sonido Fenómeno físico que estimula nuestro sentido del oído. El sonido es una onda acústica que resulta cuando una fuente que vibra perturba el aire.
tangenciales Vectores que están en una tangente a un arco de rotación en un punto específico. Todo movimiento angular tiene una velocidad tangencial.
tensión Fuerza que intenta deformar un objeto. Las formas comunes de tensión incluyen la compresión, cizallamiento y tracción.
tensión de cizalla Fuerza que intenta causar que la estructura interna de un material se deslice contra sí misma. La resistencia al cizallamiento es la capacidad de un material para resistir la tensión de cizalla.
tensión de compresión Fuerza que intenta aplanar o “apretar” un material. La resistencia a la compresión es la capacidad de un material para soportar la tensión de compresión.
tensión de tracción Fuerza que intenta separar o estirar un material. La resistencia a la tracción es la capacidad de un material para soportar la tensión de tracción.
tensión por torsión Tipo de tensión que intenta torcer un material en contra de sí mismo. La tensión por torsión es una forma de tensión de cizalla.
teoría de rayos Rama de la física que explica el comportamiento físico de los rayos de luz. La reflexión y refracción son dos fenómenos explicados por la teoría de rayos.
termodinámica Rama de la física que estudia la energía en los estados transicionales. Cualquier proceso que involucre energía, calor y trabajo puede explicarse a través de las primeras dos leyes de la termodinámica.
vacío Ausencia de materia. La presión adentro de un vacío es más baja que la presión afuera del vacío.
W/m2 Vatios por metro cuadrado. El W/m2 es la unidad de medida internacional para la intensidad.
weber Unidad utilizada para expresar la densidad del flujo magnético. Un weber (Wb) es igual a 100 millones de líneas de flujo.