Diferencia entre revisiones de «Física»

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==Estática==
{{contexto del proyecto
[[Archivo:Presntdinamestat.png|thumb|400px|Representación de los distintos resultados que puede dar una combinación de fuerzas sobre un objeto en función de la resultante y del momento. En este tema estudiaremos la parte de estática.]]
|facultad_texto=Ciencias
La estática estudia lo que hace que los cuerpos se mantengan quietos, sin girar ni moverse. Para ello es necesario conocerse las dos reglas del equilibrio: resultante 0 y momento o par 0.
|facultad_página=Facultad de Ciencias Formales y Naturales
Todo sistema de fuerzas (y por ello todo sistema de vectores deslizantes) se puede reducir a una resultante y un par (desplazamiento con rotación), una resultante (desplazamiento sin rotación), un par (rotación) o una resultante nula y un par nulo (estático).
|departamento_texto=Física
La estática solo se encarga de este último, el de resultante y par nulos, y esa será la ley más aplicada.
|departamento_página=Departamento de física
Para calcular la resultante se hace el sumatorio de fuerzas, y para calcular el momento o par, se busca un punto (generalmente el que anule más fuerzas) y se calcula el momento allí (el momento es la fuerza por la distancia al punto donde buscamos el momento).
|nivel=Universitario
|finalizado=No
}}
 
:''El par y el momento son la misma cosa. Un par es un grupo de dos vectores de módulo idéntico, dirección idéntica, sentido opuesto (es decir, son iguales salvo que uno es positivo y el otro negativo, y por tanto se anulan) que son aplicados a una distancia (en la mitad de la cual se halla el centro de rotación) y que hacen que un cuerpo gire.''
''' ESTA PÁGINA ESTÁ EN PROCESO DE EDICIÓN CON EMACS, A FALTA DE CONOCIMIENTO EN MARKDOWN HE COPIADO LA HOJA DE PRESENTACIÓN DE OTRA PÁGINA PARA TENER UNA ESPECIA DE PLANTILLA Y PODER CONTINUAR '''
:''Lo representamos con la M con subíndice el punto donde la vayamos a aplicar.''
:''Si bien los momentos no son iguales en todos los puntos, es prácticamente imposible que, si algún punto del sólido tiene momento, haya algún punto que no lo tenga.''
 
 
=== Por qué interesa estudiar la estática ===
== Objetivo general ==
Al construir estructuras nos interesa que estas permanezcan inmóviles ante cambios en cargas y pesos (imaginémonos una grúa de construcción). La estática es la parte de la física que estudia el comportamiento de los objetos en las condiciones para que no se muevan, es decir, que se mantengan en reposo.
Por lo general estaremos viendo situaciones límite (es decir cuanto puede aguantar una estructura hasta que empieze a volcarse, es decir, hasta que aparezca momento) o calcularemos valores que tendrán que ver con la resistencia del material (sea el momento flector o el esfuerzo cortante).
 
=== Barras Simples ===
* Proporcionar familiaridad con los conceptos básicos de construcción de programas para computadores que son comunes a la mayoría de los lenguajes de programación.
==== Introducción ====
[[Archivo:EstaticaDeBarras001.png|thumb|300px|Diagrama básico de una barra. Sea L la longitud de la barra (longitud), π<sub>0</sub> la densidad de peso lineal de la barra (fuerza / longitud), P el peso total vectorial de la barra (fuerza), y V<sub>A</sub> y V<sub>B</sub> las resultantes en los puntos A y B respectivamente]]El esquema de la barra simple se compone de, al menos, dos apoyos (del tipo que sean) y una barra con una densidad lineal de peso que llamaremos π<sub>0</sub> (N/m), con una longitud L (m), y con un peso total P (N).
El peso total de la barra se halla multiplicando dicha densidad por la longitud:
π<sub>0</sub>×L=P
Dicho peso P lo dirigimos hacia abajo y siempre en el centro de la barra. Si en algún momento tuviéramos que partir la barra, el peso de dicha porción se situaría en el centro de dicha porción.
Para hallar las respuestas de los apoyos usamos las siguientes ecuaciones (nótese que se están usando módulos,no valores vectoriales, ya que para simplificar se separan los ejes x e y):
 
# <math>\sum_{\forall F_y}F_y = 0\;\rightarrow\;V_a+ V_b- P = 0</math>
== Objetivos específicos ==
# <math>\sum_{\forall F_x}F_x = 0</math>
# <math>M_A\;\rightarrow\;V_A*0 - V_B*L + P*\tfrac{L}{2} = 0</math>
# <math>M_A\;\rightarrow\;V_B*0 - V_A*L + P*\tfrac{L}{2} = 0</math>
 
Dado que sólo tenemos dos incógnitas (V<sub>A</sub> y V<sub>B</sub>) sólo necesitamos dos de estas ecuaciones. Para este caso en especial ambas resultantes son iguales al peso partido de la mitad (sacadas de las ecuaciones 3 y 4).
* Describir la estructura general de un programa que implementa un algoritmo y el proceso para implementarlo en un ordenador.
* Construir expresiones para manipular datos primitivos y almacenar los resultados en memoria.
* Aplicar estructuras de control para organizar programas y realizar tareas complejas.
* Reconocer los conceptos relacionados al manejo de entrada y salida de datos primitivos y complejos.
 
<div style="text-align:center"><math>V_A = V_B = \frac{P}{2}</math></div>
== Lecciones ==
 
=== Bloque 1 ===
 
==== LecciónEsfuerzo 1cortante (T) ====
[[Archivo:EstaticaDeBarras002.png|left|300px|thumb|Para calcular el esfuerzo cortante se parte la barra en dos y se equilibran las fuerzas. La fuerza que haya que añadir para que se equlibren es el esfuerzo cortante.]]El esfuerzo cortante es una fuerza que tiende a romper las barras (esfuerzo es lo mismo que fuerza). Cada estructura y material soportan un determinado esfuerzo cortante y si se supera dicha fuerza, se parten. Por eso es útil saber como calcularlo.
Aunque luego lo demostraremos, el esfuerzo cortante es máximo en los extremos.
Para poder calcularlo, tenemos que “romper” la barra como se indica en la figura. Se quiere calcular el esfuerzo cortante a una distancia x de A. Para que esté el sistema en equilibrio de fuerzas (no de momentos) hemos de añadir una fuerza T que es el esfuerzo cortante:
<math>\sum_{\forall F_y}F_y = 0\;\rightarrow\;V_A - \underbrace{P\prime}_{\pi_0 * x} + T = 0\;\rightarrow\;T(x) = \pi_0*x - V_A</math>
 
Da igual desde donde se calcule el esfuerzo cortante, si desde A o desde B (siempre y cuando se calcule sobre el mismo punto). El esfuerzo cortante a x metros de A es igual al esfuerzo cortante a L-x metros de B.
Los algoritmos como expresión abstracta de procedimientos para resolver problemas o ejecutar tareas son el tema de esta lección.
Recuérdese que si el esfuerzo cortante es negativo entonces es que apunta en dirección contraria a la del dibujo (en la barra simple no pasará, pero en sistemas más complejos puede no ser obvio que dirección ha de tomar el esfuerzo cortante).
El esfuerzo cortante es una recta de pendiente π<sub>0</sub> y que corta con el eje y en - V<sub>A</sub>. Sus máximos (en módulo) están, por tanto, en los extremos, siendo 0 justo en el centro de la barra (en el centro de la barra no se romperá).
 
:''Quizás veamos algo extraño en esto. Hemos dicho que en el centro de la barra no hay esfuerzo cortante, pero si cojemos un palo y lo intentamos doblar se parte. Esto no es esfuerzo cortante, sino una causa del momento flector.''
* [[Fundamentos de programación/Algoritmos|Lectura 1: Algoritmos]]
* [[Fundamentos de programación/Algoritmos/Evaluación|Evaluación de la lección 1]]
 
==== Lección 2 ====
 
==== Momento Flector (M<sub>F</sub>) ====
En esta lección estudiaremos la estructura básica de los programas y su ciclo de vida.
[[Archivo:EstaticaDeBarras003.png|thumb|300px|Para calcular el momento flector se parte la barra en dos y se anula el momento de la partición.]]El momento flector es, por así decirlo, cuanto se doblaría la barra al estar en una situación parecida. Otra vez, tenemos que partir la barra en el lugar donde queramos hallar el momento flector, pero, a diferencia de antes, el momento flector será igual por los dos lados únicamente en módulo, es decir, por un lado será positivo y por el otro negativo. Esto es porque se dobla en una dirección por un lado y en la opuesta por el otro (para formar la curva, de otro modo la barra rotaría).
Es tan simple como calcular el momento en el punto donde hemos partido la barra:
 
<math>M_F = V_A * x + \underbrace{P\prime}_{\pi_0 * x} * \frac{x}{2}\;\rightarrow\;M_F(x) = V_A * x - \pi_0 * \frac{x^2}{2}</math>
* [[Fundamentos de programación/Programas|Lectura 2: Programas]]
* [[Fundamentos de programación/Programas/Evaluación|Evaluación de la lección 2]]
 
Si derivamos esta ecuación (que es una especie de parábola) encontramos los mínimos (y un detalle especial):
==== Lección 3 ====
 
<math>\frac{dM(x)}{dx} = V_A - \pi_0 * x = -T(x)</math>
Los lenguajes de programación como mecanismos para desarrollar programas para los ordenadores y sus entornos de desarrollo asociados serán el tema de estudio de esta lección.
 
Por tanto, el momento flector es máximo en el punto en el que el esfuerzo cortante es 0, es decir en el centro, y mínimo en los extremos. Esto indica que una barra se doblará antes por el cento que por los extremos.
* [[Fundamentos de programación/Lenguajes de programación|Lectura 3: Lenguajes de programación]]
* [[Fundamentos de programación/Lenguajes de programación/Evaluación|Evaluación de la lección 3]]
 
El momento flector nos sirve para comprobar que la barra soportará pesos o cargas sin doblarse (lo cual es una caracterísitica del material y/o la estructura).
==== Evaluación Parcial ====
 
<gallery>
* [[Fundamentos de programación/Primera evaluación parcial|Primera evaluación parcial]]
[[Archivo:Principios equilibrio.pdf|miniaturadeimagen|derecha|Aporte en diapositivas sobre los principios del equilibrio estático]]
</gallery>
 
[[Categoría:Física]]
=== Bloque 2 ===
 
==== Lección 4 ====
 
En esta lección estudiaremos los tipos de datos primitivos presentes en la mayoría de los lenguajes de programación.
 
* [[Fundamentos de programación/Tipos de datos primitivos|Lectura 4: Tipos de datos primitivos]]
* [[Fundamentos de programación/Tipos de datos primitivos/Evaluación|Evaluación de la lección 4]]
 
==== Lección 5 ====
 
Las variables como almacenes de información y resultados de expresiones así como los cambios a sus valores serán el tema de estudio de esta lección.
 
* [[Fundamentos de programación/Variables y asignaciones|Lectura 5: Variables y asignaciones]]
* [[Fundamentos de programación/Variables y asignaciones/Evaluación|Evaluación de la lección 5]]
 
==== Lección 6 ====
 
En esta lección estudiaremos los mecanismos para representar operaciones matemáticas y lógicas sobre los tipos de datos primitivos de los lenguajes de programación.
 
* [[Fundamentos de programación/Expresiones|Lectura 6: Expresiones]]
* [[Fundamentos de programación/Expresiones/Evaluación|Evaluación de la lección 6]]
 
==== Evaluación Parcial ====
 
* [[Fundamentos de programación/Segunda evaluación parcial|Segunda evaluación parcial]]
 
=== Bloque 3 ===
 
==== Lección 7 ====
 
En esta lección estudiaremos diversos mecanismos para controlar la secuencia de ejecución de los pasos que componen un algoritmo.
 
* [[Fundamentos de programación/Control de flujo|Lectura 7: Control de flujo]]
* [[Fundamentos de programación/Control de flujo/Evaluación|Evaluación de la lección 7]]
 
==== Lección 8 ====
 
Las subrutinas (funciones y procedimientos) como mecanismos para realizar tareas específicas como parte de un programa más grande y los mecanismos para transmitir información entre el código encapsulado y el programa principal serán los temas que estudiaremos en esta lección.
 
* [[Fundamentos de programación/Subrutinas|Lectura 8: Funciones y procedimientos]]
* [[Fundamentos de programación/Subrutinas/Evaluación|Evaluación de la lección 8]]
 
==== Lección 9 ====
 
En esta lección estudiaremos el concepto de recursión o recursividad como mecanismo para implementar algoritmos.
 
* [[Fundamentos de programación/Recursión|Lectura 9: Recursión]]
* [[Fundamentos de programación/Recursión/Evaluación|Evaluación de la lección 9]]
 
==== Evaluación Parcial ====
 
* [[Fundamentos de programación/Tercera evaluación parcial|Tercera evaluación parcial]]
 
=== Bloque 4 ===
 
==== Lección 10 ====
 
Los tipos de datos complejos más comunes serán el tema de estudio de esta lección.
 
* [[Fundamentos de programación/Tipos de datos estructurados|Lectura 10: Tipos de datos estructurados]]
* [[Fundamentos de programación/Tipos de datos estructurados/Evaluación|Evaluación de la lección 10]]
 
==== Lección 11 ====
 
En esta lección estudiaremos las herramientas básicas para el manejo de la entrada y salida de datos.
 
* [[Fundamentos de programación/Entrada y salida de datos|Lectura 11: Entrada y salida de datos]]
* [[Fundamentos de programación/Entrada y salida de datos/Evaluación|Evaluación de la lección 11]]
 
==== Lección 12 ====
 
En esta lección estudiaremos los mecanismos más comunes para el manejo de errores que se pueden dar durante la ejecución de un programa.
 
* [[Fundamentos de programación/Manejo de errores|Lectura 12: Manejo de errores]]
* [[Fundamentos de programación/Manejo de errores/Evaluación|Evaluación de la lección 12]]
 
==== Evaluación Parcial ====
 
* [[Fundamentos de programación/Cuarta evaluación parcial|Cuarta evaluación parcial]]
 
=== Evaluación Final ===
 
* [[Fundamentos de programación/Evaluación final|Evaluación final]]
 
== Actividades ==
 
{| class="wikitable"
|-
! Actividad propuesta !! Descripción
|-
| [[Fundamentos de programación/Simulador de un cajero automático|Simulador de un cajero automático]] || Construir un programa que simule algunas funciones básicas de un cajero automático.
|-
|}
 
== Material adicional ==
 
=== Proyectos de aprendizaje relacionados ===
 
* [[Lógica proposicional]]
* [[Programación en C]]
* [[Programación en Pascal]]
 
=== Recursos en otros proyectos de Wikimedia ===
 
{{wikilibros|libro=Fundamentos de programación|texto=Fundamentos de programación}}
 
=== Recursos externos ===
 
* [https://es.khanacademy.org/computing/computer-programming Khan Academy > Español > Programación de computadoras]
* [http://ocw.upm.es/ciencia-de-la-computacion-e-inteligencia-artificial/fundamentos-programacion Universidad Politécnica de Madrid > OCW > Fundamentos de programación]
 
[[Categoría:Informática]]
[[Categoría:Fundamentos de programación| ]]
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