Física para Programadores | Tutoriales Programación Ya

Física Básica para Programadores

Comprendé cómo describir el mundo físico y transformar sus reglas en algoritmos. Este curso presenta los fundamentos necesarios para comenzar a trabajar con movimiento, fuerzas, energía y simulaciones, sin requerir conocimientos previos de física ni cálculo diferencial.

Aprenderás a observar fenómenos, definir sistemas y modelos, identificar variables y magnitudes, trabajar con unidades y sistemas de referencia, y describir posición, velocidad y aceleración. También estudiarás las leyes de Newton, gravedad, caída libre, rozamiento, trabajo, energía y potencia mediante ejemplos progresivos en JavaScript.

El recorrido termina llevando estos conceptos al código: representar el estado de un sistema, avanzar mediante pasos discretos de tiempo, actualizar posición y velocidad con el método de Euler y comprobar los resultados. El proyecto final consiste en construir y analizar una simulación de caída libre.

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Magnitudes, Unidades y Sistemas de Medición

Aprendé a expresar, convertir y comparar mediciones correctamente. Este curso desarrolla una base sólida para trabajar con datos físicos, interpretar cantidades, evitar errores de unidades y desarrollar programas capaces de procesar mediciones de manera confiable.

Comenzarás por comprender qué significa medir y cómo se relacionan magnitudes, cantidades, unidades, instrumentos y resultados. Luego estudiarás el Sistema Internacional, sus unidades fundamentales y derivadas, prefijos, potencias de diez, notación científica y conversiones de unidades, incluyendo áreas, volúmenes y unidades compuestas.

También aprenderás análisis dimensional, escalas, resolución, exactitud, precisión, errores, incertidumbre, cifras significativas y mediciones repetidas. Finalmente, aplicarás estos conceptos en JavaScript para representar unidades y desarrollar un conversor y validador de mediciones como proyecto integrador.

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Vectores Aplicados a la Física

Aprendé a representar dirección y sentido, operar con vectores y convertirlos en código para resolver problemas físicos en dos y tres dimensiones. Este curso parte de la flecha geométrica y construye, paso a paso, una herramienta de cálculo aplicable a magnitudes físicas.

Trabajarás con módulo, componentes cartesianas, sistemas de referencia, suma, resta, normalización, vectores unitarios y descomposición. También estudiarás productos escalar y vectorial, proyecciones, vectores en tres dimensiones, coordenadas polares y cambios de base.

Finalmente, llevarás estos conceptos a JavaScript mediante objetos, arreglos y una biblioteca de operaciones reutilizables, considerando precisión numérica, tolerancias y casos límite. El proyecto integrador consiste en desarrollar un laboratorio vectorial interactivo con Canvas.

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Cinemática y Simulación del Movimiento

Aprendé a describir, analizar y simular el movimiento de objetos. Convertí posiciones, velocidades y aceleraciones en modelos y animaciones confiables con JavaScript, desde la observación de un movimiento hasta su representación mediante una simulación.

Estudiarás sistemas de referencia, posición, trayectoria, desplazamiento, velocidad y aceleración en una y dos dimensiones. También trabajarás con gráficos, movimientos rectilíneos, encuentros, caída vertical, proyectiles, composición de movimientos y velocidad relativa, conectando cada concepto con sus ecuaciones y componentes.

Finalmente, llevarás la cinemática a JavaScript mediante objetos, pasos de tiempo y métodos de integración como Euler, Euler semimplícito y Verlet. Analizarás el error, la estabilidad y la fluidez de las animaciones, y desarrollarás como proyecto integrador un simulador y analizador de trayectorias.

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Fuerzas y Leyes de Newton

Aprendé a identificar las interacciones que cambian el movimiento, calcular sus efectos y convertir las leyes de Newton en modelos y simulaciones con JavaScript, desde el análisis de un objeto aislado hasta sistemas de varios cuerpos conectados.

Estudiarás la fuerza como vector, la superposición de fuerzas, los diagramas de cuerpo libre y las tres leyes de Newton. También trabajarás con peso, fuerza normal, tensión, rozamiento, equilibrio, planos inclinados, poleas y dinámica en una y dos dimensiones.

Finalmente, representarás cuerpos y fuerzas mediante objetos en JavaScript, calcularás la fuerza y la aceleración resultantes e integrarás las leyes de Newton en un bucle de simulación. El proyecto integrador consiste en desarrollar un simulador de bloques, cuerdas y rozamiento.

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Trabajo, Energía y Potencia

Aprendé a analizar transferencias y transformaciones de energía, relacionarlas con el movimiento y calcular trabajo, potencia y rendimiento mediante modelos y programas en JavaScript.

Estudiarás el trabajo de fuerzas constantes y variables, la energía cinética, el teorema trabajo-energía y las fuerzas conservativas. También trabajarás con energía potencial gravitatoria, conservación de la energía mecánica, rozamiento, disipación, balances de energía, diagramas energéticos, potencia y rendimiento.

Finalmente, llevarás estos conceptos a JavaScript para calcular y verificar trabajo, energía y potencia, aproximar numéricamente el trabajo de fuerzas variables y visualizar la evolución energética de sistemas mecánicos. El proyecto integrador consiste en desarrollar un analizador energético de un recorrido con gravedad y rozamiento.

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Cantidad de Movimiento y Colisiones

Aprendé a describir interacciones breves, analizar choques y explosiones, y aplicar la conservación de la cantidad de movimiento mediante modelos y programas en JavaScript, desde el impulso de una fuerza hasta el movimiento posterior de los cuerpos involucrados.

Estudiarás la cantidad de movimiento y el impulso como magnitudes vectoriales, el teorema impulso-cantidad de movimiento y las condiciones de conservación. También trabajarás con sistemas aislados, retrocesos, explosiones y colisiones elásticas, inelásticas y parcialmente inelásticas en una y dos dimensiones.

Finalmente, representarás cuerpos, impulsos y colisiones con JavaScript para calcular velocidades posteriores, comparar la energía cinética y comprobar resultados mediante tolerancias numéricas. El proyecto integrador consiste en desarrollar un laboratorio de colisiones en una y dos dimensiones.

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Movimiento Circular y Rotaciones

Aprendé a describir movimientos circulares, analizar la rotación de cuerpos rígidos y relacionar fuerzas, torque, energía y momento angular mediante modelos y programas en JavaScript.

Estudiarás ángulos en radianes, desplazamiento, velocidad y aceleración angular, junto con sus vínculos con las magnitudes tangenciales. También trabajarás con aceleración centrípeta, fuerzas radiales, torque, momento de inercia, equilibrio y la dinámica de cuerpos rígidos alrededor de un eje fijo.

Finalmente, aplicarás trabajo, energía, potencia, momento angular y sus leyes de conservación al análisis de sistemas rotatorios y cuerpos que ruedan. Con JavaScript representarás e integrarás la rotación, verificarás resultados y desarrollarás un laboratorio de movimiento circular, rotación y rodadura como proyecto integrador.

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Gravedad y Movimiento Orbital

Aprendé a modelar la atracción gravitatoria, comprender las órbitas y simular el movimiento de planetas, satélites y otros cuerpos con JavaScript, desde la caída de un objeto hasta su movimiento permanente alrededor de un astro.

Estudiarás la gravitación universal, el campo y el potencial gravitatorios, la velocidad de escape y las órbitas circulares y elípticas. También trabajarás con las leyes de Kepler, las secciones cónicas, la energía orbital, el momento angular, la ecuación vis-viva, el problema de dos cuerpos y las maniobras orbitales.

Finalmente, representarás sistemas gravitatorios con JavaScript, calcularás aceleraciones e integrarás numéricamente sus trayectorias. Verificarás la conservación de la energía y del momento angular, y desarrollarás como proyecto integrador un laboratorio de órbitas y un sistema gravitatorio de varios cuerpos.

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Oscilaciones, Resortes y Péndulos

Aprendé a describir movimientos que se repiten, analizar sistemas elásticos y péndulos, y simular su evolución con JavaScript. Este curso parte de los movimientos alrededor de una posición de equilibrio para construir modelos dinámicos de distintos osciladores.

Estudiarás amplitud, período, frecuencia y fase, fuerzas restauradoras, la ley de Hooke y el sistema masa-resorte. También trabajarás con movimiento armónico simple, conservación de la energía, resortes equivalentes, péndulos simples y físicos, aproximaciones para ángulos pequeños, amortiguamiento, oscilaciones forzadas y resonancia.

Finalmente, representarás osciladores y sus parámetros mediante objetos en JavaScript, simularás sistemas masa-resorte y péndulos con integración numérica, y verificarás períodos, energía, estabilidad y error. El proyecto integrador consiste en desarrollar un laboratorio interactivo de resortes y péndulos.

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Ondas, Sonido y Acústica

Aprendé a describir cómo se propagan las perturbaciones, comprender el sonido y modelar fenómenos acústicos con JavaScript. Este curso parte de las ondas mecánicas y construye, paso a paso, una explicación de cómo transportan energía e información a través de un medio.

Estudiarás pulsos, ondas transversales y longitudinales, amplitud, frecuencia, longitud de onda, fase, velocidad e intensidad. También trabajarás con superposición, interferencia, reflexión, refracción, difracción, ondas estacionarias, modos normales, resonancia y armónicos en cuerdas y columnas de aire.

Finalmente, aplicarás estos conceptos al sonido, los instrumentos y la acústica de recintos: decibelios, timbre, batidos, efecto Doppler, atenuación, eco, reverberación, muestreo y aliasing. Con JavaScript representarás señales, generarás sonidos y desarrollarás un laboratorio interactivo de ondas y acústica como proyecto integrador.

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Fluidos y Sistemas de Partículas

Aprendé a analizar sistemas formados por muchos cuerpos, comprender el comportamiento de líquidos y gases, y construir modelos y simulaciones con JavaScript. Este curso parte de las partículas individuales para explicar el comportamiento colectivo de un fluido.

Estudiarás centro de masa, cantidad de movimiento, momento angular y energía en sistemas de partículas, junto con los modelos discretos y continuos. También trabajarás con densidad, presión, flotación, tensión superficial, caudal, continuidad, Bernoulli, viscosidad y regímenes de flujo.

Finalmente, llevarás estos conceptos a JavaScript para representar partículas y propiedades de fluidos, calcular presión, empuje, caudal y balances, y simular partículas transportadas por una corriente. El proyecto integrador consiste en desarrollar un laboratorio interactivo de fluidos y partículas.

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Electricidad, Magnetismo y Circuitos

Aprendé a comprender cargas, campos y corrientes, analizar circuitos eléctricos y modelar fenómenos electromagnéticos con JavaScript. Este curso recorre desde la acumulación de carga en un objeto hasta el funcionamiento de capacitores, electroimanes, motores y generadores.

Estudiarás la ley de Coulomb, el campo, el potencial y la energía eléctrica, junto con la capacitancia y los conductores en equilibrio. También trabajarás con corriente, resistencia, potencia, leyes de Kirchhoff y circuitos de corriente continua, incluidos los transitorios en sistemas RC y RL.

Finalmente, analizarás fuerzas y campos magnéticos, inducción electromagnética, corriente alterna, impedancia, resonancia y circuitos RLC. Con JavaScript representarás y resolverás sistemas eléctricos, y desarrollarás un laboratorio interactivo de campos y circuitos como proyecto integrador.

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