LUZ VISIBLE

La luz visible es una de las formas como se desplaza la energía. Las ondas de luz son el resultado de vibraciones de campos eléctricos y magnéticos, y es por esto que son una forma de radiación electromagnética (EM)La luz visible es tan sólo uno de los muchos tipos de radiación EM, y ocupa un pequeño rango de la totalidad del espectro electromagnético . Sin embargo, podemos percibir la luz directamente con nuestros ojos, y por la gran importancia que tiene para nosotros, elevamos la importancia de esta pequeña ventana en el espectro de rayos EM.

Las ondas de luz tienen longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros (4 000 y 7 000 Å). A medida que el arcoiris se llena de matices, nuestros ojos perciben diferentes longitudes de ondas de luz. La luz roja tiene longitudes de onda relativamente largas, aproximadamente 700 nm (10-9 metros) de largo. La luz azul y la luz morada tienen ondas cortas, aproximadamente 400 nm. Las ondas más cortas vibran a mayores frecuencias, y tienen energías más elevadas. Las luz roja tiene una frecuencia aproximada de 430 terahertz, mientras que la frecuencia de la luz azul es de aproximadamente 750 terahertz. Los fotones rojos tienen aproximadamente 1.8 electrón-Volt(eV) de energía, mientras que cada fotón azul transmite aproximadamente 3.1 eV.

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RAYOS ULTRAVIOLETA

Banda angosta de radiación (electromagnética) situada inmediatamente después del extremo violeta visible del espectro. El largo de onda de la luz ultravioleta es menos de 0,00004 centímetros. Siendo tan corto el largo de sus ondas y siendo, en consecuencia, muy alta su frecuencia, la radiación ultravioleta contiene considerable energía. Afecta las placas fotográficas, produce fluorescencia en ciertas substancias y es componente de la luz del Sol que causa la fabricación de vitaminas D en la piel humana. Sin embargo, no traspasa los vidrios naturales.

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LEY DE FARADHAY, HENRY, Y LENZ

La ley de Faraday- Henry y Lenz, establece que: Toda variación de flujo que atraviesa un circuito cerrado produce en éste una corriente inducida. La corriente inducida es una corriente instantánea, pero sólo dura mientras dura la variación del flujo. La fuerza electromotriz inducida en un circuito( e ) es igual a la variación del flujo magnético ( F ) que lo atraviesa por unidad de tiempo. El sentido de la corriente inducida es tal que se opone a la variación del flujo que la produce.

Estas dos afirmaciones se pueden escribir por medio de la ecuación de Faraday-Lenz que nos da el valor y el sentido de la corriente inducida:(Si el flujo se expresa en Weber y el tiempo en segundos, la fem viene dada en voltios) Una de las principales aplicaciones de la inducción electromagnética es la obtención a nivel industrial de la energía eléctrica. La inducción electromagnética permite transformar energía mecánica en energía eléctrica.Los generadores de corriente emplean bobinas que giran dentro de un campo magnético. Conforme giran el flujo a través de dichas bobinas cambia originándose ene ellas una corriente eléctrica.Al girar una espira en un campo magnético, el flujo varía con el tiempo produciéndose una corriente inducida. En su forma más simple un generador de corriente alterna consta de una espira que gira por algún medio externo en un campo magnético.

Tanto el campo magnético como el área de la espira permanecen constantes. A medida que la espira gira, cambia de dirección y el flujo magnético a través de ella varia con el tiempo, induciéndose una fuerza electromotriz, y si existe un circuito externo, circulará una corriente. La fem que aparece en la espira es una función sinusoidal que cambia alternativamente de polaridad. La frecuencia de la corriente eléctrica que nos suministran las compañías eléctricas suele ser de 50 Hz. Para que un generador funcione, hace falta una fuente externa de energía (térmica, hidráulica, nuclear, etc.) que haga que la bobina gire con la frecuencia deseada. Si la frecuencia es de 50 Hz, la corriente cambia cien veces de sentido en un segundo. La variación ocurre tan rápidamente, que la intensidad de la luz que se genera en una bombilla aparenta ser constante.

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LEY DE AMPERE

La ley de Ampére explica, que la circulación de la intensidad del campo magnético en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno.El campo magnético es un campo vectorial con forma circular, cuyas líneas encierran la corriente. La dirección del campo en un punto es tangencial al círculo que encierra la corriente.El campo magnético disminuye inversamente con la distancia al conductor.

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ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

El Espectro Electromagnético es un conjunto de ondas que van desde las ondas con mayor longitud como las ondas de radio, hasta los que tienen menor longitud como los rayos Gamma, pasando por las ondas de radio, las microondas, los infrarrojos, la luz visible, la luz ultravioleta y los rayos XEs importante anotar que las ondas con mayor longitud de onda tienen menor frecuencia y viceversa.Las características propias de cada tipo de onda no solo es su longitud de onda, sino también su frecuencia y energía.El espectro electromagnético se divide en: (empezando de con la que tiene mayor longitud de onda).

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POSTULADOS DE BOHR

En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a cuatro postulados fundamentales:

Los electrones orbitan el átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas, tan sólo un número finito de éstas.

Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.

El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (foton) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas.

Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento angular orbital L de acuerdo con la siguiente ecuación:Donde n = 1, 2,3,… es el numero cuantico angular o número cuántico principal.La cuarta hipótesis asume que el valor mínimo de n es 1. Este valor corresponde a un mínimo radio de la órbita del electrón de 0.0529 nm. A esta distancia se le denomina radio de Bohr.

La formula para los postulados de Bohr, la cual es:mevr = nh/2pi

donde:n = numero de órbita

h = numero de plank (h = 6.61 x 10 ^ -34 N * m)

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MODELO DEL ATOMO DE BOHR

Este modelo que el joven fisico Niels Bohr creó rompio totalmente con la fisica newtoniana y las leyes de Maxwell. El modelo se basa de hecho exclusivamente en un atomo de H. Trata de explicar como funciona dicho modelo por medio de ecuaciones.El modelo de Bohr fue creado basandose un poco en el de Rutherford y con ideas de la reciente cuantizacion de Einstein y Planck.

En el modelo, se asemeja a un sistema solar. En el lugar del sol hay un nucleo pesado positivo y un electron en orbita a su alrededor como si fuera un planeta. Asi pues, el nucleo esta en el centro y los electrones giran alrededor de el en orbitas circulares tratando de estar lo mas cerca posible este. Bohr propuso que los electrones solo podian moverse en determinadas orbitas. Pero precisamente, esta cararcteristica en su modelo fue algo que rompia con la fisica de su tiempo.Y asi como en el sistema solar, los planetas son atraidos hacia el sol, el electron era atraido por el nucleo debido a la electricidad. Cada orbita era organizada conforme a su nivel de energia, esto ademas permitio enumerar cada orbita empezando con el numero 1 en adelante estos numeros se simbolizará con la letra “n” y se llama numero cuantico principal.

FÓRMULAS

Para calcular el radio de Borh:r = rBZn^2

donde: rB= .5 A

A= amstrongs

Energía de un atomo:E = -1/2meK^2e^2/n^2(h barrita)^2

Rapidez:r = n^2(h barrita)^2/meke^2

Velociad:V = Ke^2/n(h barrita)

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EL CUERPO GRIS

El cuerpo gris es un tipo especial de superficie no negra en el que el poder emisivo monocromático es independiente de la longitud de onda de la radiación emitida. Las características de superficie gris la poseen en grado bastante elevado ciertos materiales, como el pizarrón.

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RADIACION DEL CUERPO NEGRO

Cuando un cuerpo es calentado emite radiación electromagnética en un amplio rango de frecuencias. El cuerpo negro (ideal) es aquel que además absorbe toda la radiación que llega a él sin reflejarla, de tal forma que sólo emite la correspondiente a su temperatura. A fines del siglo XIX fue posible medir la radiación de un cuerpo negro con mucha precisión. La intensidad de esta radiación puede en principio ser calculada utilizando las leyes del electromagnetismo. El problema de principios del siglo XX consistía en que si bien el espectro teórico y los resultados experimentales coincidían para bajas frecuencias (infrarrojo), estos diferían radicalmente a altas frecuencias. Este problema era conocido con el provocativo nombre de “la catástrofe ultravioleta”, ya que la predicción teórica diverge a infinito en ese límite.

Quien logró explicar este fenómeno fue Max Planck, en 1900, que debió para ello sacrificar los conceptos básicos de la concepción ondulatoria de la radiación electromagnética. Para resolver la catástrofe era necesario aceptar que la radiación no es emitida de manera continua sino en cuantos de energía discreta, a los que llamamos fotones. La energía de estos cuantos E=h x f es proporcional a su frecuencia y a la llamada constante de Planck, h = 6.6 10^-34 Joule x segundo, una de las constantes fundamentales de la física moderna. Cuando la frecuencia de la radiación es baja el efecto de la discretización se vuelve despreciable debido al minúsculo valor de la constante de Planck, y es perfectamente posible pensar al sistema como continuo, tal como lo hace el electromagnetismo clásico. Sin embargo, a frecuencias altas el efecto se vuelve notable.

En 1905, Einstein utilizaría el concepto de fotón para explicar otro fenómeno problemático en el marco de la física clásica, la generación de una corriente eléctrica al aplicar luz monocromática sobre un circuito formado por chapas metálicas, conocido como el efecto fotoeléctrico. Einstein obtendría tiempo después el Premio Nobel por este importante hallazgo teórico.

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CONSTANTE DE PLANCK

La constante de Planck, simbolizada con la letra h, es una constante física usada para describir el nivel de energía de los cuantos en fórmulas como la ecuación de Schrödinger. Desempeña un papel central en la teoría de la mecánica cuántica y recibe su nombre de su descubridor, Max Planck, uno de los padres de dicha teoría.

La constante de Planck también es utilizada al medir la energía de los fotones, tal como en la ecuación E = hν, donde E es la energía, h es la constante de Planck, y ν es la frecuencia de la onda lumínica.La constante de Planck se utiliza para describir la cuantización, un fenómeno que ocurre en las particulas elementales subatómicas como electrones y fotones en los cuales ciertas propiedades físicas ocurren en cantidades fijas, en lugar de tomar un rango continuo de posibles valores.

La constante de Planck tiene dimensiones de energía multiplicada por tiempo, que también son las dimensiones de la acción. En las unidades del SI la constante de Planck se expresa en julios-segundo. Sus dimensiones también pueden ser escritas como momento por distancia (N•m•s), que también son las dimensiones del momento angular. Frecuentemente la unidad elegida es el eV•s, por las pequeñas energías que frecuentemente se encuentran en la física cuántica.

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EFECTO FOTO ELECTRICO

Se llama efecto fotoeléctrico la liberación (total o parcial) de los electrones de enlaces con átomos y moléculas de la sustancia bajo acción de la luz (visible, infrarroja y ultravioleta).Si los electrones salen fuera de la sustancia el efecto fotoeléctrico se denomina externo. El efecto fotoeléctrico se observa en los metales.La imagen de abajo muestra un recipiente provisto de una ventanilla de cuarzo que es transparente para la radiación óptica. Dentro del recipiente se encuentra una placa metálica K (cátodo), conectada al polo negativo de la pila, y una placa A (ánodo), conectada al polo positivo de la pila. Al iluminarse la placa K, entre ésta y la placa A se produce una corriente (corriente fotoeléctrica) que puede medirse con el galvanómetro G. Como en el recipiente existe un vacío, la corriente se produce exclusivamente por los electrones (fotoelectrones) que se desprenden de la placa iluminada.

Hay tres características fundamentales del efecto fotoeléctrico.

1. La corriente fotoeléctrica de saturación ( o sea, el número máximo de electrones liberados por la luz en 1 s) es directamente proporcional al flujo luminoso incidente.

2.La velocidad de los fotoelectrones crece con el aumento de la frecuencia de la luz incidente y no depende de su intensidad.

3.Independientemente de la intensidad de la luz el efecto fotoeléctrico comienza sólo con frecuencia mínima determinada ( para el metal dado) de la luz que se denomina frecuencia de corte o umbral.

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SEGUNDA LEY DE KIRCHOFF

2. LEY DE LAS MALLAS O LAS TENSIONES

En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.Un enunciado alternativo es:En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).

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PRIMERA LEY DE KIRCHOFF

1.LEY DE LOS NODOS O LEY DE LAS CORRIENTES

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.La suma (algebraica) de todas las intensidades que entran y salen por un Nodo (empalme) es igual a 0 (cero)Un enunciado alternativo es:En todo nodo la suma algebraica de corrientes debe ser 0 (cero).

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CAPACITORES

Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante, de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos contrarios.En su forma más sencilla, un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas, de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente (Q+) sus cargas son iguales y la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra cargado con una carga Q.Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante (por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.

Voltage o potencial electrico:v= U/q

Voltaje entre dos cargas:v= KQ/r

Voltaje producido por una placa:v=2πkσd

Diferencia de PotencialΔv= V2- V1

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LEY DE OHM

La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

1. Tensión o voltaje "E", en volt (V).

2. Intensidad de la corriente " I ", en ampere (A).

3. Resistencia "R" en ohm (Ω) de la carga o consumidor conectado al circuito.

Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante. Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

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ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA

En un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí, la energía potencial es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición dentro del sistema. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

FÓRMULA:

U=k Qq/r Ó ΔU=KQq(1/rf -1/ri)

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POTENCIAL ELECTRICO

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica. Matemáticamente se expresa por:

V=W/q Ó K=q/r

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FLUJO ELECTRICO

Flujo eléctrico es la medida del número de líneas de campo eléctrico que penetran una superficie. Si el campo eléctrico es uniforme y hace un ángulo con la normal a la superficie, el flujo eléctrico a través de la superficie es:En general, el flujo electrico a traves de una superficie, se define por:La ley de Gauss, que dice que el flujo eléctrico neto c, a través de cualquier superficie gaussiana es igual a la carga neta encerrada en la superficie dividida por “0 ".Utilizando la ley de Gauss, uno puede calcular el campo eléctrico debido a varias distribuciones de carga simétricas.

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LEY DE GAUSS

Esta ley fue establecida por Karl Friedrich Gauss (1777 – 1855), y establece que el flujo eléctrico neto a través de cualquier superficie cerrada es igual a la carga neta de la superficie dividida por la permitividad eléctrica del medioEs un procedimiento alternativo para calcular campos eléctricos. Se basa en el hecho de que la fuerza electrostática fundamental entre dos cargas puntuales es una ley inversa del cuadrado.La ley de Gauss es más conveniente que la de Coulomb para cálculos de campos eléctricos de distribuciones de carga altamente simétricos; además sirve como guia para comprender problemas más complicados.

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CAMPO MAGNETICO

El campo magnético es una región del espacio en la cual una Carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad, sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

F= qv X B

donde F es la fuerza, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo eléctrico. (Debemos notar que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial es un producto vectorial que tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B).

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CAMPO ELECTRICO

El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva, tomada como elemento de comparación, recibe el nombre de intensidad del campo eléctrico y se representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza la intensidad del campo eléctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su módulo E y por su dirección y sentido. En lo que sigue se considerarán por separado ambos aspectos del campo E.La expresión del módulo de la intensidad de campo E puede obtenerse fácilmente para el caso sencillo del campo eléctrico creado por una carga puntual Q sin más que combinar la ley de Coulomb con la definición de E. La fuerza que Q ejercería sobre una carga unidad positiva 1+ en un punto genérico P distante r de la carga central Q viene dada, de acuerdo con la ley de Coulomb, por:
Fe=K Q*1/r^2

Es posible conseguir una representación gráfica de un campo de fuerzas empleando las llamadas líneas de fuerza. Son líneas imaginarias que describen, si los hubiere, los cambios en dirección de las fuerzas al pasar de un punto a otro. En el caso del campo eléctrico, las líneas de fuerza indican las trayectorias que seguirían las partículas positivas si se las abandonase libremente a la influencia de las fuerzas del campo. El campo eléctrico será un vector tangente a la línea de fuerza en cualquier punto considerado.Una carga puntual positiva dará lugar a un mapa de líneas de fuerza radiales, pues las fuerzas eléctricas actúan siempre en la dirección de la línea que une a las cargas interactuantes, y dirigidas hacia fuera porque las cargas móviles positivas se desplazarían en ese sentido (fuerzas repulsivas). En el caso del campo debido a una carga puntual negativa el mapa de líneas de fuerza sería análogo, pero dirigidas hacia la carga central. Como consecuencia de lo anterior, en el caso de los campos debidos a varias cargas las líneas de fuerza nacen siempre de las cargas positivas y mueren en las negativas. Se dice por ello que las primeras son «manantiales» y las segundas «sumideros» de líneas de fuerza.

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FORMAS DE ELECTRIZACION

Cuando las condiciones son propicias, al frotar dos objetos entre si, estos adquieren una carga eléctrica; es decir, se electrizan.La electrización es uno de los fenómenos que estudia la electrostática, la cual trata sobre los fenómenos relacionados con cargas eléctricas en reposo.

Cuando un cuerpo cargado eléctricamente se pone en contacto con otro inicialmente neutro, puede transmitirle sus propiedades eléctricas. Este tipo de electrización denominada por contacto se caracteriza porque es permanente y se produce tras un reparto de carga eléctrica que se efectúa en una proporción que depende de la geometría de los cuerpos y de su composición. Existe, no obstante, la posibilidad de electrizar un cuerpo neutro mediante otro cargado sin ponerlo en contacto con él. Se trata, en este caso, de una electrización a distancia o por inducción o influencia. Si el cuerpo cargado lo está positivamente la parte del cuerpo neutro más próximo se cargará con electricidad negativa y la opuesta con electricidad positiva. La formación de estas dos regiones o polos de características eléctricas opuestas hace que a la electrización por influencia se la denomine también polarización eléctrica. A diferencia de la anterior este tipo de electrización es transitoria y dura mientras el cuerpo cargado se mantenga suficientemente próximo al neutro. Finalmente, un cuerpo puede ser electrizado por frotamiento con otro cuerpo, como aprecio Tales de Mileto en el siglo sexto antes de Cristo.

Electrización por Frotamiento: La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio de conservación de la carga eléctrica formulado por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la base de observaciones sencillas.

Electrización por Contacto: La electrización por contacto es considerada como la consecuencia de un flujo de cargas negativas de un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo es porque sus correspondientes átomos poseen un defecto de electrones, que se verá en parte compensado por la aportación del cuerpo neutro cuando ambos entran en contacto, El resultado final es que el cuerpo cargado se hace menos positivo y el neutro adquiere carga eléctrica positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga negativa de uno a otro corresponde, en este caso, a una cesión de electrones.

Electrización por Inducción: La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que la región próxima queda cargada negativamente. Si el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto de repulsión sobre los electrones atómicos convertirá esa zona en positiva. En ambos casos, la separación de cargas inducida por las fuerzas eléctricas es transitoria y desaparece cuando el agente responsable se aleja suficientemente del cuerpo neutro.

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LEY DE COULOMB

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa

Coulomb desarrolló la Balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a regresarla a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra.La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir , depende de sus cargas sean negativas o positivas.
Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.
En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada. Luego midió la fuerza entre ellas observando el ángulo que giraba la barra.
La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrostática.

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NATURALEZA DE LA CARGA

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia que se presenta de dos tipos. Éstas llevan ahora el nombre con las que Benjamin Franklin las denominó: cargas positivas y negativas. Cuando cargas del mismo tipo se encuentran se repelen y cuando son diferentes se atraen. Con el advenimiento de la teoría cuántica relativista, se pudo demostrar formalmente que las partículas, además de presentar carga eléctrica (sea nula o no), presentan un momento magnético intrínseco, denominado "spin", que surge como consecuencia de aplicar la teoría de la relatividad especial a la mecánica cuántica.



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CONSERVACION DE LA CARGA

"La carga no se crea ni se destruye, sólo...SE TRANSFORMA!!!"

Cuando un cuerpo es electrizado por otro, la cantidad de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual a la que cede el otro. La carga se conserva. En todo proceso, ya sea en gran escala o en el nivel atómico y nuclear, se aplica el concepto de conservación de la carga. Jamás se ha observado caso alguno de creación o destrucción de carga neta. La conservación de la carga es una de las piedras angulares de la física, a la par con la conservación de la energía de la cantidad de movimiento.Para el flujo de electricidad existen aislantes y conductores. Los ailantes como los plasticos y la madera no facilitan el paso de la electricidad debido a que tiene pocos electrones en su ultima orbita, a diferencia de los conductores como los metales y las sales, que tiene muchos electrones en su ultima orbita.

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FENOMENOS ELECTROMAGNETICOS

El electromagnetismo es una rama de la Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.

Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el Electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la Mecánica Cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.

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CARGAS ELECTRICAS

La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Esta cualidad existe en dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelen mutuamente y las de signo distinto se atraen.En realidad, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos: moléculas, átomos y partículas elementales.

Por ello se dice que la carga eléctrica está cuantizada. Además, las cargas se pueden mover o intercambiar, pero sin que se produzcan cambios en su cantidad total (ley de conservación de la carga).En el estado normal de los cuerpos materiales, las cargas eléctricas mínimas están compensadas, por lo que dichos cuerpos se comportan eléctricamente como neutros. Hace falta una acción externa para que un objeto material se electrice.La electrización de un cuerpo se consigue extrayendo del mismo las cargas de un signo y dejando en él las de signo contrario. En tal caso, el cuerpo adquiere una carga eléctrica neta no nula.




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El sonido, en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.



El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras consistentes en oscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio.





La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal.

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FENOMENOS ONDULATORIOS

Los Fenómenos ondulatorios , se presentan gracias a las propiedades de las ondas y son las siguientes:

Reflexión:Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.

Refracción:Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.

Difracción:Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.

Interferencia:Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.

Resonancia de ondas:Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

El sonido es un ejemplo de fenómeno ondulatorio, pues es energía que se propaga a través de un medio material, es decir, las ondas sonoras son del tipo mecánico por que necesitan de un solido, un liquido o un gas para propagarse. Las ondas sonoras son también longitudinales por que las partículas del medio en que se propagan se mueven o vibran en la misma dirección en que se propaga la onda.

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LAS ONDAS

En fisica, una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacio La propiedad del medio en la que se observa la particularidad se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo .



Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias, por ejemplo, un solitón.

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FENOMENOS MECANICOS Y ONDULATORIOS

ONDAS MECÁNICAS
Una onda es una perturbación que se propaga. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse. El medio elástico se deforma y recupera vibrando al paso de la onda.La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta (este es el foco de las ondas) y en esa partícula se inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio con una velocidad constante (siempre que el medio sea isótropo).
Una onda transporta energía pero no transporta materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.Veamos algún ejemplo:La onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga en su punta al golpear. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.Un corcho en la superficie del agua vibra verticalmente al paso de las olas pero no se traslada horizontalmente, eso indica que las partículas de agua vibran pero no se trasladan.

Las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, el látigo no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de el. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.

Características principales:

Son manifestaciones ciclicas de energía
Tienen un periodo de ocurrencia y una frecuencia
Como son movimiento de energía no provocan movimiento de materia (no en la dirección en que las ondas se desplazan)
Necesitan un medio para transmitirse
Tienen una velocidad de propagación menor a la de las ondas electromagnéticasV

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FISICA II

EMPEZANDO A CURSAR EL 4 SEMESTRE CON FISICA 2, YA TENIAS UN POCO MAS DE CONOCIMIENTO A CERCA DE LA MATERIA, HABIAMOS YA EXPERIMENTADO PROBLEMAS RELACIONADOS CON ESSTA(EN EL SENTIDO DE EL CONTENIDO Y/O DIFICULTAD).

PERO PODIAMOS SALIR ADELANTE...

MUXOS DE MIS COMPAÑEROS Y YO, CON EXPERIENCIA DE EL SEMESTRE ANTERIOR, NOS PROPUSIMOS MEJORAR LAS TECNICAS DE APRENDIZAJE, Y LA PRACTICA...

Y ASI LLEGAMOS HASTA EL FINAL DEL SEMESTRE...

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ECUACION DE ESTADO Y GAS IDEAL

ECUACION DE ESTADO

El estado de una cierta masa m de sustancia está determinado por su presión p, su volumen V y su temperatura T. En general, estas cantidades no pueden variar todas ellas independientemente.Ecuación de estado:V = f(p,T,m)El término estado utilizado aquí implica un estado de equilibrio, lo que significa que la temperatura y la presión son iguales en todos los puntos. Por consiguiente, si se comunica calor a algún punto de un sistema en equilibrio, hay que esperar hasta que el proceso de transferencia del calor dentro del sistema haya producido una nueva temperatura uniforme, para que el sistema se encuentre de nuevo en un estado de equilibrio.

LEY DE LOS GASES IDEALES

La teoría atómica de la materia define los estados, o fases, de acuerdo al orden que implican. Las moléculas tienen una cierta libertad de movimientos en el espacio. Estos grados de libertad microscópicos están asociados con el concepto de orden macroscópico. Las moléculas de un sólido están colocadas en una red, y su libertad está restringida a pequeñas vibraciones en torno a los puntos de esa red. En cambio, un gas no tiene un orden espacial macroscópico. Sus moléculas se mueven aleatoriamente, y sólo están limitadas por las paredes del recipiente que lo contiene.Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las variables macroscópicas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (p), el volumen (V) y la temperatura (T). A bajas presiones,las ecuaciones de estado de los gases son sencillas: La ley de Boyle-Mariotte afirma que el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión.p1.V1 = p2.V2La ley de Charles y Gay Lussac afirma que el volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta.V1/T1 = V2/T2Otra ley afirma que a volumen constante la presión es directamente proporcional a la temperatura absoluta.p1/T1 = p2/T2Resumiendo:p1.V1/T1 = p2.V2/T2 = constanteDefiniendo las condiciones normales de presión y temperatura (CNPT) como, 1 atmósfera y 273 °K, para el volumen que ocupa un mol de cualquier gas (22,4 dm ³), esta constante se transforma en:constante = 1 atmósfera.22,4 dm ³/273 °K.mol = 0,08205 atmósferas.dm ³/°K.molY se define R como la constante de los gases ideales:R = 0,08205 atmósfera.dm ³/°K.mol

La combinación de estas leyes proporciona la ley de los gases ideales, también llamada ecuación de estado del gas ideal:p.V = n.R.T donde n es el número de moles.Teoría cinética de los gases Con la llegada de la teoría atómica de la materia, las leyes empíricas antes mencionadas obtuvieron una base microscópica.

El volumen de un gas refleja simplemente la distribución de posiciones de las moléculas que lo componen. Más exactamente, la variable macroscópica V representa el espacio disponible para el movimiento de una molécula.

La presión de un gas, que puede medirse con manómetros situados en las paredes del recipiente, registra el cambio medio de momento lineal que experimentan las moléculas al chocar contra las paredes y rebotar en ellas.

La temperatura del gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas, por lo que depende del cuadrado de su velocidad.La reducción de las variables macroscópicas a variables físicas como la posición, velocidad, momento lineal o energía cinética de las moléculas, que pueden relacionarse a través de las leyes de la física de Newton, debería de proporcionar todas las leyes empíricas de los gases. En general, esto resulta ser cierto.

La teoría física que relaciona las propiedades de los gases con la mecánica clásica se denomina teoría cinética de los gases. Además de proporcionar una base para la ecuación de estado del gas ideal, la teoría cinética también puede emplearse para predecir muchas otras propiedades de los gases, entre ellas la distribución estadística de las velocidades moleculares y las propiedades de transporte como la conductividad térmica, el coeficiente de difusion o la viscosidad.




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ENTROPIA Y FENOMENOS TERMICOS

ENTROPÍA

La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.


FENÓMENOS TÉRMICOS

Los fenómenos térmicos son aquellos que están relacionados con la emisión y la absorción del calor. Estos fenómenos pueden ser encontrados en cada actividad que el hombre realiza diariamente: el calentamiento de la atmósfera por la radiación solar, la climatización de los locales por medio del aire acondicionado, la cocción de los alimentos y su refrigeración.Una característica general de los fenómenos térmicos es que existen cuerpos que ceden energía en forma de calor, y otros que son capaces de absorber dicha energía.

Con el objetivo de caracterizar cuantitativamente la emisión o la absorción del calor, se ha establecido el concepto cantidad de calor.La cantidad de calor (Q) se define como la energía cedida o absorbida por un cuerpo de masa (m), cuando su temperatura varía en un número determinado de grados. La cantidad de calor (Q) está relacionada directamente con la naturaleza de la sustancia que compone el cuerpo. La dependencia de la cantidad de calor con la naturaleza de la sustancia se caracteriza por una magnitud denominada calor específico de la sustancia.




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MAQUINAS TERMICAS

Una máquina térmica es un dispositivo que convierte energía térmica en otras formas útiles de energía, como la energía eléctrica y mecánica. Hace que una sustancia de trabajo recorra un proceso cíclico durante el cual:

1) Se absorbe calor de una fuente a alta temperatura.La máquina realiza un trabajoLibera calor a una fuente a temperatura más baja.En un proceso característico para producir electricidad en una planta de potencia, el carbón o algún otro tipo de combustible se quema y el calor generado se utiliza para producir vapor de agua. El vapor se quema y el calor generado se utiliza para producir vapor de agua. El vapor se dirige hacia las aspas de una turbina, poniéndola a girar. Por último, la energía mecánica asociada a dicha rotación se usa para mover un generador eléctrico. El motor de combustión interna en un automóvil extrae calor del combustible en combustión y convierte una fracción de esta energía mecánica.

Una máquina térmica transporta alguna sustancia de trabajo a través de un proceso cíclico, definido como aquel en el que la sustancia regresa a su estado inicial.El trabajo neto W realizado por la máquina es igual al calor neto que fluye hacia la misma.En la figura se observa Qneto= Qh-Qc ; por lo tanto:W=Qh-QcDonde Qh y Qc se toman como cantidades positivas. Si la sustancia de trabajo es un gas, el trabajo neto realizado en un proceso cíclico es el área encerrada por la curva que representa a tal proceso en un diagrama PV.

La eficiencia térmica , e, de una máquina térmica se define como la razón del trabajo neto realizado al calor absorbido durante un ciclo:e=W = Qh-Qc=1-QcQh Qh QhEste resultado muestra que una máquina térmica tiene una eficiencia de 100% (e=1) sólo si Qc=0, es decir, si no se libera calor a la fuente fría. En otras palabras, una máquina térmica con una eficiencia perfecta deberá convertir toda la energía calorífica absorbida Qh en trabajo mecánico.

La segunda ley de la termodinámica establece que esto es imposible.Un refrigerador (o bomba de calor) es una máquina térmica que opera en sentido inverso , en la cual la máquina absorbe el calor Qc de la fuente fría y libera calor Qh a la fuente caliente. Esto sólo puede ser posible si se hace un trabajo sobre el refrigerador. Por lo tanto, se ve que el refrigerador transfiere calor del cuerpo más frío (el contenido del refrigerador) a un cuerpo más caliente (el cuarto).Si se pudiera lograr sin hacer algún trabajo, se tendría un refrigerador “perfecto"

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PRIMERA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

PRIMERA LEY

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
Eentra − Esale = ΔEsistema
Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:U = Q + W


SEGUNDA LEY

Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio.

Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.




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LEY CERO DE LA TERMODINAMICA

La Ley cero de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos llamados A y B, con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado t, estos alcanzarán la misma temperatura, es decir, tendrán ambos la misma temperatura. Si luego un tercer cuerpo, que llamaremos C se pone en contacto con A y B, también alcanzará la misma temperatura y, por lo tanto, A, B y C tendrán la misma temperatura mientras estén en contacto.De este principio podemos inducir el de temperatura, la cual es una condición que cada cuerpo tiene y que el hombre ha aprendido a medir mediante sistemas arbitrarios y escalas de referencia (escalas termométricas).

Otra interpretación de la ley cero de la termodinámica que establece:Si un cuerpo A está en equilibrio térmico con un cuerpo C y un cuerpo B también está en equilibrio térmico con el cuerpo C, entonces los cuerpos A y B están en equilibrio térmico. Esta curiosa nomenclatura se debe a que los científicos se dieron cuenta tardíamente de la necesidad de postular lo que hoy se conoce como la ley cero: si un sistema está en equilibrio con otros dos, estos últimos, a su vez, también están en equilibrio. Cuando los sistemas pueden intercambiar calor, la ley cero postula que la temperatura es una variable de estado, y que la condición para que dos sistemas estén en equilibrio térmico es que se hallen a igual temperatura.

Cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero se encuentran en equilibrio térmico entre sí.A fin de explicar el concepto de equilibrio térmico considere dos bloques de cobre de la misma geometría y peso, aislados de los alrededores, pero en contacto entre sí. Uno de los bloques esta mas caliente que el otro por lo tanto su temperatura es mayor, su resistencia eléctrica y su volumen también lo son. Al entrar en contacto los dos bloques aislados de sus alrededores se produce un intercambio(interacción), energética, que puede observarse a través del decremento de temperatura, volumen y resistencia eléctrica en el bloque mas caliente; al mismo tiempo se lleva acabo un aumento de las mismas propiedades en el bloque frío.

Cuando todos los cambios observables cesan, esta interacción la térmica o de calor a terminado y se dice que ambos bloques han alcanzado el equilibrio térmico.Observe que la propiedad denominada temperatura es una medida del nivel energético de los cuerpos y determina cuando se encuentra en equilibrio térmico con otro cuerpo o con un sistema.

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FORMAS DE TRANSFERIR CALOR

El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes:

Por conducción entre cuerpo sólidos en contacto
Por convección en fluidos (líquidos o gases)
Por radiación a través del medio en que la radiación pueda propagarse

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PROPIEDADES TERMICAS

Temperatura: Físicamente es una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como "energía sensible", que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que es mayor la energía sensible de un sistema se observa que esta más "caliente" es decir, que su temperatura es mayor.

La temperatura es la medida de la cantidad de energía de un objeto. Ya que la temperatura es una medida relativa, las escalas que se basan en puntos de referencia deben ser usadas para medir la temperatura con precisión. Hay tres escalas comúnmente usadas actualmente para medir la temperatura: la escala Fahrenheit (°F), la escala Celsius (°C), y la escala Kelvin (K).

Energía Interna: Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.

Equilibrio Térmico: Se puede decir que dos cuerpos están en equilibrio térmico , cuando sus partículas no intercambian una cantidad neta de energía, siendo por consiguiente, iguales sus temperaturas. En este concepto se apoya la termodinámica para medir la temperatura de los cuerpos.

Calor: es el nombre dado a una transferencia de energía de tipo especial en el que intervienen gran número de partículas. Se denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le rodea debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza por desplazamiento.Se debe distinguir también entre los conceptos de calor y energía interna de una sustancia. El flujo de calor es una transferencia de energía que se lleva a cabo como consecuencia de las diferencias de temperatura. La energía interna es la energía que tiene una sustancia debido a su temperatura, que es esencialmente a escala microscópica la energía cinética de sus moléculas.El calor se considera positivo cuando fluye hacia el sistema, cuando incrementa su energía interna. El calor se considera negativo cuando fluye desde el sistema, por lo que disminuye su energía interna.Cuando una sustancia incrementa su temperatura de TA a TB, el calor absorbido se obtiene multiplicando la masa (o el número de moles n) por el calor específico c y por la diferencia de temperatura TB-TA.Q=nc(TB-TA)

Calor latente:El Calor de cambio de estado, es la energía requerida por una sustancia para cambiar de estado, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de valorización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía.

Calor específico:El calor específico es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial. Se la representa con la letra (minúscula).




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TRANSFORMACIONES Y TRANSFERENCIA DE ENERGIA

Al calentar un cuerpo, evidentemente se está gastando energía. Las partículas que constituyen el cuerpo incrementan su actividad aumentando su movimiento, con lo cual aumenta la energía de cada una de ellas y, por tanto, la energía interna del cuerpo. Se sabe, que al poner en contacto dos cuerpos, uno caliente y otro frío, el primero se enfría y el segundo se calienta. Esta transferencia de energía desde el primer cuerpo hasta el segundo se lleva a cabo de la manera
siguiente: las partículas del cuerpo más caliente, que se mueven más rápidamente por tener más energía, chocan con las partículas del segundo que se encuentran en la zona de contacto, aumentando su movimiento y, por tanto su energía.

El movimiento de éstas partículas se transmite rápidamente a las restantes del cuerpo, aumentando la energía contenida en él a costa de la energía que pierde en los choques las partículas del primer cuerpo. La energía que se transfiere de un cuerpo a otro se denomina calor.

No es correcto afirmar que el calor se encuentra almacenado en los cuerpos, lo que está almacenado en ellos es la energía, es decir, calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro o de un sistema a otro. Los cambios en el proceso de transferencia de energía se llevan a cabo en una dirección, desde el que suministra dicha energía hasta el que la recibe.

La energía, en su proceso de transformación y transferencia, va manifestándose de una forma a otra, originando así lo que hoy en día constituye nuestro desarrollo científico y tecnológico, comprendiéndose que ella desempeña un papel primordial en la vida del hombre.

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FENOMENOS TERMODINAMICOS

Las fuentes de energía son aquellas que brindan la energía como productor original, o sea, producen la energía directamente, pero siempre cumpliendo con la ley de conservación de la energía.Como fuentes de energía se pueden mencionar: sol, viento, carbón , petróleo, caídas de agua, desechos orgánicos, átomos, olas del mar, reacciones químicas, sonido, entre otras.Los tipos de energía son aquellos que identifican la forma en que se manifiesta la energía. Entre los distintos tipos de energía se destacan la solar, la atómica o nuclear, la hidráulica, la química, la eléctrica, la eólica, la mecánica (cinética y potencial), la geotérmica y la térmica.

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CONSERVACION DE LA ENERGIA

Uno de los principios básicos de la física sostiene que la energía no se crea ni se destruye, sino que sólo se transforma de unos estados a otros. Este principio se extiende también a la energía mecánica. Así, en un sistema aislado, la suma de energías cinética y potencial entre dos instantes de tiempo se mantiene constante.
De este modo, la energía cinética se transforma en potencial, y a la inversa, pero la suma de ambas siempre se conserva (cuando el sistema está aislado y no se aplican fuerzas disipativas).

TRABAJO
El trabajo se define como energía en transito, es decir, cuando existe transferencia de energía , existe trabajo.

ENERGÍA EN PROCESOS DISIPATIVOS
Los procesos disipativos son los que transforman energía mecánica en energía térmica; por ejemplo el rozamiento entre superficies sólidas, la fricción viscosa en el interior de un fluido, la resistencia eléctrica, etc.

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ENERGIA, MECANICA Y TRABAJO

La energía es una magnitud física que se muestra en múltiples manifestaciones. Definida como la capacidad de realizar trabajo y relacionada con el calor (transferencia de energía), se percibe fundamentalmente en forma de energía cinética, asociada al movimiento, y potencial, que depende sólo de la posición o el estado del sistema involucrado.

*Energía cinética: El trabajo realizado por fuerzas que ejercen su acción sobre un cuerpo o sistema en movimiento se expresa como la variación de una cantidad llamada energía cinética, cuya fórmula viene dada por: El producto de la masa m de una partícula por el cuadrado de la velocidad v se denomina también fuerza viva, por lo que la expresión anterior se conoce como teorema de la energía cinética o de las Fuerzas Vivas.

*Energía Potencial:Todo cuerpo sometido a la acción de un campo gravitatorio posee una energía potencial gravitatoria, que depende sólo de la posición del cuerpo y que puede transformarse fácilmente en energía cinética.Un ejemplo clásico de energía potencial gravitatoria es un cuerpo situado a una cierta altura h sobre la superficie terrestre. El valor de la energía potencial gravitatoria vendría entonces dado por:
siendo m la masa del cuerpo y g la aceleración de la gravedad.Si se deja caer el cuerpo, adquiere velocidad y, con ello, energía cinética, al tiempo que va perdiendo altura y su energía potencial gravitatoria disminuye.

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MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

En física, el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.

Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.

TERCERA LEY DE NEWTON

"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas"

Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en dirección.
De acuerdo con el principio de conservación del ímpetu: la cantidad de ímpetu inicial se debe transferir íntegramente al sistema y perecer igual sin importar la cantidad de veces que se transfirió o se distribuyo.

SEGUNDA LEY DE NEWTON

La Segunda Ley de Newton se puede resumir como sigue:

"La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa."

La dirección de la aceleración es la misma de la fuerza aplicada.
F=ma
donde F es la fuerza neta (suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo), m la masa y a representa la aceleración.
En esta ley de Newton se da el cambio del ímpetu, es decir, la variación de la cantidad de movimiento y es, la fuerza exterior neta que actúa sobre un cuerpo:
F = m · a
F = m · dv/dt
Si p = m · dv
F = dp/dt
Es decir, la fuerza exterior neta que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación instantánea de su cantidad de movimiento.

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PRIMERA LEY DE NEWTON

Para poder entender la primera ley de Newton, la ley de la "inercia", es necesario primero comprender los siguientes conceptos.

INERCIA
En física, la inercia es la propiedad de los cuerpos de resistirse al cambio del movimiento, es decir, es la resistencia al efecto de una fuerza que se ejerce sobre ellos. Como consecuencia, un cuerpo conserva su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta si no hay una fuerza actuando sobre él. Así que la inercia es la propiedad de un cuerpo a permanecer en su estado de reposo hasta que se le aplique una fuerza.

SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL
Se dice que un sistema de referencia es inercial cuando una partícula libre (sobre la que no actúa ninguna fuerza) sigue una trayectoria rectilínea uniforme o está parada, las leyes del movimiento cumplen las leyes de Newton, y por tanto, la variación del momento lineal del sistema es igual a las fuerzas reales sobre el sistema.

REPOSO
En física se considera reposo a un estado de movimiento rectilíneo uniforme en el cual la velocidad es nula. El reposo sólo existe dentro de un punto de referencia.

MASA INERCIAL
En física, la masa inercial o masa inerte es una medida de la resistencia de una masa al cambio de velocidad en relación con un sistema de referencia inercial.

ÍMPETU
La cantidad de movimiento, o ímpetu es una magnitud vectorial, unidad SI: (kg m/s) que, en mecánica clásica, se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado.

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA
Una vez aclarados varios conceptos, puedo mencionar el enunciado de dicha ley:

"Todo cuerpo continua en su estado de reposo o velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta actué sobre él y lo obligue a cambiar ese estado".

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que como ya vimos son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En esta ley de Newton existe un equilibrio traslacional, pues la suma de sus fuerzas es cero, también conocida como fuerza resultante, debido a que en esta ley no interviene ninguna fuerza.

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PLANO INCLINADO

Un plano inclinado es una porción de suelo que forma un cierto ángulo con la horizontal sin llegar a ser vertical, es decir, siendo el ángulo 0º α 90°

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MRU Y MRUA

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME


El MRU es aquel movimiento que lleva a cabo un móvil en línea recta y se dice que es uniforme cuando recorre distancias iguales en tiempos iguales.La ecuación del movimiento rectilíneo uniforme MRU es:Datos Fórmulad= distancia (m)v= velocidad (m/s) d= vtt= tiempo (s)


MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO


En este movimiento la velocidad es variable, nunca permanece constante; lo que si es constante es la aceleración.Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud, en la dirección o en ambos.

Velocidad inicial Vo (m/s)

Velocidad final Vf (m/s)

Aceleración a (m/s2)

Tiempo t (s)

Distancia d (m)

FORMULAS:Vf= Vo + atVf2= Vo2 + 2atd= Vo*t + 1/2 a*t2




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VECTORES... CANT. ESCALARES Y VECTORIALES...

VECTORES

Un vector es todo segmento de recta dirigido en el espacio.Cada vector posee características que son:[Origen o también denominado Punto de aplicación] Es el punto exacto sobre el que actúa el vector.[Módulo]Es la longitud o tamaño del vector.[Dirección]Dada por la orientación en el espacio de la recta que lo contiene.[Sentido]Se indica mediante una punta de flecha situada en el extremo del vector, indicando hacia qué lado de la línea de acción se dirige el vector.


CANTIDADES ESCALARES Y VECTORIALES


CANTIDADES ESCALARES:
Son aquellas que sólo requieren para su determinación una magnitud.Ejemplo. masa, potencia, energía

CANTIDADES VECTORIALES:
Son aquellas que necesitan, para ser determinadas, de una magnitud, una dirección y un sentido.Ejemplo. desplazamiento, velocidad, fuerza, etc.Las cantidades vectoriales se representan gráficamente mediante una flecha llamada vector .







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MOVIMIENTO...RAPIDEZ...VELOCIDAD MEDIA

MOVIMIENTO

El movimiento es el fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos en el espacio, con respecto al tiempo y a un punto de referencia, variando la distancia de dicho cuerpo con respecto a ese punto, describiendo una trayectoria. Para producir movimiento es necesaria una intensidad de interacción o intercambio de energía.

LOS ELEMENTOS DEL MOVIMIENTO SON:

Trayectoria: Es la línea que describe un cuerpo en movimiento. Atendiendo a su trayectoria los movimientos, puede ser::(Rectilíneos: describen una línea recta.:*Curvilíneos: Circular: describe una circunferencia:)

Elíptico: describe una elipse.;)

Parabólico: describe una parábola.

Distancia: Es la longitud comprendida entre el origen del movimiento y la posición final.

Velocidad: Es la distancia recorrida en la unidad de tiempo.

Tiempo: Lo que tarda en efectuarse el movimiento

RAPIDEZ Y VELOCIDAD MEDIA

La distancia recorrida y el desplazamiento efectuado por un móvil son dos magnitudes diferentes.Precisamente por eso, cuando las relacionamos con el tiempo, también obtenemos dos magnitudes diferentes.°La rapidez es una magnitud escalar que relaciona la distancia recorrida con el tiempo.°La velocidad es una magnitud vectorial que relaciona el cambio de posición (o desplazamiento) con el tiempo.La rapidez media de un cuerpo es la relación entre la distancia que recorre y el tiempo que tarda en recorrerla. Ejemplo: Si la rapidez media de un coche es 80 km/h, esto quiere decir que el coche coche recorre una distancia de 80 km en cada hora.La velocidad media relaciona el cambio de la posición con el tiempo empleado en efectuar dicho cambio.

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SISTEMA DE MEDICIONES, converciones, potencias de 10

Para la fisica la medida constituye una operación fundamental. Sus descripciones se refieren a magnitudes o propiedades medibles SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES Debido a que en el mundo científico se buscaba un solo sistema de unidades que resultará práctico y claro, y de acuerdo con los avances de la ciencia. En 1960 científicos y técnicos de todo el mundo se reunieron en Ginebra, Suiza, y acordaron adoptar el llamado Sistema Internacional de Unidades. Este sistema se basa en el llamado "MKS" cuyas iniciales corresponden a metro, Kilogramo y segundo.

CONVERSIONES

Una conversión de unidades consiste en expresar una cierta cantidad de magnitud que está dada en una cierta unidad, en otra ya sea del mismo sistema de medida o en otro. Para ello es necesario conocer las equivalencias entre las unidades en cuestión.Por ejemplo, el factor de conversión entre horas y segundos viene dado por la expresión:

1 hora/3600 segundos[que es lo mismo]3600 segundos

1hora ya que 1 hora = 3600 segundos

Para poder realizar una conversión, solo tenemos que colocar la unidad de partida y usar la relación o factor adecuado, de manera que se nos simplifiquen las unidades de partida y obtengamos el valor en las unidades que nos interesa.

POTENCIAS

La potenciación es una expresión matemática que incluye dos términos denominados: base a y exponente n.
Se escribe an, y se lee: a elevado a n.

En las potencias con base 10, el resultado será la unidad seguida de tantos ceros como indica la cifra del exponente.
Ejemplos:


10 a la 0=1

10 a la 1=10

10 a la 2=100

10 a la 3=1000

10 a la 4=10000

etc etc.

QUE ES LA FISICA?

"LA FISICA ES UNA CIENCIA QUE ESTUDIA LAS PROPIEDADES DEL ESPACIO, EL TYIEMPO, LA MATERIA Y LA ENERGIA ASI COMO TAMBIEN LAS INTERACCIONES QUE TIENEN

LA FISICA NO SOLO ES UNA CIENCIA TEORICA;ES TAMBIEN UNA CIENCIA EXPERIMENTA"

Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudios a la quimica a la biologia y la electronica, ademas de explicar sus fenomenos.