Chuletas y apuntes de Física de Otros cursos

Fundamentos de Termodinámica, Electromagnetismo y Óptica

Termodinámica: Calor y Temperatura

Cuando se entrega calor a un cuerpo, su temperatura aumenta y se dilata.

La dilatación lineal depende de la temperatura, longitud y el material en los sólidos.

Dilatación de los líquidos

Aparente: Cuando se calienta el líquido contenido en un recipiente, también se dilata el recipiente.

Verdadera: Es la suma de la dilatación aparente más la del recipiente.

A menor volumen, mayor densidad del agua.

Calor específico

Es el cociente entre la cantidad de calor que se le entrega y el producto de su masa por el aumento de temperatura provocado por dicha cantidad de calor.

Transmisión de calor: Ejemplos

Convección: Si se pone al fuego un recipiente, el líquido... Continuar leyendo "Fundamentos de Termodinámica, Electromagnetismo y Óptica: Calor, Flujos y Campos" »

Ley de Coulomb

La fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Expresión matemática de la ley de Coulomb:

F = K (q₁ q₂) / d²

K es la constante de proporcionalidad, la cual depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.

K = 1 / (4π ε₀)

Siendo ε₀ la permitividad en el vacío.

Cuando el medio es otro, se utiliza K = 1 / (4π ε); ε = K_c ε₀ donde K_c es la constante dieléctrica (adimensional).

Valores de K en los sistemas MKS y CGS.

Las fuerzas cumplen con la ley de acción y reacción: entre dos cargas puntuales, las fuerzas que ejercen entre sí son iguales en módulo... Continuar leyendo "Interacción Eléctrica: Fuerza, Campo y Potencial" »

Ondas Sonoras, Ultrasonidos y Ondas de Choque

Movimiento Oscilatorio

Una partícula se mueve periódicamente con relación a su posición de equilibrio, desplazándose repetidamente hacia delante y hacia atrás por el mismo camino. A este movimiento se le llama oscilación. Si el movimiento es sinusoidal, se denomina movimiento armónico simple, descrito por la ecuación: x(t) = Acos(2πft + φ), donde:

• A representa la amplitud, el máximo desplazamiento de la partícula respecto a su posición de equilibrio.
• t es el período: el tiempo que emplea la masa en realizar un ciclo completo.
• f es la frecuencia: el número de oscilaciones por unidad de tiempo.
• φ es la fase inicial.

La velocidad y la aceleración, derivadas de la posición y la velocidad... Continuar leyendo "Ondas Sonoras, Ultrasonidos y Ondas de Choque en Física" »

Leyes de Newton: Fundamentos del Movimiento

Las Leyes de Newton son tres principios fundamentales que describen la relación entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y el movimiento de este cuerpo. Son la base de la mecánica clásica.

1. Ley de la Inercia (Primera Ley de Newton)

   "Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza externa neta actúe sobre él."

   La inercia es la propiedad de los cuerpos de resistir cualquier cambio en su estado de movimiento. Cuanta más masa tiene un cuerpo, mayor es su inercia.

2. Ley Fundamental de la Dinámica o Ley de la Aceleración (Segunda Ley de Newton)

   Establece que la aceleración (a) que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza

Relaciones en planetas esféricos

Un planeta esférico tiene una masa igual a 360 veces la de la Tierra y la velocidad de escape para objetos situados cerca de su superficie es 6 veces la velocidad de escape terrestre. Determine:

a) Relación entre los radios del planeta y de la Tierra

Sup Tierra   Sup Planeta: ;

b) Relación entre las aceleraciones de la gravedad en puntos de la superficie del planeta y de la Tierra

Si la masa y el radio de la Tierra se duplican, razone si las siguientes afirmaciones son correctas:

a) La velocidad orbital de la Luna permanece constante

Verdadero.

b) El periodo orbital de la Luna se duplica

¿En qué consiste el modelo de Ptolomeo del Universo?

La Tierra está en el centro del Universo. El Sol y la Luna presentan un movimiento diferente al de los planetas. Las estrellas se describen como puntos en la esfera celeste. Estos puntos giran en torno a la Tierra y mantienen las distancias fijas entre ellos. Introdujo la excentricidad de las órbitas, es decir, que su centro y el centro de la Tierra no coincidían exactamente. Para justificar el movimiento retrógrado de los planetas (volvían sobre su trayectoria formando lazos en la esfera terrestre) utilizó un movimiento compuesto por dos rotaciones: el planeta giraba alrededor de sí mismo y alrededor de la Tierra. La órbita alrededor de sí mismo se denomina epiciclo, y la de alrededor... Continuar leyendo "Modelos Cosmológicos Históricos y Leyes Fundamentales del Movimiento Planetario" »

Leyes de Newton

• 1ª Ley (Principio de Inercia): Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él, generando así la inercia.
• 2ª Ley (Principio de Masa): La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración. F = a · m.
• 3ª Ley (Principio de Acción y Reacción): Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este ejerce sobre el primero una fuerza igual y en sentido opuesto.

Relación entre Peso, Masa y Aceleración

Las fórmulas fundamentales son:

• F = P
• a = g
• a = F / m
• F = m · a
• g = P / m

Momento de una Fuerza

El momento respecto a un punto es una medida de la tendencia de la fuerza a hacer girar el cuerpo alrededor de un punto o un eje. Se define... Continuar leyendo "Fundamentos de la Mecánica Clásica: Leyes de Newton y Máquinas Simples" »

Teorema de Gauss — ∮ ( / = integral )

El teorema de Gauss describe la relación entre el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada y la carga fuente que encierra. Para cargas estáticas, la ley de Coulomb y la ley de Gauss son equivalentes, pero la ley de Gauss es más general. El número de líneas de campo a través de cualquier superficie cerrada que contiene carga es proporcional a la carga neta encerrada por dicha superficie.

Flujo eléctrico

El número de líneas de campo que atraviesan una superficie representa el flujo del campo eléctrico. Unidades: N·m²/C.

Flujo del campo eléctrico

El flujo a través de una superficie se mide por el número de líneas que atraviesa dicha superficie (lo de abajo izquierdo no). La expresión... Continuar leyendo "Teorema de Gauss y conceptos clave de electrostática: flujo, cargas y conductores" »

Leyes de Kepler y la Constante Gravitacional

13. ¿La constante de Kepler tiene siempre el mismo valor? Explica la respuesta

Esta ley se puede aplicar a cualquier sistema que esté gobernado por la fuerza de la gravedad (por ejemplo: sistema solar, sistema Tierra-Luna, sistema Tierra-satélites artificiales, etc.). Para cada sistema, el valor de la K toma un número distinto que se puede calcular de la expresión K=4(π)²/GM, con M la masa del cuerpo atrayente.

Características de la Fuerza Gravitatoria

16. ¿Cuáles son las características de la fuerza gravitatoria?

• La dirección de la fuerza siempre es la de la recta que une a las masas. El signo menos en la expresión de la fuerza indica que esta es siempre una fuerza de atracción.
• Son fuerzas

1. Definiciones Fundamentales en Mecánica de Fluidos

(a) Líneas de Traza

Las líneas de traza representan la curva que, en cada instante, está formada por las posiciones de las partículas que pasaron previamente por un punto determinado. Cada una de esas partículas pasó por el punto P en un tiempo t diferente y describe una trayectoria. En un instante t posterior, la unión de las posiciones de esas partículas es la línea de traza en ese instante. Las líneas de traza solo coinciden con las trayectorias de las partículas y con las líneas de corriente si el flujo es estacionario.

(b) Centro de Presiones

El centro de presiones es un punto en una superficie sumergida donde, si se aplicara la resultante de todas las fuerzas de presión estática... Continuar leyendo "Conceptos Clave de Mecánica de Fluidos: Definiciones y Aplicaciones" »