Chuletas y apuntes de Física de Otros cursos

1. Rango de frecuencias

Rango de frecuencias:

• < 20 Hz: infrasonidos
• 20–250 Hz: frecuencias graves (bombo o bajo)
• 250–2.000 Hz: frecuencias medias (voz humana y la mayoría de los instrumentos musicales)
• 2.000–20.000 Hz: frecuencias agudas (platillos de la batería y algunas cantantes de ópera)
• > 20.000 Hz: ultrasonidos

La frecuencia es el número de variaciones de presión que se producen en un segundo, medido en hertzios (Hz).

2. Comportamiento acústico

En este apartado se describen los fenómenos que afectan cómo percibimos el sonido en un recinto.

Reverberación

Reverberación (o reverb) es un fenómeno sonoro producido por las reflexiones que tienen lugar en un recinto cuando un frente de ondas incide sobre las paredes, el suelo o el... Continuar leyendo "Frecuencias, acústica, escucha y ecualización: conceptos esenciales del sonido" »

Modelo de Bohr

• Los electrones giran en torno al núcleo solo en ciertas órbitas circulares estables donde, al moverse, no pierden energía (órbitas estacionarias).
• Las únicas órbitas permitidas son aquellas cuya energía adopta unos valores determinados (niveles de energía).
• Cuanto más alejado esté el nivel del núcleo, mayor será su energía.
• Un electrón puede saltar de un nivel de mayor energía a otro emitiendo ese exceso en forma de radiación.

Modelo Mecanocuántico

Los niveles de energía enunciados por Bohr se dividen en subniveles de energía. Para definirlos, se introducen 3 nuevos números cuánticos: l, m, n, s. Este modelo se basa también en el desarrollo de la mecánica cuántica.

• Dualidad onda-corpúsculo (1924): De Broglie

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La Teoría de la Relatividad: Del Universo al Átomo

La teoría de la relatividad fue desarrollada a principios del siglo XX y sigue siendo uno de los pilares fundamentales de la física moderna. Fue formulada por el físico alemán Albert Einstein, quien llegó a las siguientes conclusiones:

• Relatividad del Espacio y el Tiempo

  Es necesario abandonar la idea de que el espacio y el tiempo son nociones absolutas, y comprender que son relativas a la velocidad del observador. Por lo tanto, cuanto más cerca esté un cuerpo de la velocidad de la luz, mayor será su tamaño y más lento transcurrirá el tiempo.

• La Velocidad de la Luz como Constante Universal

  El único valor absoluto es la velocidad de la luz, que es idéntica para cualquier sistema de

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Propagación de Ondas Planas Uniformes

1. Onda Eléctrica Transversal en Medio Sin Pérdidas

Una onda tiene la siguiente expresión para el campo eléctrico $\mathbf{E}$:

$$\mathbf{E} = \mathbf{a}_y 50 \cos(\omega t - kz) + \mathbf{a}_x 20 \sin(\omega t - kz)$$

La onda se propaga en un medio de características $\mu = \mu_0$ y $\epsilon = 2\epsilon_0$. Donde $\omega = 3\pi \times 10^6$ rad/s.

Determinación de Parámetros

• Longitud de onda ($\lambda$)
• Velocidad de fase ($\mathbf{U}_p$)
• Campo magnético ($\mathbf{H}(t)$)

Solución:

La constante de propagación $k$ (rad/m) se define como:

$$k = \frac{2\pi}{\lambda} = \omega \sqrt{\mu\epsilon} = \frac{\omega}{\mathbf{U}_p}$$

Sabiendo que la velocidad de la luz es $c = 3 \times 10^8 \text{ m/s} = 1/\sqrt{\mu_... Continuar leyendo "Propagación de Ondas Electromagnéticas en Medios Dieléctricos y Conductores" »

Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico en un punto de un campo eléctrico se define como la razón entre la energía potencial (Ep) de una carga de prueba q' y el valor de dicha carga:

V_a = Ep_a / q'

Esta es una magnitud escalar definida por la expresión:

V = -∫ E · cos(θ) ds

• Matemáticamente: El potencial en un punto es igual a la integral curvilínea, cambiada de signo, de la intensidad del campo eléctrico desde el infinito hasta dicho punto.
• Físicamente: Es el trabajo realizado por unidad de carga, contra la fuerza ejercida por el campo, al desplazar una carga desde el infinito hasta el punto.

Derivación: V = W / q' = (F · d) / q' = (k · q' · q · d) / (d² · q') = (k · q) / d

Unidades:

• Sistema MKS: [J] / [C] = Voltio
• Sistema CGS:

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Fuerza Magnética y sus Aplicaciones

Fuerza Magnética entre Corrientes Paralelas

Cuando dos alambres rectos y paralelos transportan corriente eléctrica (I) en el mismo sentido, se genera una fuerza magnética entre ellos. La fuerza sobre el alambre 1 debido al campo magnético del alambre 2 (dF₁) y viceversa (dF₂) se describe por las siguientes relaciones:

dF₁ = I₁dl₁ Λ B₂

dF₂ = I₂dl₂ Λ B₁

Dado que el campo magnético es perpendicular al alambre, las magnitudes de estas fuerzas son:

dF₁ = I₁dl₁B₂ = I₁dl₁(μ₀I₂)/(2πr)

dF₂ = I₂dl₂B₁ = I₂dl₂(μ₀I₁)/(2πr)

De esto se deduce que la fuerza por unidad de longitud es:

(dF₁/dl₁) = (μ₀I₁I₂)/(2πr)

(dF₂/dl₂) = (μ₀I₁I₂)/(2πr)

Es importante destacar que si dos conductores paralelos transportan corriente en... Continuar leyendo "Electromagnetismo Esencial: Fuerzas Magnéticas e Inducción Electromagnética" »

Inducción Electroestática

Definición

La inducción electroestática es la redistribución de la carga eléctrica en un objeto, causada por la influencia de cargas cercanas.

Tipos de Inducción

Por Contacto

Cuando un cuerpo se acerca a otro y adquiere cargas del mismo signo que este.

Por Inducción

Cuando un cuerpo adquiere cargas de signo opuesto al cuerpo que se le acerca.

Pararrayos

Un pararrayos es una varilla metálica que termina en una o varias puntas y se conecta a tierra por medio de un alambre conductor grueso que se une a una plancha metálica.

Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb establece que la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cuerpos electrizados pequeños es directamente proporcional a sus cargas e inversamente proporcional al... Continuar leyendo "Inducción Electroestática y Otros Conceptos de Electricidad" »

INTRODUCCIÓN

En esta primera unidad, relacionada con el sonido, vamos a ver conceptos básicos del sonido desde el punto de vista de la física. Empezaremos analizando sus propiedades y características físicas. A continuación, definiremos lo que significa el espectro de frecuencias de un sonido, para ver cómo funciona realmente nuestro oído al sonido, qué partes son las más importantes y cómo nos permiten oír.

NATURALEZA DEL SONIDO

Las ondas acústicas viajan habitualmente a velocidad constante, que depende del medio y de las condiciones ambientales. En el agua, el sonido viaja 4 veces más rápido que en el aire. Si hay un cambio de temperatura en el medio en el cual se mueve el sonido, la onda viaja de forma curvilínea y no recta;... Continuar leyendo "Fundamentos del Sonido: Propiedades y Espectro de Frecuencias" »

Conceptos Fundamentales de la Materia y Estructura Atómica

Materia

Todo aquello que tiene masa, inercia y ocupa un lugar en el espacio.

Átomo

La subdivisión más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades químicas.

Peso Atómico

Suma del peso de protones y neutrones que se encuentran en el núcleo atómico.

Número Atómico

Número de protones que se encuentran en el núcleo de un átomo.

Ion

Átomos que han adquirido una carga eléctrica (positiva o negativa) debido a la ganancia o pérdida de electrones.

Valencia

La capa exterior de un átomo, donde residen los electrones que determinan su capacidad de enlace.

Electrostática y Leyes de Carga

Conductor

Elementos que permiten el paso fácil de la electricidad debido a la presencia de... Continuar leyendo "Fundamentos Esenciales de Electricidad, Magnetismo y Estructura Atómica" »

Características Técnicas de un Altavoz

I. Impedancia del Altavoz

Es importante conocer la impedancia de un altavoz para conseguir una buena adaptación con el amplificador que lo ha de alimentar.

La impedancia es la suma de: resistencia entre terminales, inductancia de la bobina e influencia del entorno donde esté instalado.

Las 4 Zonas de la Curva de Impedancia

La curva de impedancia muestra el mecanismo de la impedancia según el altavoz, dividida en 4 zonas:

• A: Resistencia en Corriente Continua (CC) a 0 Hz. Se mide en los bornes del altavoz. Es una indicación rápida de la impedancia que puede tener el altavoz.
• B: Frecuencia de Resonancia (FR). Zona muy variable, no se puede usar para datar el altavoz, ya que está muy afectada por su colocación.

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