Chuletas y apuntes de Física

Aplicaciones cotidianas de la física cuántica

La física cuántica tiene aplicaciones cotidianas fundamentales en nuestra tecnología actual, tales como:

• La célula fotoeléctrica.
• El microscopio electrónico.
• El láser.
• Los ordenadores.

El láser genera una radiación monocromática y dirigida, utilizada en la industria, la medicina y las comunicaciones, aunque su uso requiere precaución, ya que puede producir efectos térmicos en ojos y piel. Por su parte, la célula fotoeléctrica funciona gracias al efecto fotoeléctrico, permitiendo aplicaciones prácticas como puertas automáticas y sistemas de alarmas.

La dualidad onda-corpúsculo de De Broglie

La hipótesis de Louis de Broglie establece que, al igual que la luz puede comportarse como onda... Continuar leyendo "Fundamentos de la Física Cuántica: Aplicaciones y Principios Básicos" »

Fenómenos Ondulatorios Fundamentales

La Reflexión

La reflexión se produce cuando una onda llega a la superficie de separación entre dos medios y, como no puede propagarse en el segundo, rebota cambiando de dirección.

Leyes de la Reflexión:

• El rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie están en un mismo plano.
• Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales: $i = r$.

Explicación de Huygens:

Cuando una onda llega a una superficie de separación entre dos medios, los puntos de dicha superficie se convierten en focos emisores. Si la onda no puede propagarse en el segundo medio, rebota.

La Refracción

La refracción tiene lugar cuando una onda que se propaga en un medio pasa a otro, cambiando de dirección y de velocidad de propagación.... Continuar leyendo "Fenómenos Ondulatorios: Reflexión, Refracción y Polarización de la Luz" »

Ley de Ampère

La circulación de un campo magnético a lo largo de un camino cerrado cualquiera es proporcional a la corriente total que está rodeada por el camino.

Expresiones matemáticas:
F = q(v × B); F = IL × B; F/L = μ₀ I₁ I₂ / 2πd; B = μ₀ I / 2πd.

El Amperio

El Amperio se define como la corriente que, al circular por dos conductores rectilíneos, paralelos, indefinidos y de sección despreciable, situados en el vacío a una distancia de un metro, produce sobre cada conductor una fuerza de 2·10⁻⁷ N por metro de longitud.

M = I B S [L ⋅ L'] sen(α)

Flujo Magnético

El flujo magnético representa el número de líneas de campo magnético que atraviesan la superficie S en dirección perpendicular.

• Fórmula: Φ = B ⋅ S (T

Trabajo, Energía y Potencia

Se define julio como el trabajo realizado sobre un cuerpo cuando, al aplicarle una fuerza de 1 N, le producimos un desplazamiento de 1 metro. El trabajo se define como el producto de la fuerza por el desplazamiento y por el coseno del ángulo que forman. Un vatio es la potencia aplicada cuando se realiza un trabajo de un julio por cada segundo. La potencia es una magnitud escalar que mide la eficiencia con que se realiza un trabajo. Se define como el cociente entre el trabajo realizado y el tiempo que se tarda en realizarlo:

P = W/t

Se define energía como la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un cierto trabajo. El trabajo realizado por la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre la partícula es... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Teoría Cinética de los Gases" »

Errores en la Medición

Toda medición está, irremediablemente, relacionada con un error asociado.

Tipos de Errores

• Metodológicos: Generados por la imperfección del método de medida.
• Instrumentales: Debidos a la imperfección de los medios técnicos empleados en la medición.

Ambos tipos de errores tienen efectos sobre la medición.

• Errores sistemáticos: Son resultados que se presentan siempre en el mismo sentido, son constantes a través de un conjunto de lecturas y varían siguiendo cierta ley.
• Errores aleatorios: Varían como consecuencia de los procesos internos del funcionamiento del aparato de medida, tales como ruidos internos.

Clasificación de las Mediciones según su Precisión y Exactitud

• Precisas e Inexactas: Buena precisión, pero

Campo magnético:

un imán permanente tiene un campo magnético alrededor de el. El campo magnético consiste en líneas de fuerzas que se irradean desde el polo norte hasta el polo sur, y de regreso al polo norte a través del material magnético. El grupo de líneas de fuerza que van del polo norte al sur se denominan flujo magnético. La unidad es el weber: Wb.

Densidad de flujo magnético:

la cantidad de flujo por unidad de área proporcional al campo magnético se denoma densidad. El electromagnetismo es la producción de un campo magnético por una corriente en un conductor.

Propiedades electromagnéticas:

permeabilidad (u) : la facilidad con que un campo magnético puede ser establecido en un material dado se mide mediante la permeabilidad... Continuar leyendo "Flujo disperso de un transformador" »

Diferencias entre Movimiento Periódico, Vibratorio y Armónico Simple

• Un cuerpo describe un movimiento periódico cuando las variables posición (r), velocidad (v) y aceleración (a) de su movimiento toman los mismos valores después de cada intervalo de tiempo constante denominado periodo (T).
• Una partícula describe un movimiento vibratorio u oscilatorio cuando se desplaza sucesivamente a un lado y a otro de su posición de equilibrio, repitiendo a intervalos regulares de tiempo sus variables cinemáticas.
• El movimiento oscilatorio de un cuerpo sobre una trayectoria recta es armónico simple (MAS) cuando está sometido a una fuerza recuperadora (o de atracción) proporcional al vector posición, con origen en su punto de equilibrio o centro

El Treball en la Física

El treball és la transferència d'energia que té lloc quan una força produeix un desplaçament.

Quan una força actua sobre un objecte i provoca el seu desplaçament, es diu que s'ha realitzat un treball sobre l'objecte. Perquè es produeixi, calen aquestes condicions:

• Ha d'actuar una força.
• Ha de provocar un desplaçament.
• La força i el desplaçament no han de ser perpendiculars.

Energia Cinètica (Ec)

L'energia cinètica és directament proporcional al quadrat de la velocitat. Si la velocitat es fa el doble, l'Ec augmenta en un factor 4; si la velocitat es triplica, l'Ec s'incrementa en un factor 9.

Energia Potencial (Ep)

És l'energia que té o emmagatzema un objecte per la seva posició; és a dir, per la posició que... Continuar leyendo "Conceptes de Treball, Energia i la Llei de Hooke" »

Dinámica: La Ciencia del Movimiento

La dinámica es la rama de la mecánica que se ocupa de responder a las preguntas relacionadas con las causas del movimiento. Una de las leyes fundamentales de la naturaleza, directamente relacionada con la interacción gravitatoria, es la Ley de Gravitación Universal. Newton formuló la hipótesis de que la fuerza gravitatoria es la misma que hace caer una manzana de un árbol. La Tierra atrae a la manzana sin necesidad de entrar en contacto con ella. Esta hipótesis fue revolucionaria para su época, ya que el movimiento de los cuerpos celestes se consideraba de naturaleza divina y, por lo tanto, diferente al movimiento en la Tierra.

Fuerza de Rozamiento

La fuerza de rozamiento surge cuando intentamos poner... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Dinámica y Cinemática en Física" »

Introducción al Movimiento Armónico Simple (M.A.S.)

El M.A.S. es un movimiento periódico de vaivén producido por fuerzas variables.

Estudio de un resorte que oscila con un M.A.S.

Cuando se aplica a un cuerpo o sistema mecánico una fuerza F cuyo valor depende del alargamiento que se le dé, en el sistema aparece, por reacción, una fuerza recuperadora o elástica de sentido opuesto, cuyo valor viene dado por la ley de Hooke:

F = -kx

• k: constante de elasticidad. Unidad en el S.I.: N/m.

En equilibrio, la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre el cuerpo provoca en el muelle un alargamiento x, cumpliéndose: mg = -kx.

La masa sostenida por un resorte y separada de su posición de equilibrio adquiere energía potencial elástica... Continuar leyendo "Fundamentos del Movimiento Armónico Simple: Conceptos y Ecuaciones" »