Chuletas y apuntes de Física

Radiación y Transmisión de Energía

La Radiación Solar

La luz solar contiene rayos infrarrojos, ultravioleta y la luz visible (o luz blanca), que es la que podemos apreciar a diario.

La luz solar es una fuente de vitamina D, pero la luz ultravioleta es causante de la coloración de la epidermis, fenómeno al que llamamos bronceado y que, cuando es excesivo, puede producir daños en la piel. La radiación es un tipo de transmisión del calor que no requiere el contacto directo entre la fuente y los objetos.

Tipos de Radiactividad

La radiación es la liberación de energía desde el núcleo de un átomo.

• Radiactividad alfa (α): Es causada por la emisión de partículas alfa. Tiene poco alcance y es detenida por una hoja de papel.
• Radiactividad beta

La Energía Mecánica del Oscilador Armónico

La energía mecánica (E_Mec) del oscilador armónico es una constante característica de este y proporcional al cuadrado de la amplitud.

Ondas Mecánicas

Las ondas mecánicas se clasifican en:

Ondas Transversales

Si en el extremo libre de una cuerda tensa horizontal damos una sacudida vertical repentina, se forma una cresta llamada pulso. Este pulso es una perturbación instantánea que se transmite mediante una onda viajera y recorre la cuerda desplazando los puntos de esta hacia arriba y hacia abajo. Si mantenemos un movimiento vibratorio, se produce una perturbación continua denominada tren de ondas que se propaga por la cuerda. Las partículas de esta se desplazan verticalmente en torno a su posición... Continuar leyendo "Energía Mecánica, Ondas y Fenómenos Ondulatorios: Conceptos Clave" »

Teorema de Varignon

Dado un sistema de fuerzas cualquiera y determinada su resultante R, el momento estático del conjunto de fuerzas con respecto a un centro de momentos O es igual al momento de la resultante:

R × Dr = F1 × D1 + F2 × D2 + F3 × D3

Centro de Fuerzas

Dado un sistema de fuerzas aplicado en determinados puntos del plano, se denomina centro de fuerzas de dicho sistema al punto sobre el cual gira la resultante del sistema cuando todas las fuerzas dadas giran el mismo grado.

Centro de Gravedad

O baricentro de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante del sistema de fuerzas constituido por el peso de todas las partículas que lo componen; dicha resultante es el vector peso total del cuerpo.

Momento Estático

Se denomina momento

El Sonido: Propagación y Naturaleza

En física, el sonido es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas audibles o casi audibles, 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 que son oscilaciones de la presión del aire. Estas oscilaciones son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde 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 implica el transporte de... Continuar leyendo "Fundamentos de la Física: Sonido, Electricidad y la Dinámica del Movimiento Ondulatorio" »

Problemas Resueltos de Cinemática

A continuación, se presentan una serie de problemas resueltos de cinemática, abarcando desde el encuentro de trenes hasta el lanzamiento de proyectiles. Cada problema está detalladamente explicado para facilitar su comprensión.

1. Encuentro de Trenes

Un tren pasa por Alcalá de Henares (km 30,0) a las 12h 00m 00s en dirección a Zaragoza y lleva una velocidad uniforme de 100 km/h. Otro tren pasa por Guadalajara (km 60,0), también con dirección Zaragoza, a las 12h 10m 00s con velocidad uniforme de 200 km/h. Calcular:

• El instante en que coinciden los dos trenes que viajan por vías paralelas.
• El lugar en el que se encuentran.
• Repetir los cálculos intercambiando las velocidades de los trenes.
• ¿Cuál de los dos

Temperatura

Fórmulas:

• TC = TK − 273.15
• TK = TC + 273.15
• TC = (TF − 32) · 5 / 9
• TF = TC · 9 / 5 + 32
• Relación útil: TC/5 = (TF − 32)/9 → cuando TC ↔ TF

Dilatación

La dilatación térmica describe el aumento de longitud, superficie o volumen de un cuerpo al aumentar su temperatura.

Dilatación lineal

• ΔL = Li · α · ΔT
• Lf = Li · (1 + α · ΔT)

Dilatación superficial

• ΔS = Si · 2α · ΔT
• Sf = Si · (1 + 2α · ΔT)

Dilatación volumétrica

• ΔV = Vi · 3α · ΔT
• Vf = Vi · (1 + 3α · ΔT)

Formas (superficie y volumen)

• Cuadrado (área): lado · lado
• Rectángulo (área): largo · ancho
• Círculo (área): π · r²
• Esfera (volumen): V = 4/3 · π · r³

Calores

Calor específico / sensible:

• Q = m · c · ΔT

Calor latente:

• L = Q / m
• Q = m · L

Campo gravitatorio

Fuerza

1. Bloque en plano inclinado

Datos:

• m = 20 kg
• θ = 30°
• g = 9.81 m/s²
• Sin fricción

La fuerza que acelera al bloque es la componente del peso:

F = mg sin θ

F = 20 (9.81) sin 30°

F = 20 (9.81) (0.5) = 98.1 N

Respuesta: B. 98.1 N

2. Esfera en fluido (Ley de Stokes)

Fórmula:

F = 6 π η r v

Datos:

• η = 0.5 Pa·s
• r = 0.002 m
• v = 0.1 m/s

Cálculo:

F = 6 π (0.5) (0.002) (0.1)

F ≈ 1.88 × 10^-3 N

Respuesta: A. 1.88 × 10^-3 N

3. Objeto empujado con fricción

La fuerza de fricción se expresa como:

f = μ_d m g

Aplicando la segunda ley de Newton:

a = (F - f) / m = (F - μ_d m g) / m

Respuesta: B

4. Condición de equilibrio traslacional

Un cuerpo está en equilibrio cuando:

ΣF = 0

Respuesta: C. ΣF = 0

5. Elevador descendiendo con aceleración

Tomamos hacia abajo como positivo:

mg... Continuar leyendo "Fuerzas y equilibrio en problemas de física: plano inclinado, fricción y tensión" »

Conceptos Fundamentales del Magnetismo

El magnetismo es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, esencial para comprender numerosos fenómenos físicos y aplicaciones tecnológicas. A continuación, se detallan los conceptos clave:

Imán

Un imán es un material que atrae otros materiales con alto contenido de hierro, níquel o cobalto.

Polos Magnéticos

Los polos magnéticos son los puntos de un imán donde la fuerza ejercida sobre otros materiales magnéticos es mayor. Es importante recordar que los polos del mismo signo se repelen, mientras que los polos de signo contrario se atraen.

Campo Magnético

El campo magnético es el espacio en el que se manifiestan fuerzas de origen magnético. Representa la región alrededor de un imán o una... Continuar leyendo "Fundamentos del Magnetismo y Electromagnetismo: Conceptos Esenciales de Física" »

Acústica: El Sonido y sus Propiedades

El sonido es la sensación que se produce en nuestro oído como consecuencia de la vibración del aire.

• Amplitud: Es la distancia máxima que abarcan las vibraciones de las partículas del medio.
• Frecuencia: Es el número de vibraciones que una partícula del medio efectúa en un segundo.
• Intensidad: Es la fuerza con la que se percibe un sonido y corresponde a la amplitud de la onda sonora.
• Tono: Es la frecuencia de un sonido. Los sonidos de baja frecuencia son graves y los de elevada, agudos.
• Timbre: Es la cualidad que permite distinguir dos instrumentos diferentes que tocan un mismo tono con la misma intensidad.
• Duración: Es el tiempo durante el cual se prolonga el sonido.

Anatomía del Oído

Componentes: martillo,... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Física, Óptica y Geología" »