Chuletas y apuntes de Física de Universidad

Aplicaciones de las Ecuaciones de la Estática de Fluidos

El Barómetro de Mercurio

Los barómetros de mercurio son aparatos que miden la presión atmosférica. Torricelli realizó el primer experimento que demostró su existencia. Este experimento consistía en un tubo cerrado lleno de mercurio, invertido sobre un recipiente que también contenía mercurio. El tubo no se variaba, sino que descendía ligeramente, y en la parte superior se generaba un vacío (el vacío de Torricelli).

Dado que la presión en dos puntos situados a la misma altura es la misma, la altura que alcanza el fluido dentro del tubo será aquella que iguale la presión atmosférica:

$$P_{atm} = \rho g h$$

A pesar de que el mercurio es un elemento muy tóxico, se ha empleado... Continuar leyendo "Fundamentos de Estática y Dinámica de Fluidos: Ecuaciones Clave y Aplicaciones" »

Leyes de Kepler sobre el Movimiento Planetario

1ª Ley de Kepler o Ley de las Órbitas

“Los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol situado en uno de los focos de la elipse”.

2ª Ley de Kepler o Ley de las Áreas

“El vector de posición que une el Sol con los planetas barre áreas iguales en tiempos iguales, es decir, la velocidad areolar es constante”.

Si A₁ = A₂, entonces T_1-2 = T_3-4. Dado que V_p > V_a, el planeta se mueve más deprisa en el perihelio que en el afelio.

3ª Ley de Kepler o Ley de los Periodos

“El cuadrado del periodo de cualquier planeta es directamente proporcional al cubo del semieje de su órbita (T² = K · R³), donde K no es una constante universal porque depende de la masa de la estrella (es, por... Continuar leyendo "Principios de la Física: Leyes de Kepler, Gravitación Universal y Termodinámica" »

Principios de Dinámica y Cantidad de Movimiento

♦ p = m * v

♦ m1 * v1 = m2 * v2

♦ Fuerza resultante = Δp / Δt

♦ E_c: Energía cinética (Joule, J)
♦ m: Masa (kilogramo, kg)
♦ v: Velocidad (metros/segundo, m/s)
♦ P = m * v

E_p: Energía potencial gravitacional (Joule, J)
m: Masa (kilogramo, kg)
g: Aceleración por la gravedad (metros/segundo², m/s²)
h: Altura (metros, m)

E_el: Energía potencial elástica (Joule, J)
k: Constante elástica del resorte (Newton/metro, N/m)
x: Deformación del resorte (metros, m)

P: Potencia (watt, W)
T: Trabajo (Joule, J)
Δt: Intervalo de tiempo (segundos, s)

Cantidad de movimiento

Q: Cantidad de movimiento (kg·m/s)
m: Masa (kg)
v: Velocidad (m/s)

Movimiento rectilíneo uniforme

s: Posición final (m)
s₀: Posición inicial... Continuar leyendo "Formulario Esencial de Física: Conceptos y Fórmulas Fundamentales" »

Circuitos RL

La fuerza electromotriz (fem) de la pila será la suma de las caídas de tensión en el circuito: ε₀ = I·R + L·(dI/dt).

Para resolver la ecuación diferencial, despejamos el tiempo: t = -L/R * ∫(-R·dI) / (ε₀ - I·R). En el instante de cerrar el interruptor S (cuando t = 0), la corriente es nula y la variación de corriente por unidad de tiempo es máxima. La corriente va aumentando progresivamente y, después de un tiempo, se cumple la relación: dI/dt = (ε₀ / L) · e^(-t/τ), donde τ = L/R es la constante de tiempo del circuito.

El valor final de la corriente (estado estacionario) puede obtenerse haciendo dI/dt = 0, lo que resulta en I_f = ε₀ / R.

Gráficamente, podemos representar la intensidad de corriente en función... Continuar leyendo "Fundamentos de Electromagnetismo: Circuitos RL, Conductores y Efecto Hall" »

Conceptos Fundamentales de Física: Verdadero o Falso

A continuación, se presentan una serie de afirmaciones sobre conceptos clave en física. Evalúe cada una y determine si es verdadera o falsa, según los principios fundamentales de la mecánica.

Vectores y Operaciones Vectoriales

• La operación de adición de vectores implica considerar la suma de los componentes correspondientes para cada eje del espacio. (Verdadero)
• Al multiplicar un vector por un escalar cualquiera, el resultado es siempre un vector con igual sentido y dirección que el primero, pero con diferente magnitud. (Verdadero)
• Si las componentes de un vector invierten su sentido, el propio vector invierte su sentido. (Verdadero)
• Si las componentes de dos vectores que forman un producto

Teorema del Centro de Masas (CM)

La altura que alcanza el Centro de Masas (CM) está relacionada con la posición de nuestros segmentos libres. Cuanto más elevados estén estos segmentos, más alto estará el CM. Para que el CM ascienda, es necesaria una fuerza externa; en el caso del salto, esta fuerza proviene del suelo.

La fórmula para calcular la posición vertical del CM en un instante (t) es:

CM_t (y) = (∑_(i=1)⁽ⁱ⁼ⁿ⁾▒〖CG_i (y)∙m_i〗) / (∑_(i=1)⁽ⁱ⁼ⁿ⁾▒m_i)

Donde:

• CM_t(y): Posición vertical del centro de masas en el instante t.
• CG_i(y): Posición vertical del centro de masas del segmento i.
• m_i: Masa del segmento i.
• n: Número total de segmentos.

La masa del CM está, por tanto, relacionada con la masa y el CM de cada segmento.

El CM asciende... Continuar leyendo "Cálculo del Centro de Masas (CM) en el Salto Vertical: Optimización y Factores Clave" »

Conceptos Fundamentales de Termodinámica

Propiedades Térmicas

• Temperatura: Es una magnitud que mide el nivel térmico o el calor que un cuerpo posee.
• Termómetro: Es un instrumento de medición de temperatura.
• Escalas de temperatura: Lo que se necesita para construir un termómetro son puntos fijos, es decir, procesos en los cuales la temperatura permanece constante.

Calor y Transferencia de Energía

• Calor: Es la energía transferida de un objeto a mayor temperatura a otro que se encuentra a menor.
• Medición de calor: Es una forma de energía que se mide en Joules.
• Expansión térmica: Es el incremento en el volumen de un material a medida que aumenta su temperatura.
• Conducción: Es el fenómeno consistente en la propagación de calor entre dos cuerpos

Energía de un Circuito Eléctrico. Rendimiento

Cuando hay una corriente en un conductor, la energía eléctrica se convierte en térmica continuamente. Cuando fluyen cargas en el interior de un conductor, el flujo va desde potenciales mayores a potenciales menores en el sentido del campo eléctrico. De esta manera, la carga pierde energía potencial que se va transformando en energía cinética de los portadores. Consideremos la carga ΔQ que pasa por el punto A en un tiempo Δt. Si el potencial en ese punto es V_A, la carga tendrá una energía potencial ΔQ·V_A. Durante este intervalo de tiempo, la misma cantidad de carga pasa por el punto B, donde el potencial es V_B y tiene una energía potencial ΔQ·V_B, que es menor que la inicial. La energía... Continuar leyendo "Análisis de Circuitos Eléctricos y Conceptos de Electromagnetismo" »

Zenbakiak, Eragiketak eta Kalkulua

Zenbakia: Kantitate bat unitate batekiko konparatzen dugun emaitza da. Familia ezberdinak daude.

Eragiketa: Aldaketa edo transformazioa, modu askotarikotzat hartzen da.

Kantitatea: Magnitude bi edo gehiagoren arteko konparaketa.

Kalkulua: Emaitza ahalbidetzen duten prozeduren multzoa.

Zenbaki Zentzumena: Lortutako emaitzari dagozkion iritziak emateko gaitasuna.

Zifra: Ikur indo-arabiarra.

Oinarria: Sistema posizional batean, zifra bat ezker/eskuin posizioan bere balioa zenbat handitu/txikitu adierazten du.

Sistema Posizionala: Zifra bakoitzak balioa hartzen duen posizioaren araberakoa.

Arkimedes eta Pi-ren Hurbilketa

Arkimedes Sirakusan jaio zen K.a. 287an. Zientzialari eta matematikari famatua izan zen, eta Pi zenbakiaren... Continuar leyendo "Matematikaren Historia eta Kontzeptu Gakoak: Zenbakiak, Teoremak eta Geometria" »

Medios de Transmisión Guiados

Proporcionan un conductor físico para la transferencia de señales de un dispositivo a otro.

Cable de Par Trenzado (UTP y STP)

Conjunto de pares de hilos de cobre cruzados entre sí.

Ventajas y Desventajas del Par Trenzado

• Ventajas: Coste bajo, muy conocido, fácil de instalar y flexible.
• Desventajas: Atenuación, conducción superficial en altas frecuencias, vulnerable a interferencias electromagnéticas.

Cable Coaxial

Conductor central rodeado por una capa conductora cilíndrica.

Ventajas y Desventajas del Cable Coaxial

• Ventajas: Conexión de numerosos equipos, costo moderado.
• Desventajas: Muy costosos, manipulación complicada, limitado a pequeños conductos eléctricos.

Fibra Óptica

Fabricada de plástico o cristal,... Continuar leyendo "Clasificación y Características de los Medios de Transmisión Físicos" »