Chuletas y apuntes de Física de Universidad

Biofísica: Fundamentos y Conceptos Esenciales

La Biofísica es la ciencia dedicada a la comprensión de los fenómenos naturales y su influencia sobre los seres vivos. Existen eventos biológicos con un fundamento físico.

Conceptos Fundamentales en Biofísica

• Ley o Principio: Aseveración que describe un fenómeno natural.
• Teoría: Explicación de fenómenos observados.
• Hipótesis: Solución posible a un problema.
• Materia: Sustancia primaria de la que están compuestos los objetos.
• Masa: Propiedad básica de la materia, medida que representa la cantidad de materia contenida en un objeto.
• Inercia: Propiedad de la materia de oponerse a un cambio en su estado de movimiento.
• Densidad: Cantidad de masa por unidad de volumen (d = m/v).
• Energía: Capacidad

Introducción a la Viscosidad y la Ley de Newton

La Ley de Viscosidad de Newton no predice el esfuerzo cortante en todos los fluidos. Aquellos fluidos que sí obedecen esta ley son denominados fluidos newtonianos.

La Ley de Viscosidad de Newton establece que, para un flujo laminar, el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la velocidad de deformación constante.

Fórmula de la Viscosidad

La viscosidad se define como:

Viscosidad = Esfuerzo cortante / Velocidad de deformación cortante

Clasificación de Fluidos: Newtonianos y No Newtonianos

De esta forma, los fluidos se clasifican en dos categorías principales:

Fluidos Newtonianos

En los fluidos newtonianos, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación es lineal, y...

Hipótesis del Medio Continuo

La hipótesis del medio continuo justifica si la medida de una magnitud fluida puede considerarse local (es decir, que no se ve afectada por una reducción del volumen de medida) en un volumen suficientemente grande que contenga un elevado número de moléculas. Con esta hipótesis, pueden definirse propiedades fluidas que sean funciones continuas en todo el campo fluido. De no ser así, los cálculos en mecánica de fluidos resultarían muy complejos y no se podría trabajar.

Hipótesis de Equilibrio Termodinámico Local

Se supone que el fluido se encuentra en equilibrio termodinámico; su estado puede definirse por las variables de estado y la velocidad. Tanto en gases como en líquidos, puede suponerse el equilibrio...

Espectrometría

Objetivos

• Estudiar el espectro de los gases y el funcionamiento del espectrómetro.

Metodología

Utilice el sensor de rotación para medir el desplazamiento circular del disco graduado en grados y el sensor de luz para determinar la posición, por la intensidad lumínica de las diferentes líneas espectrales de la luz de mercurio o gas empleado en la emisión.

Utilice el DataStudio para registrar y mostrar los datos por medio de un gráfico. Determine a partir de él, la variación angular y con estos datos determinar la longitud de onda para cada línea del espectro de la luz del gas empleado.

Procedimiento

1. Determine para cada muestreo empleando la herramienta inteligente el ángulo inicial, el ángulo final y la variación angular.

Principales precursores de la electricidad y sus aportes fundamentales

La historia de la electricidad es vasta y fascinante. Para facilitar su comprensión, hemos desglosado los hitos más importantes y los científicos que transformaron nuestra relación con la energía:

Pioneros y descubrimientos clave

• Tales de Mileto: Fue el primero en observar fenómenos eléctricos al frotar una barra de ámbar con un paño, notando que esta podía atraer objetos livianos.
• William Gilbert: Ideó el primer electroscopio. Descubrió la imantación por influencia y observó que el hierro pierde sus propiedades magnéticas al calentarse al rojo.
• Otto von Guericke: Ideó la primera máquina electrostática y generó chispas a partir de un globo de azufre, lo que

onda senoidal.
(ecuación) nos permite saber los valores de voltaje y corriente instantáneas en un tiempo determinado.

 fasor) Es un radio vectorial giratorio el cual tiene una longitud igual al valor pico de la onda senoidal.

5) regla mano derecha Nos permite saber la dirección  de la corriente que induce una fuerza electromotriz a través del conductor.

donde 1) dirección del mov del conductor.  2) dirección campo magnético. 3) dirección corriente eléctrica.

 Método para calcular el valor promedio.

El método para calcular el valor promedio de una onda senoidal es que nos dice que su valor es el 63.7% del valor pico de la onda.

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...

Propiedades Fundamentales de los Campos Vectoriales

Campos Solenoidales y Fuentes de Flujo

Un campo vectorial se caracteriza por sus propiedades de flujo y circulación. Una propiedad clave es la presencia o ausencia de fuentes de flujo.

• Las fuentes de flujo son puntos o regiones donde las líneas de campo nacen o mueren.
• Si no existen fuentes de flujo en un dominio, el campo es solenoidal. Esto implica que la divergencia del campo es nula (∇ · A = 0). En este caso, las líneas de campo son cerradas o se extienden hasta el infinito sin principio ni fin dentro del dominio.
• Si existen fuentes de flujo, hay un salto finito en el valor del campo o su potencial. Por ejemplo, si V es un potencial escalar asociado al campo A = - ∇V, entonces ∇V

¿Qué es la Fisicoquímica?

La fisicoquímica es la parte de la química que estudia las propiedades físicas y la estructura de la materia, las leyes de interacción química y las teorías que las gobiernan.

Ramas principales de la fisicoquímica

• Química cuántica
• Mecánica estadística
• Termodinámica
• Cinética química

Fundamentos de la Termodinámica

La termodinámica es el estudio del calor, el trabajo, la energía y los cambios que ellos producen en los estados de los sistemas. Se define como una ciencia macroscópica y se divide principalmente en:

• Termodinámica de equilibrio
• Termodinámica irreversible

Propiedades y conceptos clave

• Propiedad termodinámica: Aquellos atributos físicos que se perciben por los sentidos o que pueden hacerse perceptibles.

Conceptos Fundamentales de la Cinemática

1. Sistema de referencia: Punto o sistema de puntos donde se sitúa al observador y con base en el cual se estudiará el movimiento.
2. Posición: Lugar que ocupa un objeto respecto a un sistema de referencia.
3. Coordenadas cartesianas: Conjunto de datos que indican la posición de un objeto dentro de un sistema de referencia cartesiano.
4. Movimiento: Cambio de posición de un objeto respecto a un sistema de referencia.

Magnitudes Físicas y Vectores

5. Magnitud escalar: Magnitud que se expresa mediante un número y una unidad (ambos conforman lo que se denomina módulo).
6. Magnitud vectorial: Es aquella magnitud que, para ser descrita, se necesitan: módulo, punto de aplicación, dirección y sentido.
7. Punto de aplicación: