Ondas y Electrostática: Conceptos Fundamentales de Física

Ondas

Definición

Una onda es una perturbación que transfiere energía de un punto a otro sin transporte de masa o materia.

Tipos de Ondas

Ondas Mecánicas

Las ondas mecánicas pueden ser longitudinales o transversales. Necesitan un medio para propagarse, como agua, resortes, cuerdas tensas, etc. Ejemplos: ondas sonoras, ondas sísmicas.

Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son transversales y no necesitan un medio para propagarse. Ejemplos: luz, color radiante, rayos X, ondas de radio, telefonía móvil.

Ondas Longitudinales

En las ondas longitudinales, la dirección de propagación de la onda y el movimiento de las partículas son paralelos entre sí. Ejemplos: ondas sonoras y sísmicas.

Ondas Transversales

En las ondas transversales, la dirección de propagación de la onda y el movimiento de las partículas son perpendiculares entre sí. Ejemplos: cuerdas tensas, superficie de líquidos, ondas de radio y microondas.

Ondas Periódicas

Un conjunto de pulsos que son emitidos a intervalos iguales de tiempo se conoce como ondas periódicas. Cuando un punto de un medio elástico es separado de su posición de equilibrio, se realiza un trabajo, cediendo energía. Esta energía se propaga por las interacciones de las partículas del medio. Si esto sucede, decimos que la energía se transfiere por movimiento ondulatorio.

Características de las Ondas Periódicas

• Amplitud: Máxima separación de cada punto del medio elástico con respecto a la posición de equilibrio.
• Longitud de Onda: Distancia entre dos puntos consecutivos en la misma fase.
• Periodo (T): Tiempo que demora cada punto del medio en realizar una oscilación completa.
• Frecuencia (f): Cantidad de oscilaciones completas que cada punto del medio realiza por unidad de tiempo.

Electrostática

Definición

La electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por cargas eléctricas en reposo.

¿Dónde se encuentra la carga eléctrica?

La carga eléctrica se encuentra en la materia, dentro de los átomos, en forma de protones (carga positiva) y electrones (carga negativa).

Puntos Importantes

• El número de protones es característico de cada elemento (número atómico).
• En un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones.
• La carga del electrón y del protón es igual en magnitud pero de signo contrario.
• Es posible modificar el número de electrones de un átomo, pero es más difícil modificar el número de protones.
• Un átomo que pierde electrones adquiere una carga positiva y se denomina catión.
• Un átomo que gana electrones adquiere una carga negativa y se denomina anión.

Propiedades de la Carga Eléctrica

• Cuantización: La carga eléctrica solo puede existir en múltiplos enteros de la carga elemental.
• Conservación: La carga eléctrica puede transferirse de un cuerpo a otro, pero los electrones no se crean ni se destruyen.

Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb describe la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas puntuales. Si las cargas tienen el mismo signo, la fuerza eléctrica es de repulsión. Si las cargas tienen signos opuestos, la fuerza eléctrica es de atracción.