Conceptos Clave de Astronomía y Física: Definiciones y Ejercicios Prácticos

Conceptos Fundamentales de Astronomía y Física

1. ¿Qué es una galaxia y cómo se clasifica?

Es un conjunto de miles de millones de estrellas, planetas, gas, polvo cósmico y materia oscura, unidos por la gravedad. Se clasifican principalmente en: espirales, elípticas e irregulares.

2. ¿Qué es un cometa?

Es un cuerpo celeste compuesto principalmente de hielo, polvo y rocas que orbita alrededor del Sol. Su característica luminosidad (coma y cola) se produce cuando se acerca al Sol y el calor sublima sus hielos.

3. ¿Qué es una estrella?

Es una enorme esfera de gas (principalmente hidrógeno y helio) muy caliente y brillante, que genera luz y calor mediante reacciones de fusión nuclear en su núcleo.

4. ¿Qué es una constelación?

Es un grupo de estrellas que, vistas desde la Tierra, parecen formar una figura imaginaria en el cielo nocturno. Son patrones arbitrarios útiles para la orientación.

5. ¿Qué es la presión?

Es la fuerza que se ejerce perpendicularmente sobre una superficie determinada. Se calcula como fuerza por unidad de área y se mide en Pascales (Pa) en el Sistema Internacional.

6. ¿Cuáles son los cambios de estado de agregación de la materia? Defínelos.

Son las transformaciones físicas entre los estados sólido, líquido y gaseoso. Los principales son:

• Ebullición: Cambio de estado de líquido a gas.
• Condensación: Cambio de estado de gas a líquido.
• Fusión: Cambio de estado de sólido a líquido.
• Solidificación: Cambio de estado de líquido a sólido.
• Sublimación: Cambio de estado de sólido a gas, sin pasar por el estado líquido.
• Sublimación inversa (o deposición): Cambio de estado de gas a sólido, sin pasar por el estado líquido.

7. ¿Qué es la densidad?

Es una propiedad intrínseca de la materia que relaciona la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. Se calcula como masa dividida por volumen (ρ = m/V).

8. ¿Qué es la corriente eléctrica?

Es el flujo ordenado de carga eléctrica, generalmente electrones, a través de un material conductor debido a una diferencia de potencial eléctrico. Se mide en Amperios (A).

9. ¿Qué es un circuito eléctrico y qué tipos de circuitos hay?

Es un camino cerrado por el cual circula la corriente eléctrica, permitiendo que la energía eléctrica se transporte y transforme. Los tipos básicos de conexión son:

• En serie: Los componentes están conectados uno a continuación del otro, formando una única trayectoria para la corriente. Si un elemento se interrumpe, se corta la corriente en todo el circuito.
• En paralelo: Los componentes están conectados en diferentes ramificaciones (ramas) del circuito. La corriente se divide entre las ramas. Si un elemento en una rama se interrumpe, la corriente puede seguir circulando por las otras ramas.

Ejercicios de Aplicación en Física

Ejercicio I: Efecto Doppler

Una ambulancia lleva una velocidad de 90 m/s y su sirena suena con una frecuencia de 900 Hz. Determina la frecuencia aparente que escucha una persona en reposo si:

1. La fuente (ambulancia) se acerca a la persona.
2. La fuente (ambulancia) se aleja de la persona.

Nota: Se necesitaría conocer la velocidad del sonido en el aire para resolver completamente este problema.

Ejercicio II: Cálculo de Presión

Determina la presión que ejerce un objeto si aplica una fuerza de 900 N sobre una superficie de 9 m².

Ejercicio III: Presión sobre Superficie Rectangular

¿Qué presión ejercerá un objeto sobre una superficie de forma rectangular si su largo es de 9 cm y su base (ancho) es de 12 cm, si la fuerza que aplica es de 56 N?

Nota: Es necesario convertir las dimensiones de centímetros a metros antes de calcular el área en m².

Ejercicio IV: Resistencia Equivalente

Determina la resistencia equivalente de tres resistores con R1 = 4 Ω, R2 = 5 Ω y R3 = 12 Ω, si están conectados:

1. En serie.
2. En paralelo.