Conceptos Clave de Física: Electromagnetismo, Mecánica, Termodinámica y Óptica
Clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 91,93 KB
Conceptos Fundamentales de Física
Teoría Electromagnética de la Luz
La Teoría Electromagnética de la Luz postula que esta es una onda electromagnética transversal que se propaga perpendicularmente entre sí. Sin embargo, esta teoría no puede explicar otros fenómenos como la absorción y la emisión.
Mecánica
Cinética
La Cinética es la parte de la física que se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan.
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.)
El Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.) se caracteriza por tener una aceleración constante, siendo la velocidad directamente proporcional al tiempo (en el caso de un movimiento que parte del reposo).
Impulso
El Impulso es igual al cambio en la cantidad de movimiento de un cuerpo. Se define como el producto de la fuerza aplicada por el intervalo de tiempo durante el cual actúa (FΔt = mΔv).
Dinámica
La Dinámica es la rama de la física que estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos.
Fuerza Peso
La Fuerza Peso (P) se descompone en sus componentes Px y Py en un plano inclinado:
- Px: Componente del vector peso paralela al plano (Px = P·sen(θ)).
- Py: Componente del vector peso perpendicular al plano (Py = P·cos(θ)).
Donde θ es el ángulo que se forma entre el plano inclinado y la horizontal.
Fuerzas Fundamentales
Los cuerpos interactúan entre sí ejerciendo fuerzas. Existen cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza:
- Fuerza Gravitacional: Es la fuerza de atracción entre dos cuerpos con masa. Por ejemplo, la Tierra nos atrae y nosotros atraemos a la Tierra. Su magnitud se describe por la Ley de Gravitación Universal: F = G * (m1 * m2) / r², donde G es la constante de gravitación universal, m1 y m2 son las masas de los cuerpos, y r es la distancia entre sus centros.
- Fuerza Electromagnética: Muy común en nuestra vida diaria, se manifiesta como fuerzas eléctricas y magnéticas. Es responsable de fenómenos como la electricidad, el magnetismo y la luz, y surge de la interacción entre partículas cargadas.
- Fuerza Nuclear Fuerte: Es la más intensa de las fuerzas fundamentales. Actúa a distancias muy cortas y es responsable de mantener unidos los protones y neutrones en el núcleo atómico, superando la repulsión electromagnética entre los protones.
- Fuerza Nuclear Débil: Responsable de ciertos tipos de desintegración radiactiva, como la desintegración beta, donde partículas subatómicas se transforman, liberando energía y otras partículas.
Potencia y Energía
Potencia
La Potencia es el trabajo realizado por una fuerza en un intervalo de tiempo. Se mide en vatios (W), donde 1 W = 1 Joule/segundo (J/s). Por ejemplo, 180 watts equivalen a 180 joules en cada segundo.
Constante Elástica de un Resorte
La Constante Elástica (k) de un resorte es la constante de proporcionalidad que relaciona la fuerza aplicada a un resorte con su deformación (elongación o compresión). La energía potencial elástica asociada al estiramiento o compresión de un resorte se calcula a partir de esta constante.
Termodinámica y Fenómenos Térmicos
Calor Específico
El Calor Específico (c) es la energía necesaria para elevar 1°C la temperatura de 1 gramo (gr) de materia. Depende del material y de la masa de la sustancia.
Capacidad Calorífica
La Capacidad Calorífica (C) es la energía necesaria para aumentar la temperatura (T) de una determinada sustancia en una unidad de grado. Indica la mayor o menor dificultad que presenta un cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Es una propiedad extensiva que depende de la sustancia y de la cantidad de materia que posee el cuerpo.
Dilatación y Contracción Térmica
Coeficiente de Dilatación Térmica
El Coeficiente de Dilatación Térmica es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo cambia de temperatura (T), provocando una dilatación térmica.
Dilatación Térmica
La Dilatación Térmica es el aumento de longitud, volumen o área de un cuerpo debido al aumento de su temperatura.
Contracción Térmica
La Contracción Térmica es la disminución de las dimensiones métricas de un cuerpo debido a la disminución de su temperatura.
Tipos de Dilatación
- Dilatación Lineal: Predomina la variación en una única dimensión (longitud).
- Dilatación Volumétrica: Es la comparación del volumen total de un cuerpo antes y después de un cambio de temperatura.
- Dilatación de Área: Ocurre cuando el incremento de las dimensiones de un cuerpo se produce en dos dimensiones, manteniendo la misma proporción.
Causa de la Dilatación Térmica
La dilatación térmica es causada por el aumento de la energía cinética promedio de las moléculas de un material.
Óptica
Ángulo Crítico o Ángulo Límite
El Ángulo Crítico o Ángulo Límite es el ángulo mínimo de incidencia en un medio más denso, a partir del cual la luz se refleja totalmente en la interfase con un medio menos denso. Por ejemplo, para el agua, este ángulo es aproximadamente 48 grados, a partir del cual toda la luz incidente se refleja internamente.
Microscopio
El Microscopio es un instrumento óptico que consta de lentes convergentes (objetivo y ocular) para producir una imagen amplificada de objetos pequeños, permitiendo al observador verlos con un mayor ángulo visual.
Telescopio Refractor
El Telescopio Refractor es un instrumento óptico que utiliza lentes para formar imágenes de objetos distantes. Los rayos de luz provenientes del objeto llegan paralelos al objetivo (una lente convergente), que los refracta y los concentra en un punto. El ocular (otra lente) amplifica esta imagen, haciendo que los rayos de luz salgan paralelos hacia el ojo del observador.
