Conceptos Fundamentales de Física: Mecánica, Electromagnetismo y Óptica

Momento Cinético

El momento cinético es el momento de la cantidad de movimiento de una partícula respecto a un punto de referencia (punto 0).

Conservación del Momento Cinético

La conservación del momento cinético ocurre cuando el momento de las fuerzas externas aplicadas es cero.

Gradiente Escalar

El gradiente escalar es un vector cuyo módulo representa la tasa de variación de un campo escalar con respecto a la distancia.

Fuerza Conservativa

Una fuerza conservativa es aquella cuyo trabajo realizado depende únicamente de las posiciones inicial y final de su punto de aplicación, y no de la trayectoria seguida.

Campos Conservativos y Energía Potencial

En los campos conservativos, la energía potencial se define como el trabajo realizado por el campo, cambiado de signo, para mover una partícula desde un punto de referencia (punto 0) hasta un punto p.

Energía Cinética

La energía cinética es la capacidad de un cuerpo para producir trabajo debido a su movimiento. El trabajo total realizado sobre un sistema es la suma del trabajo de las fuerzas conservativas y el trabajo de las fuerzas no conservativas.

Leyes de Kepler del Movimiento Planetario

1. Todos los planetas se mueven en órbitas elípticas, con el Sol situado en uno de sus focos.
2. La recta que une un planeta con el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.
3. El cuadrado del periodo (T) del movimiento de un planeta es directamente proporcional al cubo del semieje mayor (r) de la elipse que describe: T² = K * r³.

Campo Eléctrico

El campo eléctrico es un campo vectorial, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Consiste en una perturbación del espacio que actúa sobre una carga eléctrica. Las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas, y las fuerzas eléctricas pueden ser atractivas o repulsivas, dependiendo del medio. Las líneas de fuerza son abiertas y perpendiculares a las superficies equipotenciales.

Campo Gravitatorio

El campo gravitatorio es un campo vectorial, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Consiste en una perturbación del espacio que actúa sobre una masa. Las masas son siempre positivas, y las fuerzas gravitatorias son siempre atractivas. Es un campo universal. Las líneas de fuerza son abiertas y perpendiculares a las superficies equipotenciales.

Ley de Faraday y Ley de Lenz

La Ley de Faraday establece que la fuerza electromotriz (FEM) inducida que aparece en un circuito es igual a la variación negativa del flujo magnético en la unidad de tiempo (dΦ/dt). La Ley de Lenz indica que el sentido de la FEM inducida es tal que tiende a oponerse a la causa que la produce.

Leyes de Reflexión y Refracción de la Luz

Reflexión

• El rayo incidente, la normal a la superficie y el rayo reflejado están en el mismo plano.
• El ángulo de incidencia (i) y el ángulo de reflexión (r) son iguales (i = r) y se encuentran a distinto lado de la normal.

Existen dos tipos principales de reflexión:

• Reflexión especular: Los rayos se reflejan de forma paralela, como en un espejo.
• Reflexión difusa: Los rayos se reflejan en todas direcciones, debido a una superficie irregular.

Refracción

• El rayo incidente, la normal a la superficie y el rayo refractado están en el mismo plano.
• La relación entre los senos de los ángulos de incidencia y de refracción es constante, e igual al cociente entre la velocidad con que se propaga la luz en el primer medio y la velocidad con que se propaga en el segundo medio (Ley de Snell).