Fórmulas de Física: Gravitación, Ondas, Electromagnetismo, Óptica, Relatividad, Cuántica y Física Nuclear
Gravitación
3.ª ley de Kepler: k = T²/r³
Ley de la gravitación universal: F = -(GMm)/r² ; E = -GM/r²
Velocidad orbital: vorbital = √(GM/r) ; T = √(r³/GM)
Campo gravitatorio: g = F/m = -(GM)/r²
Campo gravitatorio con profundidad: g = (GM)r/R³
Energía potencial: Ep = -GMm/r
Potencial: V = -GM/r
Energía cinética: Ec = GMm/2r ; Etotal = -Ec
Velocidad de escape: vescape = √(2gR)
Movimiento Armónico Simple (MAS)
Elongación: y = A sen(ωt + φ)
Pulsación: ω = 2π/T
Velocidad: v(t) = Aω cos(ωt + φ) ; v(y) = ±ω√(A² - y²) ; vmáx = ±Aω
Aceleración: a(t) = -Aω² sen(ωt + φ) ; a(y) = -ω²y
Muelle
Periodo: T = 2π√(m/k)
Energía cinética: Ec = (1/2)k(A² - y²) ; Energía potencial: Ep = (1/2)ky² ; Energía mecánica: Em = (1/2)kA²
Movimiento Ondulatorio
Velocidad de propagación: vp = λ/T ; k = 2π/λ
Ecuación de onda: y(x,t) = A sen(ωt - kx + φ)
Efecto Doppler
El foco se mueve a vf y emite una frecuencia f, que se propaga a vp.
Frecuencia percibida (foco que se acerca): fa = f·vp/(vp - vf)
Frecuencia percibida (foco que se aleja): fb = f·vp/(vp + vf)
Identidades trigonométricas
sen A + sen B = 2 sen((A+B)/2) cos((A-B)/2)
sen A - sen B = 2 cos((A+B)/2) sen((A-B)/2)
cos A + cos B = 2 cos((A+B)/2) cos((A-B)/2)
cos A - cos B = 2 sen((A+B)/2) sen((B-A)/2)
Ondas estacionarias
Ecuación: y = 2A cos(kx) sen(ωt)
Cuerda con dos extremos fijos: f = n·vp/(2L)
Sonido en un tubo: f = (2n+1)·vp/(4L)
Sonoridad: β = 10 log(I/I0)
Campo Eléctrico
Fuerza de Coulomb: Fe = Kqq'/r² ; K = 1/(4πε)
Campo eléctrico: E = F/q = KQ/r²
Energía potencial: Ep = Kqq'/r ; Potencial: V = KQ/r ; Ep = qV
Campo Magnético
Corriente rectilínea indefinida: B = (μ/4π)·(2I/a)
Espiras: B = N(μ/2)(I/r)
Solenoide: B = μ(N/l)I ; K' = μ/4π
Ley de Lorentz: F = q(v × B) (vectorial)
Radio de la órbita: R = mv/(qB) ; Pulsación: ω = qB/m ; Periodo: T = 2πm/(qB)
2.ª ley de Laplace: F = I(l × B) (interacción de dos conductores)
Fuerza entre conductores: F1/l1 = F2/l2 = μI1I2/(2πd)
Inducción Electromagnética
Experimento de Henry: al mover una barra se mide corriente con un galvanómetro. Fm = q(v × B)
Experimento de Faraday: al mover un imán dentro de una bobina se mide corriente con un galvanómetro.
Ley de Faraday: fem = -ΔΦ/Δt = -N dΦ/dt = NBSω sen(ωt)
Transformadores: V2/V1 = I1/I2 = N2/N1
Óptica
Ley de Snell: n1·sen i = n2·sen r ; sen r = n2/n1
Reflexión
Ecuación de los espejos: 1/s + 1/s' = 1/f ; A = y'/y = -s'/s
Donde s es la distancia del objeto al vértice del espejo e y la altura del objeto.
Lentes
Lentes convergentes: 1/s' - 1/s = 1/f ; A = y'/y = s'/s
Relatividad
Dilatación temporal: t = t0/√(1 - v²/c²)
Contracción de la longitud: l = l0√(1 - v²/c²)
Física Cuántica
Energía umbral y efecto fotoeléctrico: E = hf = Wextr + Ecmáx = hf0 + Ecmáx ; Ecmáx = eVfrenado
Hipótesis de De Broglie: λ = h/(mv)
Principio de indeterminación de Heisenberg: Δx·Δp ≥ h/(2π) ; ΔE·Δt ≥ h/(2π)
Física Nuclear
Número atómico (Z): número de protones.
Número másico (A): número de protones + neutrones.
Energía de enlace por nucleón (E/A): energía que se libera al añadir a un núcleo uno de sus nucleones constituyentes.
Radiaciones
Alfa (α): 42He
Beta (β): p → n + e⁺ + ν (según el proceso indicado)
Gamma (γ): AZX → AZX + γ