Apuntes, resúmenes, trabajos, exámenes y ejercicios de Física de Bachillerato

Dinámica Rotacional y Conservación del Momento

Momento Angular (Respecto a un Punto Fijo O)

El momento angular $\vec{L}_O$ de una partícula de masa $m$, posición $\vec{r}$ y velocidad $\vec{v}$ respecto a un punto $O$ se define como:

$$\vec{L}_O = \vec{r} \times m\vec{v}$$

Es una magnitud vectorial que representa la tendencia de una partícula a rotar respecto a un punto.

Teorema de Conservación del Momento Angular

El momento angular total de un sistema permanece constante si la suma de los momentos de las fuerzas externas que actúan sobre el sistema es nula.

La relación fundamental es:

$$\frac{d\vec{L}_O}{dt} = \vec{M}_O^{\text{ext}}$$

Si el momento externo neto es cero ($\vec{M}_O^{\text{ext}} = 0$), entonces el momento angular total es constante... Continuar leyendo "Fundamentos de la Dinámica Rotacional y Campos Vectoriales en Física" »

Conceptos Fundamentales de las Ondas

Onda

Es una serie de compresiones que se transmiten de una molécula a otra; es una forma de transmitir energía de un punto del espacio a otro sin necesidad de desplazar materia.

Ciclo u Oscilación

El ciclo de una onda va desde el punto de equilibrio de la partícula hacia el punto más alto para descender luego al punto más bajo; después de eso, vuelve al punto de equilibrio, formando un ciclo completo.

Frecuencia

Es la cantidad de ciclos u oscilaciones por segundo.

Amplitud

Es la distancia máxima que se mueve la molécula por encima o por debajo del punto de equilibrio.

Pulso

Es una perturbación de corta duración generada en el estado natural de un medio material que se transmite por dicho medio.

Tipos de

Cinemática: Conceptos Fundamentales y Tipos de Movimiento

La cinemática es la rama de la física que estudia el movimiento de los objetos sin considerar las fuerzas que lo causan. Se centra en describir la posición, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración de un cuerpo en movimiento.

Conceptos Básicos de Cinemática

• Posición: La ubicación de un objeto en el espacio, relativa a un punto de referencia.
• Desplazamiento: El cambio de posición de un objeto. Es una magnitud vectorial.
• Velocidad: La tasa de cambio de la posición de un objeto con respecto al tiempo. También es una magnitud vectorial.
• Aceleración: La tasa de cambio de la velocidad de un objeto con respecto al tiempo. Es una magnitud vectorial.

Tipos de Movimiento

La cinemática... Continuar leyendo "Cinemática y Energía Relativa: Conceptos y Tipos de Movimiento" »

El Sonido: Naturaleza y Propagación

Las **ondas sonoras** son **ondas longitudinales** que se propagan por cualquier medio material. Poseen todas las propiedades características de este tipo de ondas. El sonido se mueve a mayor velocidad en **líquidos y sólidos** que en **gases**.

Clasificación del Espectro Sonoro

Existen dos clases principales de espectros sonoros:

1. **Espectro de rayas**: Característico del instrumento sonoro que produce **oscilaciones periódicas** (sonidos musicales).
2. **Espectro continuo**: Propio de los **ruidos**, cuando las oscilaciones no son periódicas.

Intensidad Sonora o Acústica

La **intensidad sonora** (o acústica) es una magnitud que da idea de la **cantidad de energía** que está influyendo por el medio como... Continuar leyendo "Propiedades Fundamentales de las Ondas Sonoras y Fenómenos Acústicos" »

Conceptos y Cálculos de Física I

1. Cálculo del Trabajo Realizado sobre un Bloque

El trabajo (W) realizado por una fuerza constante (F) que actúa sobre un objeto mientras este se desplaza una distancia (d), formando un ángulo (θ) con la dirección del desplazamiento, se calcula mediante la fórmula:

W = F ⋅ d ⋅ cos(θ)

Datos del problema:

• Fuerza aplicada (F): 1800 N
• Distancia (d): 15 m
• Ángulo (θ): 60°
• Coseno del ángulo (cos(60°)): 0.5

Cálculo:

W = 1800 N ⋅ 15 m ⋅ cos(60°)

W = 1800 N ⋅ 15 m ⋅ 0.5

Resultado:

W = 13,500 J

2. Fuerza de Atracción Gravitacional entre la Tierra y la Luna

La fuerza de atracción gravitacional (F) entre dos masas (m₁ y m₂) separadas por una distancia (r) se calcula utilizando la Ley de Gravitación Universal... Continuar leyendo "Cálculos Fundamentales de Física: Trabajo, Gravitación y Movimiento Orbital" »

1. Campo Eléctrico

Problema: Calcula el campo eléctrico a 8 cm de una carga de 12μC.

Fórmula: E=k q/r²

Datos:

k=9x10^9

Nm²/C²

q=12x10^-6C

r=0.08

Procedimiento:

E=(9x10^9)(12x10^-6)/(0.08)²

E=108X10³/0.00064 E=1.6875X10^7N/C

2. Circuito en Serie

Problema: Se conectan tres resistencias (5Ω, 10Ω, 15Ω) en serie a una tensión de 110V. Calcula la resistencia y la corriente del circuito.

Fórmulas:

Resistencia equivalente:  Req=R1+R2+R3 

Ley de Ohm: V=IR

Procedimiento: Req=5+10+15=30Ω

I=V/R=110V/30Ω I=3.67A

3. Circuito en Paralelo

Problema: Se conectan tres resistencias (5Ω, 7Ω, 9Ω) en paralelo a una tensión de 120V. Calcula la resistencia y la corriente.

Fórmula: 1/Req=1/R1+1/R2+1/R3

Procedimiento: 1/Req=1/5+1/7+1/9

1/Req=0.2+0.1429+0.1111 Req=

Ondas

Ondas Armónicas y Estacionarias

Una onda armónica es aquella que está originada por una perturbación que realiza un movimiento armónico simple (MAS). Por lo tanto, todos sus puntos oscilan realizando un MAS con la misma amplitud.

En cambio, una onda estacionaria se produce por la superposición de ondas armónicas con la misma frecuencia, amplitud y sentido opuesto. Esto provoca que todos los puntos, exceptuando los nodos, realicen un MAS, pero cada uno con diferente amplitud. Estas ondas estacionarias se producen en una región limitada del espacio, como una cuerda. En este caso, la longitud de la cuerda influye en las frecuencias permitidas. A diferencia de las ondas armónicas simples, cuya frecuencia no depende del medio en el que... Continuar leyendo "Ondas, Interacciones y Movimiento Circular en Física" »

Propagación de Ondas Armónicas

La perturbación que se propaga en forma de onda armónica es producida por un oscilador armónico; por lo tanto:

• y: es la elongación, en el instante t, de un punto del medio que está a una distancia x (dirección de propagación) del origen (punto donde se inicia el movimiento ondulatorio).
• A: es la máxima elongación.
• ω: es la frecuencia angular del oscilador armónico que genera el movimiento ondulatorio.
• K: es el número de onda, que se define como el número de longitudes de onda que hay en una distancia 2π.

Relaciones Matemáticas y Velocidad de Propagación

Siendo A = f'2 = f, y como ω = 2πf, esto implica que ω'2 = ω. Al desplazarse por la misma cuerda (suponiendo que mantiene la misma tensión T),... Continuar leyendo "Fundamentos de Ondas Armónicas, Gravitación y Electromagnetismo" »

Conceptos Fundamentales de la Física

I. Cinemática y Dinámica Básica

Movimiento Lineal

Se desplaza en línea recta, donde un objeto se mueve en dirección constante sin cambiar de trayectoria.

Inercia

Propiedad de los objetos y de los cuerpos de permanecer en reposo o en movimiento. Ejemplos:

• Un carro que se detiene rápidamente, una pelota sigue rodando tras ser impulsada.

Científico pionero de la inercia: Galileo Galilei.

II. La Naturaleza de la Luz y la Energía Luminosa

Energía Luminosa

Encargada de transportar la luz, en forma de radiación electromagnética llamada fotones.

Tipos de Energía Luminosa y Ejemplos

Existen dos tipos principales:

1. Natural: Ejemplo, el Sol.
2. Artificial: Ejemplo, focos.

Concepto de la Luz

Proviene de fuentes luminosas y... Continuar leyendo "Fundamentos de Física: Movimiento, Luz y Propiedades de la Materia" »