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

MACROCOSMOS: LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD (ALBERT EINSTEIN)

El Espacio-Tiempo

• El espacio y el tiempo forman un continuo cuatridimensional (4D).
• No son valores objetivos, especialmente la velocidad relativa.
• El espacio y el tiempo interactúan entre sí y se pueden deformar, como ocurre con la gravedad.

Límite de Velocidad Cósmica

Nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz. A velocidades próximas a la de la luz, el espacio-tiempo se deforma y el tiempo se ralentiza.

Campo Gravitatorio

La materia deforma la geometría del espacio que la rodea.

La Expansión del Universo

El cosmos es un sistema dinámico con origen en el Big Bang. De este evento se forman los átomos que, más adelante, se combinan para formar las galaxias.

Posibles Finales

El lugar de la Tierra en el espacio

El Sistema Geocéntrico

• Aristóteles: decía que el sistema era geocéntrico porque la Tierra se encontraba inmóvil en el centro, mientras a su alrededor giraba el Sol y los otros planetas, los cuales tenían un movimiento uniforme.
• Ptolomeo: planteó un modelo parecido donde la Tierra sigue siendo el centro y la Luna, los planetas y el Sol giran alrededor en complicadas órbitas.

El Sistema Heliocéntrico

• Aristarco de Samos: propuso que la Tierra gira alrededor del Sol.
• Copérnico: propuso un modelo heliocéntrico; es decir, sitúa al Sol en el centro del universo, así los planetas y la Tierra giran en órbitas alrededor del Sol.
• Tycho Brahe: sostenía que la Tierra está en el centro del universo, pero todos

Introducción a la Inducción Electromagnética

El físico y químico Michael Faraday, en 1831, demostró experimentalmente que se puede inducir una corriente eléctrica a partir de un campo magnético. Sus experiencias sentaron las bases de la inducción electromagnética.

Experiencias Fundamentales de Faraday

Primera Experiencia: Movimiento de un Imán y una Bobina

Faraday conectó los extremos de una bobina a un galvanómetro para poder medir la corriente. Observó lo siguiente:

• Al acercar el imán a la bobina, aparece una corriente inducida durante el movimiento.
• El sentido de la corriente inducida en la bobina se invierte si alejamos el imán.
• Con la bobina y el imán fijos, no se observa corriente inducida alguna.

Se obtienen los mismos resultados...

Intensidad del campo en un punto: g=Fg/m = g=-GM/r^2 (el menos solo en vectores). Intensidad en un punto: principio de superposición (sumatorio de todas las fuerzas). Trabajo: Wi->f = GMm/rf - GMm/ri  (r final - r inicial). Positivo cuando se acerca, negativo cuando se aleja.

Energia Potencial Gravitatoria = -GMm/r, en J. (menos incluido) Ep de un sistema= la suma de cada una de las energias Et=ep1,2 + Ep1,3 + Ep2,3. En un punto, Ep/m = -GM/r (En J/kg). La Energía Mecánica se conserva con fuerzas conservativas, Em=Ep+Ec . Diferencia de potencial ΔV=-GM/rf -(-GM/ri) . Final - inicial.

Variación de g con la altitud: dividiendo las expresiones g/g0. (GM/(Rt+h)^2)/(GM/Rt^2) -> g=g0*(Rt^2/(Rt+h)^2)

Velocidad Orbital: despejando a partir...

Regla de la Mano Derecha para Campos Magnéticos

Esta regla se utiliza para determinar el sentido del campo magnético circular generado por una corriente rectilínea. Primero, se determina el sentido de la corriente, que por convenio es el sentido del movimiento de las cargas positivas. Luego, se sujeta el conductor con la mano derecha, de tal manera que el dedo pulgar indique el sentido de la corriente. La curvatura de los dedos indica el sentido de las líneas del campo magnético creado por el conductor.

Fuerza Magnética sobre una Carga en Movimiento

Cuando una carga q se mueve con velocidad v en un campo magnético B, sobre ella actúa una fuerza magnética (F_m) que se calcula con las siguientes fórmulas:

• Fórmula Vectorial: F_m = q (v ×

Electrostática: Leyes Fundamentales y Propiedades de Conductores

Ley de Coulomb y Campo Eléctrico

Ley de Coulomb

La fuerza de interacción entre dos cargas puntuales es:

$$F = k \frac{q q'}{r^2}$$

Donde $k_0 = 9 \times 10^9 \text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$ y $k = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}$.

Definición de Culombio: Un culombio (C) es la carga eléctrica $q$ que, situada en el vacío a 1 metro de distancia de otra carga igual, experimenta una repulsión de $9 \times 10^9 \text{ N}$.

Conceptos Eléctricos Fundamentales

1. Intensidad del Campo Eléctrico ($E$): $E = \frac{F}{q'}$
2. Potencial Eléctrico ($V$): $V = k \frac{q}{r}$
3. Energía Potencial y Trabajo Eléctrico:
   • Energía Potencial: $E_p = q'V = k \frac{q q'}{r}$
   • Trabajo realizado por el campo: $W_{

El Movimiento Armónico Simple (MAS)

El movimiento periódico más simple es el **movimiento armónico simple** (MAS). Frecuentemente, se representa el movimiento armónico como la proyección sobre una línea recta de un punto que se mueve en una circunferencia a velocidad constante. En este contexto, **ω** representa la **velocidad angular** o la **frecuencia angular**; **T** es el **periodo** y **f** es la **frecuencia** del movimiento armónico, usualmente medidos en segundos (s) y ciclos por segundo o Hertz (Hz), respectivamente. La **frecuencia natural** (ω) es una característica intrínseca del sistema oscilante.

Ejemplos de Movimiento Periódico:

• La oscilación de un **péndulo plano** sin amortiguación (para ángulos pequeños, se