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

Conceptos Fundamentales del Movimiento Periódico

Un cuerpo, o una partícula de este, describe un movimiento periódico cuando las variables posición (r), velocidad y aceleración de su movimiento toman los mismos valores después de cada intervalo de tiempo constante denominado periodo. Una partícula describe un movimiento vibratorio u oscilatorio cuando se desplaza sucesivamente a un lado y a otro de su posición de equilibrio, repitiendo a intervalos regulares de tiempo sus variables cinemáticas.

El Movimiento Armónico Simple (MAS)

El movimiento oscilatorio de un cuerpo sobre una trayectoria recta es armónico simple cuando está sometido a la acción de una fuerza de atracción proporcional al vector posición, con origen en su punto...

Conceptos clave

Oscilaciones y movimiento

Amplitud

Es el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio: X = ±A.

Constante de torsión

K' (constante de torsión). Donde I es el momento de inercia del sistema que oscila.

Desplazamiento

Puesto que la aceleración es siempre de signo opuesto, el término -a/x siempre es positivo.

Frecuencia

Es el número de oscilaciones completas por unidad de tiempo.

Fuerza de restitución

Se utiliza para analizar el movimiento de cuerpos oscilantes.

Hertz

Es la unidad para la frecuencia (oscilaciones por segundo), abreviada Hz.

Movimiento armónico simple

Es un movimiento oscilatorio ideal en el que la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento y, en el caso ideal, sin fricción.

Movimiento periódico

En

Mecánica de Fluidos

Presión Atmosférica (P. ATM.): Es la presión que el aire ejerce sobre los cuerpos que están en la superficie de la Tierra.

Adhesión: Es la atracción entre las moléculas de distinta clase.

Barómetro: Dispositivo que nos permite medir la presión atmosférica (P. ATM.).

Fluidos: Se define como una sustancia que escurre fácilmente y que cambia de forma.

Principio de Bernoulli: En un fluido perfecto, la suma de las energías (presión, cinética y potencial) en cualquier punto de la masa líquida es constante.

Presión Absoluta: Es la presión total que combina la presión atmosférica y la presión hidrostática.

Principio de Pascal: Si se ejerce una presión externa sobre un líquido encerrado, esta presión se transmite...

Repaso de Principios Fundamentales de la Física

I. Mecánica y Gravitación

Ley de la Gravitación Universal

Dos partículas materiales se atraen mutuamente con una fuerza que es:

• Directamente proporcional al producto de sus masas.
• Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Características de la Fuerza Gravitatoria:

• $G$ es la constante de la gravitación universal.
• La fuerza es central, dirigida siempre hacia la masa que la origina.
• Es una fuerza atractiva.
• Es una fuerza conservativa; el trabajo que realiza es independiente del camino seguido.

II. Electromagnetismo y Ondas

Ondas Electromagnéticas

Son ondas que no necesitan de medio material para propagarse. Sus características principales son:

• Son transversales.
• Están formadas

Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son perturbaciones periódicas de los campos eléctricos y magnéticos asociados que se propagan por el espacio.

Características principales

• La oscilación de los campos magnéticos y eléctricos se produce en planos perpendiculares a la dirección de propagación.
• La onda electromagnética es perpendicular a los vectores E y B, según las leyes de Maxwell.
• La velocidad de propagación viene dada por la fórmula: V = 1 / √(ε₀ · μ₀), donde ε₀ = 8,9 x 10⁻¹² F/m y μ₀ = 12,57 x 10⁻⁷ N/A².

Reflexión de la luz

La luz incide en la superficie de separación de dos medios distintos; parte de esta se refracta (atraviesa) y otra se refleja (rebota).

Tipos de reflexión

Dependiendo...

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=

Conceptos Fundamentales de Materia y sus Propiedades

Definiciones Básicas de la Materia

• Sustancia: Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición constante o definida y con sus propiedades distintivas.
• Mezcla: Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias en la cual las sustancias conservan sus propiedades características.

Conceptos de Masa y Peso

• Masa: Es la cantidad de materia que hay en un objeto.
• Peso: Es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto.

Cálculo de Volumen y Densidad

Para obtener el volumen, se utiliza la relación fundamental de la densidad:

$$\text{Densidad} = \frac{\text{Masa}}{\text{Volumen}}$$

Clasificación de Propiedades de la Materia

Propiedades Intensivas

Las propiedades intensivas no dependen...

Leyes de Newton

Primera Ley de Newton

Si no actúan fuerzas sobre un cuerpo, este continúa en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme.

∑F = 0; v = cte

Segunda Ley de Newton

La aceleración (a) experimentada por un cuerpo de masa m es directamente proporcional a la fuerza resultante (F_T) e inversamente proporcional a la masa.

Tercera Ley de Newton

Si una partícula A ejerce sobre otra partícula B una fuerza (F_B,A), entonces la partícula B ejerce sobre la partícula A una fuerza igual y opuesta (F_A,B).

F_BA = -F_AB

Ley de la Gravitación Universal

La fuerza de interacción entre dos masas cualesquiera es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros. Esta...

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...

Problema 1: Refracción de Luz Monocromática

Considérese un haz de luz monocromática, cuya longitud de onda en el vacío es λ₀ = 600 nm. Este haz incide, desde el aire, sobre la pared plana de un vidrio de un acuario con un ángulo de incidencia de 30°.

Datos proporcionados:

• Longitud de onda en el vacío (λ₀): 600 nm
• Ángulo de incidencia (θ_incidencia): 30°
• Índice de refracción del vidrio (n_vidrio): 1,5
• Índice de refracción del agua (n_agua): 1,33
• Índice de refracción del aire (n_aire): 1

Se solicita determinar:

a) Ángulo de refracción en el vidrio

Para calcular el ángulo de refracción en el vidrio, aplicamos la Ley de Snell en la interfaz aire-vidrio:

n_aire · sen(θ_incidencia) = n_vidrio · sen(θ_{refracción_vidrio})

Sustituyendo los valores...