Fundamentos de Termodinámica y Electrostática

Procesos Termodinámicos Fundamentales

Proceso Adiabático

Un proceso adiabático es aquel en el que no se produce intercambio de calor (Q) con el exterior, es decir, Q = 0.

Proceso Isócoro

Un proceso isócoro (o isovolumétrico) es aquel en el que el volumen (V) permanece constante. En este tipo de proceso, el trabajo (W) realizado es W = 0.

Proceso Isobárico

Un proceso isobárico es aquel en el que la presión (p) se mantiene constante. El trabajo (W) realizado se calcula como W = p • ΔV.

Proceso Isotérmico

Un proceso isotérmico es aquel que se realiza a temperatura (T) constante. En este proceso, el calor (Q) intercambiado es igual al trabajo (W) realizado: Q = W.

Conceptos Fundamentales de Electrostática

Carga

BLOQUE 1: Fundamentos Geográficos

• Altitud: Distancia vertical que existe entre cualquier punto de la Tierra en relación al nivel del mar.
• Círculo Polar: Paralelo que se encuentra a una latitud de 66º 33' 46".
• Coordenadas Geográficas: Sistema de referencia que permite que cada ubicación en la Tierra sea especificada por un conjunto de números, letras o símbolos.
• Curva de Nivel: Línea imaginaria que forman los puntos de un terreno situado a una misma altura, empleado en topografía para figurar el relieve.
• Declinación Magnética: Ángulo comprendido entre el norte magnético local y el norte geográfico.
• Equinoccio: Momento del año en el que el Sol está situado en el plano del ecuador celeste.

• Escala del Mapa: Relación de proporción entre

Introducción a la Física

La física es la ciencia que estudia los fenómenos naturales y las relaciones entre la materia y la energía.

Magnitudes Físicas y Medición

Una magnitud física es todo aquello que se puede medir y se clasifica en:

• Fundamentales: tiempo, masa y longitud.
• Derivadas: velocidad, aceleración, fuerza y energía.

El Sistema Internacional de Unidades utiliza base decimal y prefijos como kilo, mili y micro, lo que permite uniformidad en las mediciones científicas. La notación científica es el método para expresar números muy grandes o muy pequeños con potencias de 10, lo que facilita cálculos y comparaciones.

Energía y Momento Lineal

La energía se presenta en diferentes formas:

• Cinética: asociada al movimiento.
• Potencial

Ejercicios de Gravitación y Conservación de la Energía

1. Conservación de la Energía en Caída Libre Gravitatoria

Consideremos un cuerpo que cae desde una altura $h$ hacia la superficie terrestre.

A) Variación de las Energías

• Energía Cinética ($E_c$): $E_c$ aumenta, ya que sobre el cuerpo actúa la Fuerza Gravitatoria del campo terrestre y lo atrae, por lo que adquiere velocidad.
• Energía Potencial Gravitatoria ($U_{grav}$): La energía potencial gravitatoria se define como $U_{grav} = -G \frac{M_t m'}{R_t + h}$. Al disminuir la altura $h$, el valor absoluto de la energía potencial aumenta, pero como es negativa, $U_{grav}$ decrece (se hace más negativa).
• Energía Mecánica ($E_m$): $E_m$ se mantiene constante, ya que sobre el cuerpo solo

La Física Cuántica: Un Universo de Posibilidades

El mundo atómico empezó a revelar características sorprendentes y paradójicas desde el punto de vista de la física clásica o newtoniana.

La dualidad onda-partícula

A partir de las investigaciones de Einstein y Planck, se destruye la oposición tradicional entre materia y energía. Tradicionalmente, se consideró que la materia es discontinua y de naturaleza corpuscular; la energía, en cambio, se consideraba continua y de naturaleza ondulatoria. Contrariamente, según la física cuántica, tanto la materia como la energía se comportan como partículas y como ondas.

• Planck: Descubrió que la energía no se emite de manera continua, sino en cuantos, de naturaleza discontinua.
• Einstein: Identificó

Prefijos y notación científica

Prefijo      Abreviatura      Factor (10^n)

Tabla de prefijos

Campos electrostáticos

Campo eléctrico: es una región en la cual se manifiestan fuerzas de atracción y repulsión entre cargas.

Cargas de prueba

Cargas de prueba: es una carga considerada siempre positiva que puede ser desplazada de un punto a otro alrededor de otra carga con el objeto de verificar la existencia de un campo eléctrico.

Comparación entre campo eléctrico y campo gravitatorio

1. En el campo eléctrico, la fuerza ejercida entre cargas eléctricas es mucho mayor que la fuerza gravitacional con que interactúan dos masas en el campo gravitatorio.
2. En el campo eléctrico,

El campo electrostático

Definición. Definimos campo electrostático como aquella región del espacio en la que se aprecia el efecto de un cuerpo cargado en reposo. Para que se ponga de manifiesto el campo debemos introducir en él otro cuerpo cargado, que sufrirá una fuerza electrostática de repulsión o de atracción, dependiendo de que la carga que se introduce sea del mismo signo o del signo contrario a la del cuerpo que crea el campo.

Intensidad del campo eléctrico en un punto

Campo creado por una carga puntual

Definición. Definimos la intensidad del campo eléctrico en un punto (E) como la fuerza que ejerce la carga origen por cada unidad de carga positiva de prueba colocada en dicho punto. Es una magnitud vectorial cuyo valor en cada...

Conceptos Fundamentales de Dinámica

• Dinámica: Es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento.
• Inercia: Es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento, mientras no se aplique sobre ellos alguna fuerza.
• Dina: Es la fuerza que, aplicada a 1 gramo de masa, reproduce una aceleración de 1 centímetro sobre segundo cuadrado.
• Newton: Es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades, nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su aportación a la física, especialmente a la mecánica clásica.
• Kilopondio: Es la fuerza ejercida sobre una masa de 1 kg (según

Conceptos Fundamentales de la Física Moderna

I. Fundamentos de la Relatividad

RELATIVIDAD: Es un enunciado que establece con respecto a qué sistemas de referencia las leyes de la Física son invariantes.

PRINCIPIO DE LA RELATIVIDAD: Las leyes de la mecánica son invariantes respecto a todos los sistemas de referencia que se muevan unos respecto a otros con MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme).

II. El Espectro Electromagnético

El ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO, ordenado de menor a mayor energía (o de mayor a menor longitud de onda), incluye:

• Radiación cósmica secundaria
• Rayos gamma ($\gamma$)
• Rayos X
• Radiación UV (Ultravioleta)
• Espectro Visible: Violeta, añil, azul, verde, amarillo, anaranjado, rojo
• Radiación IR (Infrarroja)
• Microondas
• Ondas eléctricas

Fundamentos y Conceptos Básicos de la Cinemática

Cinemática y Sistema de Referencia

La Cinemática es una parte de la física que estudia el movimiento de los cuerpos, independientemente de las causas que lo producen. Para el estudio del movimiento, es necesario establecer un sistema de referencia.

Magnitudes Físicas

• Magnitudes Escalares

  Son aquellas que quedan perfectamente definidas únicamente por su valor numérico (módulo).

• Magnitudes Vectoriales

  Son aquellas que, para quedar definidas, requieren su valor numérico (módulo), su dirección y su sentido. Se representan mediante vectores.

El Vector

Un Vector es un segmento orientado definido por dos puntos dados en un cierto orden. Las características fundamentales de un vector son:

• Módulo