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

Conceptos Fundamentales de Física

Trabajo Mecánico

Definición: El trabajo mecánico se define como el producto de la fuerza aplicada sobre un objeto y el desplazamiento que este experimenta en la dirección de la fuerza.

Fórmula: W = F ⋅ Δx ⋅ cos(α)

Energía Cinética

Definición: La energía cinética es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento.

Fórmula: E_c = ½ ⋅ m ⋅ v²

Energía Potencial

Energía Potencial Elástica

Definición: Es la energía almacenada en un cuerpo elástico, como un resorte, cuando se deforma.

Fórmula: E_pe = ½ ⋅ k ⋅ Δl²

Energía Potencial Gravitatoria

Definición: Es la energía que posee un cuerpo debido a su posición en un campo gravitatorio.

Fórmula: E_pg = m ⋅ g ⋅ h

Cantidad de Movimiento

Definición:

El Efecto Fotoeléctrico

Definición:

Hertz descubrió que al someter a la acción de la luz (visible o ultravioleta) determinadas superficies metálicas, estas superficies desprenden electrones (fotoelectrones).

Medidas del efecto fotoeléctrico

La energía más pequeña, correspondiente a los electrones más débilmente unidos, recibe el nombre de trabajo de extracción.

Hechos inexplicables por la teoría electromagnética clásica

• La emisión solo tiene lugar si la frecuencia f supera una frecuencia mínima, llamada la frecuencia umbral, f_u.

Según la teoría clásica, el efecto fotoeléctrico debería ocurrir a cualquier frecuencia de luz siempre que esta fuese lo suficientemente intensa.

• Si la frecuencia f de la luz incidente es mayor que la

Modelos Atómicos Fundamentales

Modelo Atómico de Thomson

• El átomo es una esfera maciza de carga eléctrica positiva.
• Los electrones están incrustados en esta esfera en un número suficiente como para neutralizar la carga eléctrica positiva de la esfera.

Modelo Atómico de Rutherford

• El átomo posee un núcleo central que contiene casi toda la masa del átomo y tiene carga positiva.
• Los electrones, de masa muy pequeña y carga negativa, se encuentran girando alrededor del núcleo en órbitas concéntricas.
• Los electrones se mantienen alrededor del núcleo por la atracción eléctrica entre sus cargas negativa y positiva.
• La suma de cargas negativas debe ser igual a la carga positiva del núcleo, pues el átomo es neutro.

Modelo Atómico de Bohr

• Primer

Estabilidad del Núcleo Atómico

Las fuerzas nucleares son atractivas, de gran intensidad y de muy corto alcance. No dependen de la carga eléctrica. Ligan a los protones y neutrones entre sí, así como entre protones y neutrones.

Principios de la Relatividad Especial

Dilatación del Tiempo

La dilatación del tiempo (Δt = γΔt') implica que el tiempo transcurre más lentamente para un observador O' que se mueve junto con una nave, en comparación con un observador O en reposo.

Contracción de la Longitud

La contracción de la longitud establece que la longitud de un objeto, medida desde un sistema de referencia respecto al cual el objeto se mueve, resulta contraída en un factor de 1/γ en la dirección del movimiento, en relación con su valor...

Campo Eléctrico

1. Carga Eléctrica

Generalmente, los cuerpos que nos rodean se presentan en estado eléctricamente neutro. Se denomina carga eléctrica al exceso o defecto de electrones que posee un cuerpo con respecto al estado neutro. La carga eléctrica es una magnitud que materializa el estado de electrización de los cuerpos y su unidad es el electrón. Se denomina conductores a los cuerpos que dejan pasar fácilmente la electricidad a través de ellos y aislantes o dieléctricos a los que no la dejan pasar.

Electromagnetismo y Campo Magnético

Líneas de Fuerza

El electromagnetismo estudia las acciones entre cargas en movimiento, corrientes eléctricas e imanes. Se dice que existe un campo magnético en la región del espacio en la que se...

Tipos de Ondas

• Según el medio de propagación
• Según la dirección de vibración de sus partículas

Ecuación de las Ondas Armónicas

La función de onda en una dimensión es una expresión mediante la cual es posible conocer el estado de vibración de cualquier punto del medio en el que se propaga la onda en cualquier instante:

𝑦 = 𝐴 𝑠𝑒𝑛 (𝑤𝑡 - 𝑘𝑥 + 𝜑0) = 𝐴 𝑠𝑒𝑛 [2𝜋 (𝑡/T - 𝑥/𝜆) + 𝜑0]

Definición de las Magnitudes Características

• Amplitud de la onda (A)
• Elongación (x, y)
• Longitud de onda ()
• Periodo (T)
• Frecuencia (, f)
• Velocidad de propagación
• Frecuencia angular
• Número de onda

Vientres y Nodos

Al analizar individualmente las ondas que se superponen se puede observar que todos los puntos vibran...

Fundamentos de la Física

La Física es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el movimiento, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones.

Conceptos Clave en Medición

La medición es fundamental en la física, y para ello se utilizan diversas herramientas y convenciones:

• Notación Científica

  Cualquier número puede escribirse en potencias de base diez como producto de dos factores, siendo el primer factor un número comprendido entre 1 y 10 y el segundo una potencia de base diez.

• Cifras Significativas

  El número de dígitos que expresan de forma adecuada el resultado de una medida, más un dígito dudoso.

• Exactitud y Precisión

  El grado de exactitud o precisión de una medida es independiente del número

Trabajo Mecánico

Toda vez que se aplica una fuerza a un cuerpo y este se desplaza, se habrá producido **Trabajo Mecánico** (L). La fórmula del trabajo mecánico es: L = F ⋅ d, donde F es la fuerza aplicada y d es la distancia recorrida en la dirección de la fuerza.

Potencia

La **Potencia** (P) es la cantidad de trabajo que se realiza en una determinada cantidad de tiempo. Su fórmula es: P = L / T, donde L es el trabajo realizado y T es el tiempo transcurrido.

Energía Cinética

Cuando un cuerpo está en movimiento, posee **Energía Cinética**. Para poner en movimiento a este cuerpo es necesario aplicar una fuerza; cuanto mayor sea la fuerza, mayor será la **velocidad** que adquiera el cuerpo y, por lo tanto, su energía cinética también...

Óptica: Naturaleza y Propagación de la Luz

La óptica es la rama de la física que estudia los fenómenos relacionados con la naturaleza y propagación de la luz.

Teorías sobre la Naturaleza de la Luz

A lo largo de la historia, se han desarrollado dos teorías principales acerca de la naturaleza de la luz:

1. Teoría Corpuscular de la Luz

Enunciada por Newton en 1671 y retomada por Einstein en el siglo XX. Esta teoría postula que la luz está formada por pequeñas partículas (corpúsculos) que viajan en línea recta a gran velocidad. Con esta idea, Newton pudo explicar muchos fenómenos, pero no logró explicar la interferencia, la refracción ni la difracción.

2. Teoría Ondulatoria de la Luz

Inicialmente propuesta por Huygens, esta teoría...

Acústica

Es la parte de la física que se encarga del estudio del sonido y de las ondas sonoras.

Ondas Sonoras

Son aquellas que producen el sonido.

Ondas Mecánicas

Son aquellas ondas que se producen debido a una perturbación y que para su propagación en forma de oscilaciones es necesario que exista un medio material.

Clasificación de las Ondas Mecánicas

De acuerdo con la dirección con que una onda hace vibrar a las partículas del medio material:

Ondas Longitudinales

Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda.

Ondas Transversales

Se producen cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.

Definición de Sonido

Es...