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

¿Qué es la Electrostática?

Podríamos decir que es el área de la física que se encarga de estudiar fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo.

Posteriormente fue Benjamín Franklin quien les asignó los nombres de cargas positivas y cargas negativas.

¿Cuándo un cuerpo está cargado eléctricamente?

Veamos: Un cuerpo cualquiera está formado por moléculas y cada una de ellas está formada por átomos. Los átomos poseen, básicamente, tres tipos de partículas: electrones, protones y neutrones. Se ha descubierto que los electrones y los protones tienen propiedades eléctricas mientras que los neutrones no la poseen. A los electrones se les asignó la propiedad de tener carga negativa y a los protones carga positiva. Se dice, entonces,...

Clasificación de las Ondas

Según el Medio de Propagación

• Ondas mecánicas o materiales: Transportan energía mecánica y necesitan un medio material para propagarse. Por ejemplo, el sonido.
• Ondas electromagnéticas: No necesitan un medio material para propagarse. Por ejemplo, la luz.

Según la Dirección de la Perturbación

• Ondas longitudinales: La dirección de propagación de la perturbación coincide con la de vibración. Por ejemplo, el sonido. Este tipo de ondas se propaga en cualquier medio material.
• Ondas transversales: La dirección de propagación de la perturbación es perpendicular a la dirección en la que se produce la vibración. Por ejemplo, las ondas en una cuerda o la luz. Este tipo de ondas solo se propaga en los medios sólidos

Introducción a la Óptica: El Estudio de la Luz

La óptica es la rama de la física que se dedica al estudio del comportamiento de la luz y la formación de imágenes, considerando los diversos fenómenos que esta presenta.

La Naturaleza de la Luz: Un Recorrido Histórico

A lo largo de la historia, la comprensión de la luz ha evolucionado significativamente a través de diversas teorías:

• Teoría Corpuscular (Newton, siglo XVII): Isaac Newton propuso que la luz estaba compuesta por partículas que se propagaban en línea recta en todas direcciones. Esta teoría explicaba fenómenos como la propagación rectilínea y la reflexión de la luz, pero no lograba explicar satisfactoriamente la refracción.
• Teoría Ondulatoria (Huygens, 1690): Christiaan

Conceptos Fundamentales de las Ondas

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto.

• Frecuencia (F): Número de vibraciones por unidad de tiempo (Hz). Representa cuántas veces sube y baja la onda.
• Amplitud (A): Máximo desplazamiento a uno u otro lado de la posición de equilibrio. Se refiere a la altura de la onda (m).
• Periodo (T): Tiempo en el cual una onda completa un ciclo (Seg).
• Longitud de onda (λ): Distancia entre crestas, valles o puntos sucesivos (m).

Simbología

• T = Periodo (Seg)
• W = Pulsación (rad/seg)
• A = Amplitud (m)
• λ = Longitud de onda (m)
• F = Frecuencia (Hz)
• V = Velocidad de propagación (m/s)
• K = Número de onda (rad/m)
• t = Tiempo (seg)
• x = Distancia

Clasificación de las

Electricidad y Magnetismo: Conceptos Fundamentales

Magnitudes Eléctricas

Carga Eléctrica y Ley de Coulomb

El culombio: es la cantidad de carga eléctrica que circula durante 1 segundo a través de una sección recta de un conductor cuya intensidad de corriente es de 1 amperio.

Ley de Coulomb: la fuerza con que se atraen o repelen dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de dichas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Campo Eléctrico e Intensidad de Campo

Campo eléctrico: es aquella región del espacio donde en cada uno de sus puntos existe una fuerza de origen electrostática causada por la presencia de una o varias cargas eléctricas.

Intensidad de campo: en un punto es el cociente entre...

Densidad

(escalar): p=m/v [kg/m³], en cgs es (g/cm³)

Propiedades Generales de los Imanes

En un imán, la capacidad de atraer al hierro es mayor en sus extremos o polos. Hay dos polos, norte y sur, debido a que un imán tiende a orientarse según los polos geográficos de la Tierra, que es un gran imán natural.

• El polo norte del imán se orienta hacia el norte de la Tierra y el polo sur hacia el sur.
• Si acercamos dos imanes distintos, los polos de igual tipo se repelen y los de diferente tipo se atraen.
• Todo imán presenta dos polos magnéticos. Así, si rompemos un imán por la mitad, no obtenemos un polo norte y un sur aislados, sino que obtenemos dos imanes más pequeños, cada uno de ellos con su pareja de polos norte y sur.

Representación del Campo Magnético

Las líneas de inducción magnética...

Definición de Onda Estacionaria

Llamamos onda estacionaria a la onda producida por la interferencia de dos ondas armónicas de igual amplitud (A) y frecuencia (f o ω), que se propagan en la misma línea pero en sentidos contrarios.

Se producen cuando interfieren dos movimientos ondulatorios con la misma frecuencia y amplitud, propagándose en sentidos opuestos. Esta situación es común cuando una onda se refleja en un obstáculo, y la onda incidente interfiere con la onda reflejada. Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (por ejemplo, una cuerda, un tubo con aire, una membrana, etc.).

Principio de Superposición y Ecuación de las Ondas Estacionarias

Sean dos ondas, y₁ e y₂, de igual amplitud (A) y frecuencia (ω), que se...

Métodos de Electrización de los Cuerpos

Frotamiento

Consiste en frotar dos cuerpos de tal manera que uno gana carga eléctrica y el otro la pierde.

Contacto

Se produce cuando acercamos un cuerpo que hemos cargado previamente (por frotamiento) a otro neutro (sin carga). La carga pasará al cuerpo neutro, aunque no en su totalidad, quedando los dos cuerpos cargados con el mismo tipo de carga, por lo que se repelen.

Inducción

Se produce carga inducida cuando acercamos un cuerpo cargado a otro sin carga, sin producir contacto. El cuerpo sin carga adquiere una redistribución de sus cargas positivas y negativas, atrayéndose al cuerpo cargado.

Modelos Atómicos y Estructura

Modelo Atómico de Thomson

Thomson imaginó que el átomo era una esfera maciza...

Cálculos de Peso y Masa en Diferentes Entornos

Determinación del Peso

Peso de una persona de 70 kg en la Tierra

P = m × g = 70 kg × 9.8 m/s² = 686 N

Conversión y peso de un objeto de 145 Lb

• Masa: 145 Lb × (0.45 kg / 1 Lb) = 65.25 kg
• Peso (Tierra): 65.25 kg × 9.8 m/s² = 639.45 N

Peso de una persona de 72 kg en Júpiter

Gravedad en Júpiter (g_J): 24.79 m/s²

Peso: 72 kg × 24.79 m/s² = 1784.88 N

Peso de una persona de 80 kg en la Luna

Gravedad en la Luna (g_L): 1.62 m/s²

Peso: 80 kg × 1.62 m/s² = 129.6 N

Principio de propulsión de un astronauta

Un astronauta en el espacio, con un equipo de 5 kg en sus manos, debe empujarlo en dirección contraria para propulsarse, aplicando el principio de acción y reacción (Tercera Ley de Newton).

Problemas