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

La electroestática se refiere al estudio de las cargas eléctricas en reposo. Para su comprensión, se requieren varios conceptos clave:

Cargas Eléctricas

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que se conserva, es decir, no se crea ni se destruye. Las cargas pueden ser:

• Positivas: Cuando hay una mayoría de protones.
• Negativas: Cuando hay una mayoría de electrones.

La carga eléctrica se manifiesta a través de:

• Electrización: Proceso por el cual un cuerpo adquiere carga eléctrica. Puede ocurrir por:
  • Frotamiento
  • Inducción
  • Contacto
• Fuerzas:
  • Atracción: Entre cargas de diferentes signos.
  • Repulsión: Entre cargas del mismo signo.

Potencial Eléctrico

El potencial eléctrico describe la intensidad del campo eléctrico en un punto...

Propagación de Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas son transversales y consisten en la propagación, sin necesidad de ningún soporte material, de un campo eléctrico y de un campo magnético perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación. La velocidad de la luz es mayor en el vacío que en los medios materiales.

Índice de Refracción

El índice de refracción absoluto n de un medio es la razón entre la velocidad de la luz en el vacío c y la velocidad v de propagación en ese medio (n = c/v). Llamamos índice de refracción relativo del medio 2 respecto del medio 1 al cociente de dividir los correspondientes índices de refracción absolutos (n₁ * sen i = n₂ * sen r). El ángulo límite L es el ángulo de incidencia...

Transformador como Máquina Eléctrica

Los transformadores son máquinas estáticas que tienen la misión de transmitir, mediante un campo magnético alterno, la energía de un sistema con una determinada tensión a otro sistema con una tensión diferente. Existen transformadores elevadores y transformadores reductores.

Según su finalidad, se clasifican en: transformadores de potencia, transformadores de comunicaciones y transformadores de medida. También existen otros criterios de clasificación: transformadores elevadores o reductores, transformadores monofásicos o trifásicos, para interior o de intemperie, con refrigeración natural o forzada, y en seco o en baño de aceite.

Transformador Monofásico

Constitución

Un transformador está constituido...

Gravitación y Mareas

Las mareas se producen por la diferencia de atracciones gravitatorias que ejerce la Luna sobre las aguas de los dos lados del globo terrestre. El agua del lado más cercano a la Luna es atraída con más fuerza que la del lado más lejano. Como la Tierra da una vuelta al día, cuando una zona se encuentra lo más próxima posible a la Luna, experimenta una pleamar y, al cabo de unas 12 horas, ese mismo lugar está en el punto opuesto. Por lo tanto, en una zona se registran cada día dos mareas altas y dos bajas.

Velocidad de Escape

La velocidad de escape en relación a un cuerpo celeste es la velocidad mínima que es necesario comunicar a un objeto para que, lanzado desde la superficie del cuerpo, se aleje indefinidamente...

Movimiento Ondulatorio

Introducción

La reflexión total se da cuando n1>n2, de forma que el radio se separe de N y siendo i...

Movimiento Periódico

Un movimiento es periódico cuando la posición se repite en intervalos de tiempo regulares. El periodo (T) es el tiempo que tarda en repetirse la posición con las mismas características. La frecuencia (Hz) es la inversa del periodo, es decir, el número de veces que se repite la posición con las mismas características en un segundo. T = 1/f. Un movimiento es oscilatorio si se desplaza de un lado a otro de su posición de equilibrio de forma periódica, y es vibratorio si su trayectoria es rectilínea. En estos casos, encontramos una fuerza restauradora que es proporcional a la distancia,...

Precedentes del Modelo Atómico: La Mecánica Cuántica

Hipótesis de Planck y la Radiación del Cuerpo Negro

La mecánica cuántica surge inicialmente con la hipótesis de Planck para explicar la radiación del cuerpo negro. Un cuerpo negro absorbe energía y, en equilibrio térmico, debe emitir tanta energía como absorbe, no necesariamente en forma de luz visible. Si toda la radiación visible se absorbiera, la temperatura aumentaría indefinidamente. Sin embargo, esto no ocurre así: un cuerpo negro a temperatura ambiente emite radiación infrarroja (no visible). Al aumentar la temperatura de un cuerpo negro, este comienza a emitir radiación visible, por ejemplo, a 1000ºC emite luz roja, como en un horno cerámico. A medida que aumenta...

Ley de Gravitación Universal: Conceptos Clave

La Ley de Gravitación Universal establece que dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. La dirección de esta fuerza es la línea que une ambos cuerpos, y el sentido es siempre de atracción.

Fuerzas Gravitatorias y Principio de Superposición

Las fuerzas gravitatorias son fuerzas a distancia que actúan con la misma intensidad pero en sentido opuesto (son pares de acción-reacción). Debido a que la constante de gravitación universal (G) es muy pequeña, estas fuerzas solo son relevantes cuando al menos una de las masas es muy grande. Si una masa (m) se encuentra entre varias masas...

Galileo Galilei: Pionero de la Astronomía Moderna

Galileo Galilei, célebre por su afirmación "Eppur si muove" ("Y sin embargo, se mueve"), realizó contribuciones fundamentales a la física y la astronomía:

• Observaciones de las Lunas de Júpiter: Utilizando el telescopio, Galileo descubrió cuatro satélites orbitando Júpiter. Este hallazgo, además de desafiar la concepción geocéntrica del universo, permitió mejorar la medición del tiempo, crucial en una época con relojes poco precisos. Las variaciones en el movimiento aparente de estas lunas se debían a los cambios en la distancia entre la Tierra y Júpiter.
• Investigaciones sobre la Naturaleza de la Luz: Galileo intentó medir la velocidad de la luz, replicando experimentos previos

Postulados de la Relatividad Especial

La Teoría de la Relatividad Especial, formulada por Albert Einstein, se basa en dos postulados fundamentales:

• 1. Principio de Relatividad: Las leyes de la física son las mismas para todos los observadores en movimiento absoluto uniforme (sistemas de referencia inerciales). Es imposible detectar el movimiento absoluto uniforme.
• 2. Principio de Constancia de la Velocidad de la Luz: La velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos los observadores, independientemente de su estado de movimiento o del estado de movimiento de la fuente de luz. Su valor es aproximadamente 3 × 10⁸ m/s.

El Efecto Fotoeléctrico y sus Aplicaciones

El efecto fotoeléctrico es un fenómeno cuántico en el que se emiten electrones...

Cosmovisión Moderna: La Revolución Científica de Principios del Siglo XX

La Crisis de la Física Newtoniana

Entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX, la física newtoniana entró en crisis. El fenómeno del electromagnetismo, descrito por Maxwell, era incompatible con ella. A pesar de los intentos de armonización a través de la teoría del éter, Michelson y Morley demostraron que el éter no existía. Esto evidenció que la velocidad de la luz era finita, constante y la misma en todo el universo, lo que contradecía una de las leyes de Newton.

Mach y Poincaré criticaron los presupuestos de la teoría newtoniana, y Albert Einstein reinventó la física partiendo de la inexistencia del éter y de la velocidad de la luz como constante...