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

¿Qué es la electricidad?

Forma de energía que produce efectos luminosos, mecánicos, caloríficos, químicos, etc., y que se debe a la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos.

Cómo se genera

Ejemplo: generación hidroeléctrica.

1. Se toma el agua que baja por los ríos desde la cordillera.
2. Estas aguas llegan a una central hidroeléctrica a través de grandes tuberías.
3. Con la fuerza del agua, se logra mover un aparato (turbina + generador) que genera electricidad.

Tipos de cargas

• Positiva
• Negativa

Tipos de cuerpos

• Negativo
• Positivo
• Neutro

Carga total de un cuerpo

Ejemplos de representación de carga total de un cuerpo (símbolos indicativos):

• Positivo: (+ - + -) o (+ + +)
• Negativo: (- + -) o (- + -)
• Neutro: (+++) o (---)

Ejemplo numérico:... Continuar leyendo "Electricidad: conceptos clave, cargas, voltaje y circuitos eléctricos" »

Conceptos Fundamentales de la Mecánica Corporal

Masa

Masa: Cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Tipos de Masa

Masa Gravitatoria

Masa Gravitatoria: Es la propiedad que tiene un cuerpo de ejercer una atracción sobre otro.

Masa Inercial

Masa Inercial: Para acelerar un cuerpo cualquiera, debemos imprimirle una fuerza determinada, la cual es proporcional a su masa.

Fuerza

Fuerza: Es toda acción que tiende a variar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo.

Peso

Peso: El peso de un cuerpo es la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre él. Un kilogramo de fuerza (kgf) equivale a 9.81 Newton (N), aproximadamente 10 N.

Tipos de Fuerza

Fuerzas Internas

Fuerzas Internas: Se suele considerar a las partes constituyentes del cuerpo humano como... Continuar leyendo "Conceptos Clave de Mecánica Corporal: Masa, Fuerza y Sistemas de Palanca" »

Principios de Mecánica

• Fuerza: F = m · a
• Peso: P = m · g (donde g = 9.8 m/s²)
• Torque (Momento de una fuerza): M = F · r
• Potencia: Cantidad de trabajo por unidad de tiempo.
• Potencia rotacional: P = M · ω (donde ω es la velocidad angular).

Velocidad Angular de Rotación

La velocidad angular de rotación (ω) está relacionada con la velocidad de rotación, ya que a cada vuelta le corresponden 2π radianes.

Trabajo

W = F · s

Corriente Alterna (C.A.)

Se denomina corriente alterna a aquella que varía periódicamente. Un conductor que gira en un campo magnético induce una fuerza electromotriz (FEM).

• Ciclo: Una variación completa de la tensión y de la corriente, desde 0 a un máximo positivo, regresando a 0, descendiendo a un máximo negativo y finalizando

Concepto de Presión

La magnitud que mide el efecto deformador de una fuerza se denomina presión.

La presión ejercida por una fuerza F sobre una superficie S es igual al cociente entre la intensidad de la fuerza y la superficie: p = F / S.

La unidad de presión en el Sistema Internacional es el pascal (Pa).

El Principio de Pascal

Cuando se ejerce un incremento de presión en algún punto de un líquido en equilibrio —es decir, una presión extra además de la que genera el propio fluido debido a su peso—, esta presión se transmite por todo el fluido simultáneamente en todas las direcciones.

Este principio, enunciado por el científico francés Blaise Pascal, tiene muchas aplicaciones prácticas.

Evidencias Experimentales de la Presión Atmosférica

El... Continuar leyendo "Fundamentos de Hidrostática: Presión, Principios de Pascal y Arquímedes" »

Leyes de Kepler: El movimiento de los planetas

Las leyes de Kepler son una serie de leyes empíricas enunciadas por Johannes Kepler en el siglo XVII, las cuales describen el movimiento de los planetas alrededor del Sol. Se resumen en tres principios fundamentales:

• 1ª Ley (Ley de las órbitas): Establece que los planetas describen órbitas planas y elípticas, en uno de cuyos focos se encuentra el Sol.
• 2ª Ley (Ley de las áreas): El vector de posición de un planeta con respecto al Sol barre áreas iguales en tiempos iguales, lo que significa que la velocidad areolar es constante. Por tanto, la velocidad lineal del planeta es mayor cuanto más cerca se encuentra del Sol, siendo esta ley equivalente a la conservación del momento angular.
• 3ª Ley

Este documento explora los principios fundamentales de las ondas y el sonido, desde el movimiento vibratorio armónico simple hasta los fenómenos ondulatorios más complejos y las propiedades específicas del sonido. Comprender estos conceptos es esencial para el estudio de la física y sus aplicaciones.

Movimiento Vibratorio Armónico Simple (MVAS)

El Movimiento Vibratorio Armónico Simple (MVAS) describe una perturbación que se mueve en línea recta en torno a una posición de equilibrio. Se caracteriza por:

• Un tiempo constante para completar una oscilación, conocido como periodo (T).
• Una separación máxima de la posición de equilibrio siempre idéntica, denominada amplitud (A).

En la posición de equilibrio, la velocidad es máxima (v_max)... Continuar leyendo "Conceptos Clave de Ondas y Sonido: Física de los Fenómenos Ondulatorios" »

Definición

Una máquina eléctrica es todo dispositivo capaz de generar, aprovechar o transformar la energía eléctrica.

Clasificación

Según la finalidad a la que se destinen y el tipo de funcionamiento, las podemos clasificar en:

• Generadores: Máquina eléctrica rotativa capaz de generar energía eléctrica a partir de energía mecánica.
• Motores: Son máquinas eléctricas rotativas que aprovechan la energía que reciben y la transforman en energía mecánica.
• Transformadores: Son máquinas eléctricas estáticas que transforman la corriente alterna que reciben en corriente eléctrica de diferentes características.

Aplicaciones

Generadores: Las dinamos se emplean para suministros de energía de bajo potencial en general. Por ejemplo, en sistemas... Continuar leyendo "Máquinas Eléctricas: Definición, Tipos, Aplicaciones y Principios Fundamentales" »

Exercici 3.1: Càlculs amb Taules de Vapor

Utilitzant les taules de vapor:

• 80 kPa = 0,8 × 10⁵ Pa = 0,8 bar
• ΔH = 2274,1 kJ/kg × 2 = 4548,2 kJ
• Tsat = 93,5 °C

Vl = 1,038 × 10⁻³ m³/kg

Vv = 2,087 m³/kg

ΔH = ΔU + Δ(PV) = ΔU + PΔV

ΔU = 4548,2 - 0,8 × 10⁵ × (2,087 - 1,038 × 10⁻³) × 2 × 10⁻³ = 4548,2 - 333,8 = 4214,4 kJ

ΔS = dQ/T. En aquest cas, operem a P = constant:

dQ = ΔH

ΔS = ΔH/T

ΔS = 4548,2 / (93,5 + 273) = 12,4 kJ/K

Càlcul del Treball i Energia Interna

c) W = PΔV = 333,8 kJ

η = 75%

W_real = W_ideal × η = 333,8 × 0,75 = 250,4 kJ

ΔU = Q - W

Q = 4214,4 + 250,4 = 4464,8 kJ

Exercici 3.2: Interpolació de Propietats del Vapor

Utilitzant les taules de vapor:

• P = 7 bar, 500 °C → V = 710,9 × 10⁻³ m³/kg
• P = 7 bar, 600 °C

Cinética de la Desintegración Radiactiva

Al emitir radiación, la sustancia se va transformando en otra diferente. Esta transformación no es instantánea, ya que no todas las desintegraciones se producen a la vez. Además, es un proceso aleatorio; no sabemos en qué instante exacto se desintegrará un átomo en concreto. Pero, con mayor o menor rapidez, el número de átomos de la sustancia inicial va disminuyendo (y aumentando el de la sustancia final).

La rapidez de esta disminución depende de dos factores fundamentales:

• Naturaleza de la sustancia: Esta influencia viene marcada por la llamada constante de desintegración (λ). Se mide en s⁻¹.
• Número de átomos que tengamos en cada instante: Representado por la variable N.

Magnitudes Temporales

Equilibrio Electrostático y Campo en Conductores

En condiciones de equilibrio electrostático, el campo en el interior del conductor es nulo. Si por el conductor se hace circular una corriente, el campo en su interior deja de ser nulo.

4. Movimiento de Cargas y Potencial Eléctrico

¿Es correcta la afirmación: "Cualquier carga eléctrica positiva tiende a ir hacia potenciales eléctricos mayores"?

El campo eléctrico se dirige siempre de las zonas de mayor potencial a las de menor. Las cargas positivas se mueven en el mismo sentido que el campo. En consecuencia, la afirmación es falsa: las cargas positivas se mueven de mayores a menores potenciales eléctricos.

5. Cálculo del Flujo Eléctrico

¿Se puede calcular el flujo eléctrico a través