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

ROTACIONAL DE UN CAMPO VECTORIAL

Llamamos remolino a un vector axial que nos indicará si una línea de corriente es una línea cerrada en torno a un punto en un campo vectorial. Rotacional: el vector axial que nos da la curvatura de las líneas de fuerza en un campo, la densidad superficial de remolinos o el número de remolinos que existen en una superficie unitaria. Si consideramos una superficie dividida en superficies elementales y en cada una de ellas un remolino unitario, tal como se indica:

Δℝ = lim _ΔS→0∮c*d.L/ΔS.

“La circulación a lo largo de una línea cerrada es igual al flujo del rotacional en dicha línea”.

∬_srot ∇ * d∇ = ∮_c∇ * d∇

Si el campo es conservativo:

∮_c∇ * d∇ = 0 → rot ∇ = 0

∇_(x,y,z) ∇₍

Luz

Reflexión Total Interna

Cuando la luz incide desde un medio de índice de refracción alto hacia un medio de índice de refracción más bajo, el haz transmitido desaparece a partir de un cierto ángulo de incidencia llamado ángulo límite.

Proceso de Interacción Radiación-Materia

• Propagación Rectilínea en Medio Homogéneo: Podemos ver la imagen del paisaje.
• Dispersión de Rayleigh (Scattering Rayleigh): Luz dispersada en la atmósfera.
• Dispersión de Mie (Scattering Mie): Luz dispersada en las nubes.
• Absorción: Las nubes cambian de color blanco a gris debido a la absorción, así como los colores de los objetos son debidos a la absorción selectiva de la radiación incidente por parte de los distintos materiales.

Ángulo de Brewster

Ángulo... Continuar leyendo "Principios Fundamentales de Óptica y Acústica: Fenómenos Ondulatorios" »

Corriente Inversa en la Unión PN

La corriente inversa en una unión PN presenta las siguientes características:

• A una temperatura dada, es casi independiente de la tensión inversa aplicada.
• Aumenta con la temperatura.
• Es aproximadamente proporcional al área de la unión.
• Disminuye al incrementar el grado de dopaje (al aumentar la cantidad de portadores mayoritarios, disminuye la de portadores minoritarios).

En un diodo real, en la corriente inversa también intervienen procesos físicos de segundo orden no considerados. De forma que la corriente inversa se incrementa ligeramente con la tensión inversa aplicada.

La Unión PN en Polarización Directa

Si aplicamos una tensión positiva al lado P respecto al N, se observan los siguientes efectos:... Continuar leyendo "Fundamentos de la Unión PN y el Diodo Semiconductor: Funcionamiento y Modelos" »

Electrostática, Campo y Potencial Eléctricos

Interacción entre Cargas Puntuales

La fuerza entre dos cargas puntuales se calcula con la siguiente fórmula:

F = K · (q1 · q2) / r^2

Campo Eléctrico Creado por Cargas Puntuales

El campo eléctrico generado por una carga puntual se define como:

E = K · Q / r^2

Y la fuerza que experimenta una carga dentro de un campo eléctrico es:

F = q · E

Campo Creado por Distribuciones Continuas de Carga

• Densidad lineal de carga: λ = q / L
• Densidad superficial de carga: σ = q / S
• Densidad volumétrica de carga: ρ = q / vol

Flujo Eléctrico

El flujo eléctrico a través de una superficie se calcula como:

Φ = E · S · cos α

Ley de Gauss

La ley de Gauss establece que el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Electricidad y Magnetismo: Fórmulas y Aplicaciones" »

¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura?

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras que la temperatura es una medida de la energía molecular media.

Métodos de Transferencia de Calor

Existen tres métodos principales mediante los cuales se transfiere el calor:

• Conducción

  La conducción es la forma de transferencia directa de calor, y se produce mediante el traspaso de energía de molécula a molécula dentro de un material o entre materiales en contacto directo.

• Convección

  Es la transferencia de calor que ocurre en fluidos (líquidos o gases) por el movimiento macroscópico de dicho fluido, ya sea de forma natural (debido a diferencias de densidad) o forzada (mediante ventiladores, bombas, etc.)

1. ¿Por qué las lámparas de incandescencia tienen bajo rendimiento luminoso?

Porque la mayor parte de la radiación que emiten se encuentra en la zona no visible del espectro electromagnético, principalmente como radiación infrarroja (calor).

2. El Ciclo del Halógeno en Lámparas

El tungsteno del filamento se evapora debido a la alta temperatura del mismo. En presencia del halógeno, se forma un halogenuro de tungsteno. Por un fenómeno de convección, el halogenuro se desplaza hacia el filamento y las altas temperaturas de este lo disocian, depositando el tungsteno de nuevo en el filamento (aunque en un sitio diferente), comenzando así el ciclo nuevamente.

Con este ciclo se consigue prolongar significativamente la vida útil del filamento.... Continuar leyendo "Fundamentos de la Emisión de Luz: Lámparas, Ciclos y Fenómenos Lumínicos" »

La Ley de Ohm

La ley de Ohm representa un elemento fundamental para explicar ciertos fenómenos relacionados con la electricidad.

Leyes de Kirchhoff

Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Kirchhoff en 1845, mientras aún era estudiante. Son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para obtener los valores de la corriente y el potencial en cada punto de un circuito eléctrico. Surgen de la aplicación de la ley de conservación de la energía.

Estas leyes nos permiten resolver los circuitos utilizando el conjunto de ecuaciones al que ellos responden.

Ley de Lenz

La ley de Lenz, también llamada ley de Lenz-Faraday, es utilizada en el ámbito del electromagnetismo y permite determinar el sentido de la corriente inducida. Puede... Continuar leyendo "Fundamentos de Electricidad y Electromagnetismo: Leyes y Conceptos Clave" »

Cortito: Luz polarizada (Radiación que vibra solo en un plano) ; Prisma utilizado en polarímetro (Prisma Nícol) ; Prisma utilizado en refractómetro (Prisma Amicci) ; índice de refracción ( Cambio de ángulo y velocidad de la luz En el medio) ; Lampara usada en refractometría (Lampara de Sodio).

Conductancia: La conductancia electrolítica se da por el transporte De aniones al ánodo y cationes al cátodo, mientras los electrones son Transferidos por los iones // Al aumentar la temperatura de soluciones Electrolíticas, se aumenta la movilidad de las especies cargadas aumentando así La conductancia // La magnitud de la corriente eléctrica depende del número y Tipo de iones presentes, su movilidad, tipo de solvente y el voltaje aplicado... Continuar leyendo "Fundamentos de Conductimetría y Propiedades Eléctricas de Soluciones Iónicas" »

Aplicaciones de la Estática de Fluidos

1. Barómetro de Mercurio (Experimento de Torricelli)

Los aparatos que miden la presión atmosférica se denominan barómetros. En 1643, E. Torricelli realizó el primer experimento que demostró la existencia de la presión atmosférica. Este consistía en un tubo cerrado, relativamente largo, colocado boca abajo y lleno de mercurio sobre un recipiente que contenía el mismo fluido. El tubo no se vacía completamente, sino que el mercurio solo desciende un poco. En la parte superior del tubo se genera un hueco, que podemos considerar prácticamente vacío (P ≈ 0). La presión en dos puntos situados a la misma altura dentro del fluido es la misma (P₁ = P₂). Por lo tanto, la altura h que adquiere el fluido... Continuar leyendo "Principios Fundamentales de la Estática de Fluidos y sus Aplicaciones Prácticas" »

1. Rodetes Radiales o Rodetes Lentos

Se definen por la relación de velocidades v_1,u > u₁ y una velocidad específica (n_s) en el rango de 50 r/min < n_s < 125 r/min.

• Aplicación: Se utilizan en saltos con una altura neta (H) elevada y un caudal (Q) bajo.
• Geometría: La altura del rodete (b₁) es pequeña y se mantiene constante tanto en la entrada como en la salida.
• Trayectoria: La trayectoria de las partículas fluidas se desarrolla en planos perpendiculares (⊥) al eje.
• Cinemática: El agua cambia su trayectoria 90° cuando sale del rodete y entra en el tubo de aspiración.
• Dimensiones y ángulos: Se cumple que D₁ >> D₂ = D₃ y el ángulo de entrada es β₁ > 90°.

2. Rodetes Normales

Caracterizados por v_1,u = u₁ y una velocidad específica... Continuar leyendo "Clasificación de Rodetes en Turbinas Hidráulicas según Velocidad Específica" »