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

Introducción a la Dinámica: Momento Lineal e Impulso

El momento lineal o cantidad de movimiento de una partícula es un vector definido como p = m * v, donde m es la masa de la partícula y v su velocidad. Por lo tanto, el vector cantidad de movimiento de una partícula tiene siempre igual dirección y sentido que su velocidad, ya que la masa es siempre positiva.

Otra magnitud vectorial que debemos considerar es el impulso I de una fuerza, definido como I = F * Δt, vector que tiene igual dirección y sentido que la fuerza F.

Por otra parte, siempre que se aplica a una partícula o cuerpo aislado un impulso I, se produce una variación de su cantidad de movimiento, ΔP.

Principio de Conservación del Momento Lineal

El principio de conservación

Propiedades de la Carga Eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia. Sus principales características son:

• Se conserva: La carga eléctrica total en un sistema aislado permanece constante.
• Está cuantizada: La carga eléctrica siempre es un múltiplo entero de una carga fundamental, la carga del electrón (e^-). El valor de esta carga elemental es aproximadamente 1,609 x 10^-19 Culombios (C). (Nota: El valor más comúnmente aceptado es 1,602 x 10^-19 C, pero se mantiene el valor del texto original).
• La fuerza entre cargas puntuales varía de modo inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas (ver Ley de Coulomb).

Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica (F) con la que se atraen... Continuar leyendo "Fundamentos Esenciales de Electricidad y Magnetismo: Cargas, Campos y Dispositivos" »

Reacción del inducido

Para contrarrestar la reacción transversal del inducido se Introducen unos polos en la línea neutra, denominados polos auxiliares.

• Para contrarrestar la reacción longitudinal del inducido se Practican unas ranuras en los polos principales destinadas a alojar al denominado Devanado de compensación.

• Ambos devanados se alimentan en serie con el inducido para Que así, al estar recorridos por la misma corriente que éste, contrarresten sus Efectos en la misma medida en que se producen.

Para contrarrestar la reacción transversal del inducido se Introducen unos polos en la línea neutra, denominados polos auxiliares.

Cuando la dinamo esta en carga el flujo del inductor se Distorsiona debido al flujo magnético creado... Continuar leyendo "Que es la reacción del inducido" »

La Energía

Definición

La energía es la capacidad que tienen las cosas o los seres vivos para producir cambios.

¿Cómo se mide la energía?

Su unidad es el Julio (J) y la caloría (cal).

Clases de Energía

Energía Eléctrica: Es la forma de energía más utilizada.

Energía Cinética: Es la que tiene cualquier cuerpo en movimiento.

Energía Química: Es la que contienen los alimentos o la gasolina.

Energía Calorífica: Es la energía que tienen los cuerpos calientes.

Energía Luminosa: Es la energía que producen algunos cuerpos como el Sol o una bombilla encendida.

Las Fuentes de Energía

Definición

Una fuente de energía es todo aquello de lo que podemos obtener energía.

Clasificación

Las fuentes de energía las podemos clasificar en dos grupos:... Continuar leyendo "La Energía, el Calor, la Temperatura y el Movimiento" »

Energía Cinética de Rotación

Si un cuerpo de masa m se desplaza con una determinada velocidad, la energía asociada al movimiento, conocida como energía cinética K, se define como:

[Fórmula de Energía Cinética Traslacional: K = ½mv²]

Cuando se trata de un movimiento de rotación, la velocidad de cada elemento de masa mᵢ del cuerpo tendrá una magnitud dada por:

[Fórmula de Velocidad Tangencial: vᵢ = rᵢω]

donde rᵢ es la distancia al eje de giro y ω (omega) se denomina la magnitud de la velocidad angular del cuerpo.

La energía cinética total del cuerpo en rotación será la suma de las energías cinéticas de sus partes, es decir:

[Fórmula de Suma de Energías Cinéticas: K = Σ(½mᵢvᵢ²)]

Sustituyendo la expresión de la... Continuar leyendo "Fundamentos de la Dinámica Rotacional: Energía Cinética, Torque y Movimiento de Cuerpos Rígidos" »

Cuantificación de la radiación de la dualidad onda-corpúsculo. Catástrofe ultravioleta. Es un fallo de la teoría clásica del electromagnetismo al explicar la emisión electromagnética de un cuerpo en equilibrio térmico con el ambiente. Se busco una radiación as centrada q la radiación electromagnética de un cuerpo caliente: emisión de un cuerpo negro. Se estudio q al calentar un cuerpo negro la luz ya no se reflejaba. Física clásica: todas las longitudes de onda pueden emitir energía. La energía es proporcional a la longitud de onda.Ley de Stefan-Boltzman.Las frecuencias estaban entre lo visible y lo ultravioleta y no había manera de explicarlo.Ley de Rayleigh-Jeans. Predecía una intensidad que siempre crecía con la frecuencia.... Continuar leyendo "Fundamentos de la Cuantificación: De la Catástrofe Ultravioleta a la Dualidad Onda-Corpúsculo" »

Campo Magnético de un Dipolo Puntual

El vector campo magnético de un dipolo magnético puntual se encuentra contenido en planos específicos, como se ilustra a continuación:

Movimiento de Partículas Cargadas en Campos Eléctricos y Magnéticos

Cuando una partícula cargada negativamente entra en una región donde actúan un campo eléctrico (E) y un campo magnético (B), ambos constantes y ortogonales entre sí y a la trayectoria de la partícula, la relación que debe existir entre ambos campos para que la partícula no se desvíe es:

El Efecto Hall

El efecto Hall en una placa conductora se cuantifica como una diferencia de potencial (voltaje Hall) que es función del campo magnético (B) aplicado, de la dimensión de la placa perpendicular

Aplicaciones de la Termodinámica

La termodinámica se encuentra en numerosos sistemas de ingeniería y otros aspectos de la vida cotidiana. Por ejemplo, el corazón bombea sangre constantemente a todo nuestro cuerpo, y en el hogar encontramos aplicaciones como el refrigerador o la olla de presión.

Propiedades de un Sistema Termodinámico

Algunas propiedades fundamentales de un sistema termodinámico incluyen la presión (P), la temperatura (T), el volumen (V) y la masa (m).

Densidad y Densidad Relativa

Densidad

La densidad (ρ) se define como la masa por unidad de volumen.

ρ = m / V (kg/m³)

Densidad Relativa

La densidad de una sustancia a menudo se expresa en relación con la densidad de una sustancia de referencia bien conocida (generalmente agua... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Transferencia de Energía" »

Diagrama de Cuerpo Libre

El diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica esencial para físicos e ingenieros, utilizada para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Aunque comúnmente se le llama diagrama de fuerzas, el término preciso es diagrama de fuerzas sobre un cuerpo libre o diagrama de fuerzas de sistema aislado. Este método ayuda a identificar las fuerzas y momentos cruciales para resolver problemas de movimiento y analizar fuerzas internas en estructuras.

Fuerza Cortante

La fuerza cortante es la suma algebraica de todas las fuerzas externas perpendiculares al eje de una viga o elemento estructural, actuando a un lado de la sección considerada. Se considera positiva si la parte izquierda de la sección tiende... Continuar leyendo "Análisis de Fuerzas en Diagramas de Cuerpo Libre" »

Aprovechamiento de la Energía Solar de Baja Temperatura

1. Introducción: Todas las energías renovables provienen del sol, siendo este el responsable de todas las formas de vida. La energía solar puede utilizarse como energía de baja temperatura (<100ºC) para agua caliente sanitaria (ACS) y calefacción en viviendas y edificios.

2. Naturaleza y Disponibilidad de la Radiación Solar

La energía solar tiene su origen en las reacciones nucleares de fusión en el sol, produciendo una pérdida de masa. La potencia total del sol es de 3.85E26 W, y la que llega a la Tierra es: Go (constante solar) = Ptot / 4π(1.5E11)² = 1362 W/m². Go varía según la época del año. De la energía que llega a la atmósfera, se refleja 1/3, entrando entonces... Continuar leyendo "Aprovechamiento de la Energía Solar de Baja Temperatura: Fundamentos y Aplicaciones" »