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" »

Modelos Atómicos Fundamentales

El Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford realizó un experimento de bombardeo con partículas alfa sobre una lámina metálica delgada, utilizando una pantalla para observar los impactos.

Postuló que todos los átomos están formados por un núcleo y una corteza. En el núcleo, que es mucho menor que el radio del átomo, se encuentran los protones y casi toda su masa. El resto del átomo está casi vacío. A gran distancia se encuentran los electrones orbitando.

Inconvenientes del Modelo de Rutherford

• Contradecía las leyes del electromagnetismo de **Maxwell** (un electrón en órbita debería emitir energía y colapsar).
• No explicaba los **espectros atómicos** discretos.

Los Postulados de Bohr

Bohr postuló:

1. Cuando

Interacción y energía en física

Interacción

Interacción: Acción recíproca entre 2 o más objetos, sustancias, personas o agentes.

Fuerza (1 N = 1 kg·m/s²)

Fuerza: Forma matemática de expresar una interacción; existen tantos tipos de fuerza como interacciones. Es una acción que ejerce un cuerpo sobre otro, expresada de manera matemática.

Interacción gravitatoria

Interacción gravitatoria: De largo alcance, asociada a la masa. Responsable de los movimientos de los astros y del peso de los cuerpos. Solo actúa por atracción.

Fórmula: F = G·m1·m2 / r²

Interacción electromagnética

Interacción electromagnética: Asociada a la carga eléctrica, que es una característica de las partículas de materia. La interacción eléctrica se refiere... Continuar leyendo "Interacción y Energía en Física: Fuerzas, Presión, Peso y Calor" »

CONTROL MONOARTICULAR PD/PID

El termino k se ha introducido para que la salida del regulador R(s) sea directamente el par ζ de entrada a la articulación. La señal de control en los accionamientos sera:                                                

Esta ley de control permite calcular el par que se pretende que den  los actuadores del robot.                                                                                Haciendo uso de la ecuación que establece el comportamiento dinámico de una articulación                                               se tiene:

Considerando... Continuar leyendo "Optimización del Control Monoarticular PD/PID en la Dinámica de Articulaciones Robóticas" »

Conceptos Fundamentales de la Mecánica de Fluidos

Un fluido es un conjunto de moléculas distribuidas al azar que se mantienen unidas por fuerzas cohesivas débiles y por fuerzas ejercidas por las paredes de un recipiente. Dicho de otra forma, si definimos un fluido por exclusión, los fluidos son todos aquellos materiales que no son sólidos. Por lo tanto, los fluidos incluyen tanto a los líquidos como a los gases.

La Ecuación Hidrostática

Para un fluido en reposo (equilibrio estático) dentro de un recipiente, todos los puntos situados a la misma profundidad deben tener la misma presión; de lo contrario, el fluido no estaría en reposo.

Esta relación se describe mediante la Ecuación Hidrostática, la cual fue deducida para una porción... Continuar leyendo "Fundamentos de la Mecánica de Fluidos: Ecuaciones Clave de Estática y Dinámica" »

Propietats, Objectes i Materials

Definicions

Propietat: Característica que serveix per reconèixer o diferenciar un objecte, material o ésser viu.

Les propietats ens permeten identificar els objectes i els materials que els constitueixen: forma, color, brillantor, pes, densitat, punt d'ebullició, punt de congelació, etc.

Objecte: Allò que pot ser conegut pels sentits o per l'enteniment (objecte material o objecte natural).

Material: Allò de què està feta una cosa.

Diversitat: Característica que assenyala la riquesa d'elements d'un conjunt.

Canvi: Modificació de les propietats físiques, químiques i/o biològiques dels materials o dels éssers vius.

Exemples de Materials

• Aigua: A la natura la podem trobar en forma líquida, sòlida o gasosa.

Teoría Cuántica y la Estructura Electrónica de los Átomos

Conceptos Fundamentales de la Teoría Cuántica

La Teoría Cuántica establece que los átomos y moléculas emiten energía solo en cantidades discretas o cuantos.

La Naturaleza Ondulatoria de la Energía

Concepto de Onda

Una onda es una alteración vibratoria mediante la cual se transmite energía.

Propiedades de las Ondas

• Longitud de onda (λ - lambda): Distancia entre puntos idénticos consecutivos.
• Frecuencia (ν): Número de ondas que pasan por un punto en un tiempo dado.
• Amplitud: Distancia vertical desde la línea media hasta el pico o valle.
• Velocidad (u): Depende de la onda y del medio.

Radiación Electromagnética

Es la emisión y transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas.... Continuar leyendo "Fundamentos de la Estructura Electrónica Atómica: De Planck a Bohr" »

Naturaleza Dual del Electrón

1924: Hipótesis de De Broglie

Si el electrón del átomo de hidrógeno se comporta como una onda estacionaria (donde los nodos, puntos de la cuerda, no se mueven), la amplitud en esos puntos debe ser cero. Por lo tanto, su longitud de onda ($\lambda$) debería ajustarse a la circunferencia de la órbita. De lo contrario, la onda se cancelaría en cada órbita sucesiva con el tiempo, resultando en una amplitud igual a cero y su anulación.

Esto implica que las ondas se comportan como partículas y estas exhiben propiedades ondulatorias, definidas por la relación:

$$\lambda = \frac{h}{m \cdot v}$$

Donde $h$ es la constante de Planck, $m$ es la masa y $v$ es la rapidez (velocidad).

Mecánica Cuántica y el Átomo

Principio