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

Laboratorio Nº 1: Ondas Estacionarias en una Cuerda y Velocidad del Sonido

Objetivos:

• Determinar la relación entre la frecuencia de vibración de ondas estacionarias y la tensión en una cuerda vibrante.
• Medir la velocidad del sonido.

Procedimiento:

Cuerda Vibrante

Para ondas estacionarias armónicas en una cuerda de extremos fijos (λ_n = 2L/n), donde n = número de oscilación.

1. Montar una cuerda con extremos fijos. En uno de los extremos, colgar diferentes pesas para variar la tensión. Emplear masas de 150, 200 y 250 gramos.
2. Para cada valor de la tensión, hacer oscilar la cuerda y medir la frecuencia de oscilación con el osciloscopio.

Velocidad del Sonido

1. Elegir tres frecuencias de ondas de sonido en el generador de ondas para medir la velocidad.

Propagación de Ondas

A partir del concepto de onda, tratemos de encontrar una descripción matemática que nos refleje el hecho de que una perturbación se propague en el espacio. Para ello, empecemos por considerar la descripción de una perturbación, esto es, de una deformación respecto a la posición de equilibrio de un punto material (o conjunto de puntos).

Tipos de Ondas

Ondas Longitudinales: La dirección de propagación es paralela a la dirección de movimiento de las partículas (ej.: ondas longitudinales en un muelle, sonido, etc.).

Ondas Transversales: La dirección de propagación es perpendicular a la dirección de movimiento de las partículas (ej.: cuerda).

Frente de Ondas: Se entiende por frente de ondas todos los puntos del medio... Continuar leyendo "Propagación de Ondas: Tipos, Características y Efecto Doppler" »

Conceptos Fundamentales de Energía

¿Qué es la Energía?

La energía es la capacidad de un sistema físico para realizar trabajo.

La Necesidad de Energía

Cualquier actividad necesita energía para ser realizada.

Formas de Energía

• Energía Cinética: Es la que tiene un cuerpo que se halla en movimiento, por ejemplo: un auto por la calle.
• Energía Potencial: Es la que tiene un cuerpo que está a cierta altura sobre la superficie de la Tierra.
• Energía Eléctrica: Gracias a la cual existe la corriente eléctrica y funcionan muchos de los aparatos que conocemos.
• Energía Calorífica: Es la que se transmite entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas: del caliente al frío.
• Energía Química: Es la que almacenan los alimentos, las pilas o los

Electricidad: Es una de las formas de energía más utilizadas. Antiguamente, se pensaba que era gravitacional.

El Péndulo Eléctrico

El péndulo eléctrico surgió en el siglo XVI. Un cuerpo electrizado siempre atrae a uno que no lo está.

Repulsión y Atracción

Mientras no toque un objeto, siempre lo atrae. Si lo atrae y lo toca, nunca más lo atraerá.

Teoría del Fluido Eléctrico

Teoría del fluido eléctrico.

1. Frotar es trasladar fluido eléctrico de un cuerpo a otro.
2. Un cuerpo se dice electrizado cuando tiene exceso o déficit de fluido eléctrico.
3. Se denomina cuerpo neutro cuando el elemento no tiene déficit ni exceso de fluido eléctrico.
4. Un cuerpo se puede electrizar por un simple contacto, requiriendo la presencia de déficit o exceso en

Cinemática del Movimiento Armónico Simple

La ecuación del MAS se puede obtener a partir de la expresión de la fuerza restauradora, realizando las integraciones correspondientes. Imagina un muelle que oscila; en su extremo hemos colocado un lápiz que va marcando las posiciones que ocupa en un papel que se va desplazando hacia su izquierda. Aparece una gráfica que se va repitiendo a intervalos iguales de tiempo; esta representación coincide con la de la función trigonométrica seno o coseno. Ahora buscamos un modelo que nos permita encontrar la ecuación del MAS. Imagina que colocamos delante del muelle un disco que gira con velocidad y con un saliente en un determinado lugar de su borde. Controlamos la velocidad de giro del disco de forma... Continuar leyendo "Explorando el Movimiento Armónico Simple, Reflexión, Refracción y Difracción de Ondas" »

Introducción a la Mecánica de Fluidos

El término fluido se designa indistintamente a líquidos y gases. Los átomos o moléculas que los forman tienen una gran libertad de movimiento. En los líquidos, esta libertad no es completa y depende de su viscosidad, originada por el rozamiento de las moléculas. Los líquidos son difícilmente compresibles debido a la aparición de poderosas fuerzas repulsivas cuando sus moléculas están muy próximas. En los gases, las moléculas tienen total libertad de movimiento, ocupando el espacio que los contiene; asimismo, su densidad es menor.

Fluidos Perfectos vs. Fluidos Reales

Un fluido perfecto carece de viscosidad. Este es un caso ideal, en contraposición a los fluidos reales, que son más o menos viscosos.... Continuar leyendo "Mecánica de Fluidos: Fundamentos y Principios" »

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

El Movimiento Rectilíneo Uniforme describe el desplazamiento de un objeto en una sola dirección con una velocidad y tiempo constante.

Fórmula:

V = d / t

Donde:

• V: Velocidad
• d: Distancia
• t: Tiempo

Velocidad Media

La velocidad media se define como el promedio de la velocidad final y la velocidad inicial de un objeto en movimiento.

Fórmula:

Velocidad Media = (Vf + Vi) / 2

Consideraciones:

• Si el objeto parte del reposo, la velocidad inicial (Vi) es igual a 0.
• Si el objeto se detiene, la velocidad final (Vf) es igual a 0.

Caída Libre y Lanzamiento Vertical

La caída libre y el lanzamiento vertical son ejemplos de movimiento acelerado, regidos por la aceleración de la gravedad (g).

Ecuaciones:

1. Vf = Vi + g * t
2. h = Vi * t +

La viscosidad es el rozamiento interno entre capas de líquidos. Por ella, es necesario hacer fuerza para que una capa deslice sobre la otra. La capa de un fluido en contacto con la lámina móvil tienen la misma velocidad, pero la adyacente esta en reposo. En un fluido viscoso el balance de energía es tal que, al abrir el extremo del tubo en la figura siguente, sale fluido con una velocidad cte bastante mas pequeña. Los tubos manometricos marcan alturas decrecientes, informandolos de las perdeidas de energía de rozamiento viscoso. En la salida parte de la energía potencial que tiene cualquier elemento de fluido al iniciar el movimiento e ha tranformado integranmente en calor. La velocidad de las capas aumenta uniformemente.... Continuar leyendo "Trayectoria traza y senda de un fluido" »

Conceptos Básicos de Fuerza

El concepto de fuerza se relaciona frecuentemente con esfuerzo muscular, empuje, tracción, etcétera. Para mover una mesa, por ejemplo, debemos empujarla realizando un esfuerzo muscular aplicado a un punto de la mesa. Además, la mesa la empujamos en determinado sentido. Recordemos que las magnitudes que se definen con módulo (número y unidad), dirección y sentido se llaman vectores, y las magnitudes que se definen con un número y su unidad se llaman escalares.

Tipos de Fuerzas

Otras fuerzas que podemos mencionar son:

• Tensión: Las fuerzas que son ejercidas mediante cuerdas se denominan tensiones.
• Fuerza de roce: Si se tienen dos superficies en contacto, a la componente tangencial que ejerce la superficie se le

Interacción de las Partículas Cargadas con la Materia

Las partículas cargadas pierden su velocidad y energía al interaccionar con las estructuras atómicas y nucleares del material sobre el que impactan. Esta interacción puede manifestarse de diversas formas, afectando tanto a los electrones como a los núcleos del medio.

Mecanismos Fundamentales de Interacción

Cuando una partícula cargada interacciona con los electrones de la corteza atómica, pueden ocurrir dos fenómenos principales:

• Excitación: Si la interacción separa temporalmente a los electrones de su equilibrio, elevándolos a un nivel de energía superior sin expulsarlos del átomo.
• Ionización: Si la interacción aparta a los electrones de su equilibrio de manera definitiva,