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

Sensores de Presencia: Tipos y Funcionamiento

1. Sensores Electromecánicos

Establecen o interrumpen un contacto eléctrico con el objeto debido a la aplicación de una fuerza externa.

Características

• Detección con contacto con el objeto.
• Respuesta lenta.
• Desgaste mecánico.
• Bajo coste.
• Permiten la transmisión de altas corrientes y tensiones.

Aplicaciones

• Interruptores final de carrera.
• Monitorización de puertas.

2. Sensores Inductivos

Funcionan mediante un campo electromagnético formado por un circuito oscilante L-C. Consisten en una bobina sobre un núcleo de ferrita abierto. Cuando se acerca una pieza de metal, se modifica la reluctancia del circuito y se atenúa la oscilación. La detección se basa en la variación de la amplitud de oscilación.... Continuar leyendo "Clasificación y Principios Físicos de los Sensores de Presencia Industrial" »

Conceptes Científics Clau

• Clonació: Procés de creació d'un ésser viu a partir de l'ADN d'un altre.
• Cèl·lules Mare: Cèl·lules amb la capacitat de regenerar-ne d'altres.
• Enginyeria genètica: Manipulació dels gens.
• Darwin: Científic important, conegut per la seva teoria de l'evolució.
• Big Bang: Explosió a l'univers que va donar origen als planetes.
• Mutació: Canvi en l'ADN d'un individu.

Teories sobre l'Univers

• Teoria Geocèntrica: La Terra és el centre de l'univers i tot gira al seu voltant (Aristòtil i Plató).
• Teoria Heliocèntrica: El Sol és el centre de l'univers i tot gira al seu voltant (Copèrnic i Galileu).
• Teoria Excèntrica: El Sol no és el centre de l'univers, sinó del sistema solar (Harlow Shapley, Hubble).

Descobriment de

Teorías sobre la Radiación del Cuerpo Negro

El Modelo Clásico de Rayleigh-Jeans

Rayleigh y Jeans encontraron la siguiente función para la densidad de energía de la radiación en función de la frecuencia (ν):

ρ_T(ν)dν = (8πν²kT / c³)dν

Para llegar a este resultado, evaluaron el número de modos de ondas electromagnéticas estacionarias posibles en el interior de una cavidad radiante y le atribuyeron a cada modo una energía media dada por el teorema de equipartición de la energía clásica: E = kT (donde k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura absoluta).

Sin embargo, al comparar estos resultados teóricos con los datos experimentales, se encontró un gran desacuerdo, especialmente a frecuencias elevadas. Este fallo del modelo... Continuar leyendo "Radiación del Cuerpo Negro: Del Modelo Clásico de Rayleigh-Jeans a la Cuantización de Planck y los Postulados de Bohr" »

1. Calor y Frío

El calor es un fenómeno físico que eleva la temperatura de un cuerpo, pudiendo provocar dilatación, fundición, descomposición o volatilización del mismo. Es la cantidad de energía que transfiere un cuerpo caliente a otro más frío cuando se ponen en contacto. Los cuerpos transfieren calor y, por ello, ganan o pierden energía. El frío no existe como tal, sino como la ausencia de calor.

2. Unidades de Medida del Calor

El sistema de unidades más utilizado es el Sistema Internacional (S.I.). El calor se mide en Julios (J). Las equivalencias son: 1 cal = 4,18 J y 1 J = 0,24 cal. La caloría (cal) se define como la cantidad de calor necesaria para que un gramo de agua aumente su temperatura en 1 °C.

3. Efectos del Calor

El... Continuar leyendo "Fundamentos del Calor, Temperatura y Transmisión Térmica" »

Carga Eléctrica

Decimos que un cuerpo tiene carga positiva cuando tiene un déficit de electrones, y decimos que tiene carga negativa cuando tiene un exceso de electrones.

Coulombio

Un coulombio es la carga eléctrica que poseen 6,25 x 10¹⁸ electrones.

Definición de Carga Eléctrica

La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia, como lo es la masa. En la naturaleza existen dos tipos de carga, a las que se les asigna arbitrariamente los nombres de carga positiva y carga negativa. La carga eléctrica es una magnitud escalar que se mide en el Sistema Internacional (SI) en coulombios (C), aunque se suele emplear habitualmente el milicoulombio (mC). Entre dos cuerpos con carga eléctrica aparecen fuerzas de atracción o de repulsión.... Continuar leyendo "Fundamentos de Electricidad y Magnetismo: Cargas, Campos y Potencial" »

¿Qué son los Decibelios (dB)?

El decibelio (dB) se define como diez veces el logaritmo de la relación de potencias. Es una unidad logarítmica utilizada para expresar la relación entre dos valores de una magnitud física, generalmente potencia o intensidad.

Fórmulas Fundamentales de Decibelios

Las fórmulas para calcular decibelios en términos de potencia, voltaje y corriente son:

• Para potencia: dB = 10 * log10(Psalida / Pentrada)
• Para voltaje: dB = 20 * log10(Vsalida / Ventrada)
• Para corriente: dB = 20 * log10(Isalida / Ientrada)

Interpretación Clave de los Decibelios

Es importante destacar que los decibelios de voltaje y corriente, cuando se refieren a la misma potencia en una impedancia constante, son consistentes con los de potencia. Un... Continuar leyendo "Conceptos Esenciales de Decibelios: dB, dBm y dBw en Telecomunicaciones" »

Propiedades Eléctricas de los Materiales

Conductividad Eléctrica y Teoría de Bandas

Las propiedades eléctricas de los materiales se explican fundamentalmente a través del comportamiento de sus electrones (e⁻). Los electrones ocupan distintos niveles de energía, y cada nivel, que forma una "banda", solo puede contener un máximo de dos electrones (principio de exclusión de Pauli).

Conductividad

La conductividad es la capacidad de un cuerpo para permitir el paso de la corriente eléctrica. Esta propiedad se ve afectada por varios factores:

• Temperatura (T): Un aumento en la temperatura provoca una mayor vibración de los átomos, lo que reduce la movilidad de los electrones y, por tanto, disminuye la conductividad. Este fenómeno incrementa

Ley de Coulomb

Si dos partículas cargadas eléctricamente se encuentran en un mismo espacio, existe entre ellas una interacción que se presenta como una fuerza de repulsión si ambas cargas son del mismo tipo, pero será una fuerza de atracción si son de distinto tipo. La magnitud de interacción es proporcional al producto del valor de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Campo Eléctrico

Es el espacio que rodea a una carga eléctrica, el cual se manifiesta solamente cuando ingresa a su espacio otra carga eléctrica. El valor del campo eléctrico se calcula usando la siguiente fórmula:

Da= distancia desde la carga al punto considerado

Trabajo Eléctrico: corresponde a la cantidad de energía que... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Electricidad y Circuitos Eléctricos" »

Conceptos Fundamentales: Energía, Trabajo y Calor

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir transformaciones. El trabajo y el calor son procesos mediante los cuales se intercambia energía. Tanto la energía como el trabajo y el calor se miden en las mismas unidades.

Definiciones Principales

• Trabajo: Es la energía que se transfiere a un objeto al aplicarle una fuerza neta que le causa un desplazamiento. La variación de energía de un sistema es igual al trabajo realizado.
• Calor: Consiste en la transferencia de energía que se produce desde un cuerpo a mayor temperatura (caliente) a otro a menor temperatura (frío) al ponerse en contacto.
• Equilibrio térmico: Ocurre cuando dos cuerpos en contacto alcanzan la misma temperatura,

Conceptos Fundamentales y Fórmulas Esenciales de Física

Este documento compila una serie de conceptos y fórmulas clave en diversas ramas de la física, desde la mecánica clásica hasta la dinámica de fluidos y las propiedades de las ondas.

Mecánica Clásica y Dinámica

• Producto Escalar (Punto): El resultado es una magnitud escalar.
• Producto Vectorial (Cruz): El resultado es una magnitud vectorial (magnitud y dirección).

Leyes de Newton y Fuerzas

• Segunda Ley de Newton: ΣF = m·a
• Peso: P = m·g (magnitud). En notación vectorial, el peso puede representarse como P = -mgj (en dirección vertical).
• Conversión de Unidades:
  • 1 Newton (N) = 0.1 kilogramo-fuerza (kgf)
  • 1 kilogramo-fuerza (kgf) = 9.8 N
• Fuerza de Fricción: F_r = μ·N (donde N es la fuerza