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

Inducción Electromagnética: Principios Fundamentales

Ley de Inducción de Faraday y Ley de Lenz

La Ley de Inducción de Faraday describe cómo un campo magnético variable en el tiempo puede inducir una fuerza electromotriz (FEM) en un circuito. Asociada a esta ley, la Ley de Lenz establece que el campo magnético generado por la corriente inducida siempre se opone a los cambios en el flujo magnético que la produce, y no al campo magnético en sí mismo. Este principio fundamental se expresa matemáticamente como:

Esta expresión es conocida como la Ley de Faraday, donde ε representa la fuerza electromotriz inducida y Φ es el flujo del campo magnético. El signo negativo en la ecuación simboliza el carácter de oposición al cambio del flujo... Continuar leyendo "Fundamentos de la Inducción Electromagnética: Leyes, Coeficientes y Energía Magnética" »

(Idees addicionals: La massa no és la quantitat de matèria d'un cos. El vapor d'aigua no és un gas. La propietat característica permet identificar amb força seguretat una substància pura.)

La Ressonància

• El fenomen de la ressonància: un pèndol que oscil·la pot transmetre la seva energia cinètica a un altre pèndol que es trobi en repòs.
• És un fenomen que pot arribar a destruir el material que l'experimenta.
• El so és capaç de provocar el fenomen de la ressonància.
• Si damunt un material elàstic hi actua una força periòdica amb un període d'oscil·lació que coincideix amb el període d'oscil·lació natural del material, aquest ressonarà.
• La ressonància és un fenomen que transfereix energia al material que l'experimenta.

La Llum

• No

Para calcular la inductancia en una bobina:

Las bobinas tienen la propiedad de almacenar energía en forma de campo magnético y la magnitud de esta energía está dada por:

Cuando la intensidad es variable, existe una oposición a esta variación que se asocia a la ley de Biot-Savart, la cual indica que:

El flujo magnético se debe a una variación en la corriente eléctrica. Estas variaciones se conocen como ley de Faraday.

El signo (-) corresponde a la ley de Lenz, la cual indica que la fuerza electromotriz (FEM) de autoinducción se opone a la causa que la produce. Además:

Permeabilidad magnética:

• B = Inducción Magnética
• H = Excitación Magnética

Efecto Motor y Efecto Generador

Cuando en un campo magnético existe un conductor por el cual circula... Continuar leyendo "Cálculo de Inductancia en Bobinas: Conceptos y Ejercicios" »

Definiciones Básicas

• Movimiento: Proceso mediante el cual un cuerpo ocupa diversas posiciones del espacio en el transcurso del tiempo.
• Espacio: Se define como la imposibilidad de un cuerpo de encontrarse simultáneamente en dos lugares distintos. Puede ser afín, euclídeo o de tres dimensiones.
• Tiempo: Sucesión perceptiva de los acontecimientos. Tomado este como una variable continua en función de la cual se produce el cambio de posición de los cuerpos.
• Materiales: Se clasifican en continuos (rígidos, elásticos, plásticos, fluidos) y discretos.
• Fuerza: Entendida como causa o acción que produce equilibrio o movimiento en los cuerpos. Sus efectos dependen de la dirección (sentido) y de su punto de aplicación. Las fuerzas se pueden dividir

Estudio de un Sistema Mecánico

Un sistema mecánico se analiza en tres etapas:

1. Estudio de fuerzas.
2. Estudio del movimiento, del esfuerzo y de la deformación.
3. Aplicación de leyes que relacionan las fuerzas con el movimiento, el esfuerzo y la deformación.

Los problemas que trataremos generalmente no involucrarán movimiento, de modo que los pasos básicos son:

1. Estudio de fuerzas.
2. Estudio de tensiones y deformaciones.
3. Aplicación de leyes que relacionan fuerzas con esfuerzos y deformaciones.

Consideraciones Clave en el Análisis de Sistemas Mecánicos

• Fuerzas: Al considerar las fuerzas, debemos tener en cuenta el requerimiento de que debe haber un estado de balance.
• Deformaciones: Al considerar las deformaciones, debemos tener en cuenta el requerimiento

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

Fuerzas Centrales y el Campo Gravitatorio

¿Qué es una Fuerza Central?

Se dice que un campo de fuerzas es central cuando la dirección del vector fuerza, definido en cada punto del espacio, pasa siempre a través de un punto fijo O, denominado centro del campo de fuerzas.

Matemáticamente, se expresa como:

F(r) = f(r) u_r

donde f(r) es una función escalar que depende del módulo del vector de posición r, y u_r es el vector unitario en la dirección radial.

Conservación del Momento Angular

Al calcular el momento de la fuerza respecto al centro O, obtenemos:

M_O = r × F(r) = r × f(r) u_r = 0

Por lo tanto, de acuerdo con el teorema del momento angular, el momento angular (L_O) se conserva:

L_O = r × mv = constante

Conservación de la Energía

Si el campo... Continuar leyendo "Fuerzas Centrales y Gravitación: De las Órbitas Planetarias a la Velocidad de Escape" »

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