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

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

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

Sistema de Iluminación Natural

El sistema de iluminación natural corresponde a la fuente original de la luz, es decir, una fuente inagotable. Sin embargo, su eficiencia es inconstante, ya que debido a la rotación y traslación de la Tierra, las intensidades de esta luz no son constantes.

Si un individuo trabaja durante el día, al momento del atardecer se genera el efecto *Purkinje* y la activación de la visión escotópica, lo cual provoca en él un cansancio visual y físico.

La iluminación natural es también calórica, por lo cual también nos provee de iluminación artificial mediante sistemas de celdas solares y acumulación eléctrica en baterías.

Ventajas de la Iluminación Natural

• En condiciones óptimas de luz, tiene una utilización

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.