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

Fila A

1. Definición de Carga Eléctrica (q)

La carga eléctrica es la propiedad fundamental de la materia que causa la interacción electromagnética. Se manifiesta a través de fuerzas de atracción y repulsión entre partículas que poseen carga. La unidad mínima de carga eléctrica es la que posee un protón (carga positiva) o un electrón (carga negativa). En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de carga eléctrica es el culombio (C).

2. Definición de la Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb establece que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Matemáticamente,... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Electricidad y Ley de Coulomb" »

Electroestática: Orígenes y Desarrollo Histórico

La historia de la electroestática se remonta a la antigüedad:

• Tales de Mileto

  Observó que un trozo de ámbar frotado atrae cuerpos livianos. Llamó al ámbar "electrón", de ahí que los cuerpos que atraían objetos fueran considerados "electrizados".

• Teofrasto

  Mencionó la piedra liguriona, que atraía cereales secos y limaduras de hierro y cobre.

• Plinio

  Describió cómo el lignito, al ser calentado al sol o frotado, atraía hojas de papiro. En aquella época, se pensaba que los objetos poseían un "alma" que se manifestaba a través de fenómenos eléctricos.

• Gilbert

  Considerado el fundador de la electroestática como disciplina científica.

• Wallis

  Ofreció una explicación para el trueno y el relámpago.

¿Qué es el Efecto Fotoeléctrico?

El Efecto Fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética.

Historia y Descubrimientos Clave

Heinrich Hertz (1887)

En sus experimentos sobre la producción y recepción de ondas electromagnéticas realizada en 1887, Hertz fue el primero en observar y documentar el efecto fotoeléctrico.

Específicamente, Hertz encontró que la intensidad de la descarga eléctrica generada entre dos conductores (cátodo y ánodo) sometidos a una diferencia de potencial fija aumentaba al hacer incidir luz ultravioleta.

Joseph John Thomson (1889)

En 1889, dedujo que los rayos catódicos consistían de un flujo de partículas cargadas negativamente a los que,... Continuar leyendo "Fundamentos y Descubrimiento del Efecto Fotoeléctrico" »

Objetivos del Control Cinemático en Robótica

El control cinemático en robótica tiene como principal objetivo establecer las trayectorias que debe seguir cada articulación del robot a lo largo del tiempo para lograr los objetivos especificados por el usuario. Estos objetivos pueden incluir puntos de destino, la trayectoria del elemento terminal del robot y el tiempo invertido. Además, se busca seleccionar las trayectorias en función de las restricciones físicas de los actuadores y criterios de calidad como la suavidad y la precisión.

Funciones del Control Cinemático

1. Convertir la especificación del movimiento, dada en el programa, en una trayectoria analítica en el espacio cartesiano.
2. Muestrear la trayectoria, obteniendo un número finito

Conceptos Fundamentales del Sonido

• Sonido: Reacción humana al movimiento del aire.
• Ondas: Partículas del aire sufren movimiento oscilatorio.
• Oscilaciones forzadas.

El proceso de propagación del sonido sigue la secuencia: FUENTE → CAMINO → RECEPTOR.

• Sonido: Movimiento oscilatorio.
• Silencio: Ausencia de movimiento.
• Presión sonora P (Pa): Valores por encima y por debajo del valor de la presión atmosférica que el oído detecta. Depende de la distancia a la fuente.
• Intensidad sonora o acústica I (W/m²): Representa el trabajo realizado por unidad de tiempo y por unidad de superficie por las moléculas que componen el medio en donde se propaga el sonido.
• Potencia sonora W: Magnitud propia de la fuente. Representa el trabajo mecánico realizado

¿Qué es una Onda?

Una onda es la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio. Se propaga a través del espacio transportando energía.

Clases de Ondas

• Ondas Mecánicas
• Ondas Electromagnéticas
• Gravitacionales
• Transversales
• Longitudinales

¿Cómo se Forman las Ondas?

Las ondas mecánicas se forman ejerciendo movimiento en algún medio, como al lanzar una piedra al agua. El medio (agua) se perturba creando movimiento alrededor de donde cayó la piedra, generando así una serie de ondas sucesivas. Las ondas electromagnéticas están compuestas por campos magnéticos y eléctricos. Al unirse estos dos campos, obtenemos las ondas electromagnéticas, por ejemplo, las ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, ultravioleta,... Continuar leyendo "Ondas: Propiedades, Tipos y Fenómenos Físicos" »

Momento de un Vector

Momento de un vector respecto de un punto: M_Av es perpendicular a v y r. M = v·r·sen(φ); r·sen(φ) = d, por lo tanto, M = v·d. No varía aunque el origen (punto de aplicación) del vector se desplace a lo largo de su recta de acción, pero sí depende del punto con respecto al cual se tome. M_A = M_B + AB^v

Momento de un vector respecto de un eje

Es la proyección del momento del vector respecto a cualquier punto del eje. M_E es constante cualquiera que sea el punto del eje escogido. M_E = u_e · (r^v)

Movimiento Relativo respecto a la Tierra

Sea un punto en la superficie de la Tierra en una cierta latitud. Tomamos como S el observador situado en el centro y que no gira con la Tierra. En S, la aceleración de la gravedad... Continuar leyendo "Conceptos Fundamentales de Física: Momento, Movimiento, Sonido y Electricidad" »

-Sólido rígido: Es un caso especial de un sistema de muchas partículas, y considera que
la distancia entre las partículas de estos cuerpos permanece constante (R = constante),
o sea son absolutamente indeformables.

El teorema de Steiner: nos permite calcular el momento de inercia de un sólido rígido
respecto de un eje de rotación que pasa por un punto O, cuando conocemos el momento
de inercia respecto a un eje paralelo al anterior y que pasa por el centro de masas. Esta
relación es:
I= I cm +md²
donde I es el momento de inercia del cuerpo respecto al eje paralelo al original, Icm es el
momento de inercia del eje que pasa por el centro de masas, m es la masa total del
cuerpo y d es la distancia entre estos ejes paralelos.
Deduzcamos este teorema.... Continuar leyendo "Fundamentos de la Dinámica de Sólidos Rígidos y Teoremas Clave" »

Teorema de Extracción de una Base

Enunciado

Sea E un espacio vectorial sobre un cuerpo K, no nulo y finitamente generado. Si A es un sistema generador finito de E, entonces existe un subconjunto B ⊂ A tal que B es una base de E.

Demostración

Partimos de que A es un sistema generador de E. Se presentan dos casos:

1. Si A es Linealmente Independiente (LI): En este caso, A cumple las dos condiciones para ser una base (es sistema generador y es LI). Por lo tanto, podemos tomar B = A.
2. Si A es Linealmente Dependiente (LD): Según el lema de la dependencia lineal, si un conjunto es LD, al menos uno de sus vectores es combinación lineal de los demás. Por tanto, existe un vector x ∈ A tal que x ∈ L(A \ {x}).
   Definimos un nuevo conjunto C = A \ {x}.

Formulario Fundamental del Campo Magnético y Electromagnetismo

Fuerza Magnética sobre Cargas y Conductores

• La fuerza magnética ($F$) que actúa sobre una carga $q$ moviéndose con una velocidad $v$ en un campo magnético externo $B$ está dada por:

F = qv x B

Es decir, la fuerza magnética está en una dirección perpendicular tanto a la velocidad de la partícula como al campo. La magnitud de la fuerza magnética está dada por:

F = q v B senθ

donde $\theta$ es el ángulo entre $v$ y $B$.

Fuerza sobre Conductores

• La fuerza sobre un conductor recto de longitud $l$ que lleva una corriente $I$ colocado en un campo magnético uniforme externo $B$ está dada por:

F = I l x B

• Si un alambre de forma arbitraria lleva una corriente $I$ y se coloca en un