viernes, 30 de abril de 2010

ONDAS

ONDAS

Son un conjunto de perturbaciones del sistema
Se clasifican en :

*ondas trasversales: Son aquellas en las que la perturbacion del sistema es perpendicular a la propagacion de la energia.
*trepitatorias: sismo, resorte
*oscilatorias: electromagneticas( luz rayos x, gama , etc.)

*ONDAS LONGITUDINALES: la energia se propaga en la misma direccion del medio
la perturbacion es paralela a la propagacion de la energia

*ONDAS MECANICAS: Son las que requieren un medio para propagarse

*ONDAS NO MECANICAS: Son las que no requieren un medio para propagarse.



ONDAS SENOIDALES

y= A sen ( 2π x/ λ) funcion de onda transversal la onda empieza de 0

y= A sen ( 2π x/ λ + S) s= fase de la onda la onda empieza ante(+) despues(-) de cero

y= A sen ( 2π x/ λ ) +/-(2π t/ T) onda senoidal T= periodo de tiempo en el que se repite la onda.

y= A sen ( kx +/- wt) k= 2π/ λ = No. de onda

w= fuerza angular (Hz)


miércoles, 28 de abril de 2010

FUERZA DE LORENTZ

FUERZA DE LORENTZ

Es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.

F=qE




EJEMPLO:

MAGNETISMO

Es la parte de la fuerza electromagnética total o fuerza de Lorentz que mide un observador sobre una distribución de cargas en movimiento. Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo.


CAMPO MAGNETICO

Es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.



APLICACIONES DEL CAMPO MAGNETICO

En los últimos 100 años han surgido numerosas aplicaciones del magnetismo y de los materiales magnéticos
El electroimán, por ejemplo, es la base del motor eléctrico y el transformador.
En épocas más recientes, el desarrollo de nuevos materiales magnéticos ha influido notablemente en la revolución de los ordenadores o computadoras. Es posible fabricar memorias de computadora utilizando `dominios burbuja'. Estos dominios son pequeñas regiones de magnetización, paralelas o antiparalelas a la magnetización global del material. Según que el sentido sea uno u otro, la burbuja indica un uno o un cero, por lo que actúa como dígito en el sistema binario empleado por los ordenadores.
Los materiales magnéticos también son componentes importantes de las cintas y discos para almacenar datos.
Los imanes grandes y potentes son cruciales en muchas tecnologías modernas. Los trenes de levitación magnética utilizan poderosos imanes para elevarse por encima de los raíles y evitar el rozamiento.
En la exploración mediante resonancia magnética nuclear, una importante herramienta de diagnóstico empleada en medicina, se utilizan campos magnéticos de gran intensidad.
Los imanes superconductores se emplean en los aceleradores de partículas más potentes para mantener las partículas aceleradas en una trayectoria curva y enfocarlas.



LA TIERRA COMO CAMPO MAGNETICO




EL CAMPO MAGNETICO SE MIDE EN TESLAS O GAUSS

1tesla = 10 a la 4

la tierra mide .2 a .5 gauss

Los materiales que ayudan a aumentar l campo magnetico se llaman paramagneticos.

la formula del campo magnetico para un selenoide es
B= Mo (N/L) I

La formula del campo magnetico para un alambre recto es

B= (MoI)/ 2π d


la direccion del campo magnetico determina si el campo es positivo o negativo. Utilizando la ley de la mano derecha: hacia adentro es negativo y hacia afuera es positivo.

ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA Y POTENCIAL ELECTRICO

ENERGIA POTENCIAL ELECTRICA

En un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí, la energía potencial es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición dentro del sistema. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.

POTENCIAL ELECTRICO

El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba.

P= U/t U= Pt P= I(U/q) P= IV V=U/q


VOLTAJE DE UNA CARGA = V= (KQ)/r

VOLTAJE DE VARIAS CARGAS= V= 2πKσd

DIFERENCIA DE POTENCIAL ELECTRICO: Δ V= (ΔU)/Q

EJEMPLO




EFECTO FOTOELECTRICO

Consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia la mitad del siglo XIX.
Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica solo fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran agraciados con sendos premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.

LEYES DE KIRCHOFF

--- LEY DE LOS NODOS:

En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.

--- LEY DE MALLAS:

En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

Un enunciado alternativo es:

En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico debe ser 0 (cero).

LEY DE OHM

Establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo"



FORMULAS

CORRIENTE I= P/V

VOLTAJE V= U/q

RESISTENCIA EN SERIE R= R1+ R2+....

RESISTENCIA EN PARALELO R= 1 / ( R1+R2+R3....)



EJEMPLO:

ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

ELECTRICIDAD
Es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos,en otras palabras es el flujo de electrones.

La masa de un electron es 9.1*10^-31 kg. y su carga electrica es de -1.6*10^-19.
la masa de un proton y neutron es la misma, teniendo 1.6*10^-27 kg., y los protones tienen una carga de 1.6*10^-19.


La electricidad tiene diversos usos como en el hogar , la industria, el cuerpo y el ambiente.

antes se pensaba
* exceso de carga (positiva)
*deficit de carga (negativa)


CONSERVACION DE LA CARGA

La ley de la conservacion de la carga dice que si tenemos una carga + o - nunca cambiara pero si podria viajar de un lugar a otro.

El electroscopio es un intrumento de laboratorio sensible que se utiliza para detectar una carga electrica.


LEY DE COULOMB

La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.



CAMPO ELECTRICO

Es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.

EJEMPLO:

TERMODINAMICA

ESCALA FARENHEIT

Es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en 1724. La escala se establece entre las temperaturas de congelación y evaporación del agua, que son 32 °F y 212 °F, respectivamente.

TERMODINAMICA

Es una rama de la fisicoquímica que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico. Generalmente los cambios estudiados son los de temperatura, presión y volumen, aunque también estudia cambios en otras magnitudes, tales como la masa, la densidad, o la resistencia.

Explica los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

ENERGIA LIBRE

Es una magnitud extensiva del sistema, función de estado y potencial termodinámico y que, por tanto, no depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema. Se usa para ver que procesos son espontáneos en condiciones de temperatura y volumen constantes.

ENTROPIA

Describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos. En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa evolución o transformación.

LEY DEL GAS IDEAL

Es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética).

LEY DE BOYLE Y CHARLES

Ley de Charles: A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Ley de boyle: 'Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas es mantenida a temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión: PV=K (Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes).

CALOR
Es el movimiento al azar de atomos y moleculas
Siempre se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a diferentes temperaturas y el flujo de calor siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.

TEMPERATURA
Temperatura en ºC = (ºF -32)/1,8
Temperatura en ºF = 1,8 ºC + 32
Temperatura en ºK = ºC + 273,14

MAQUINA DE CARNOT

Es una máquina ideal que utiliza calor para realizar un trabajo. En ella hay un gas sobre el que se ejerce un proceso cíclico de expansión y contracción entre dos temperaturas. El ciclo termodinámico utilizado se denomina ciclo de Carnot y fue estudiado por Sadi Carnot alrededor de 1820. Una máquina de Carnot es el procedimiento más eficaz para producir un trabajo a partir de dos focos de temperatura.

CICLO DE CARNOT

Trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo.

EFICIENCIA DE LA MAQUINA TERMICA

Se dice que la eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica, la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta es el calor de la fuente de alta temperatura ( costo del combustible) la eficiencia térmica se define como:
ðTérmica = W (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - Ql

LEYES DE LA TERMODINAMICA

PRIMER LEY

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

SEGUNDA LEY

Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen).

TERCER LEY

La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos.

LEY CERO

El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x , y) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.


TRABAJO Y ENERGIA

El trabajo es la energía transmitida de un cuerpo a otro a través de una fuerza.
La energía se define como la capacidad para realizar un trabajo
Existen diversos tipos de energía como:

energía cinética: es aquella que tiene un cuerpo en virtud de su movimiento

energía potencial: es la energía que tiene un sistema en virtud de su posición o condición

energía rotacional: es cuando un cuerpo rígido gira con una velocidad angular.

energía potencial gravitacional: cuando un cuerpo de masa x se mueve de A - B m

energía nuclear:esta energía es liberada durante la fusión de núcleos atómicos.

energía hidráulica: es el aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica.

energía eléctrica: es la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos.

energía solar: es la energía radiante producida por el sol, como resultado de reacciones nucleares de fusión.



FRICCION

COEFICIENTE DE FRICCION Y COMO SE RELACIONA CON LA FUERZA DE FRICCION

Friccion se define como una fuerza de resistencia que acude sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este, respecto a otro o en la superficie que este en contacto.

Coeficiente de friccion expresa la oposicion al movimiento que ofrece las superficies de dos cuerpos en contacto. Usualmente se representa con la letra griega Mu

Cuando dos superficies son opuestas en contacto el movimiento de una con respecto a la otra genera fuerzas tangenciales llamadas fuerzas de fricción, las cuales tienen sentido contrario a las fuerzas aplicadas.


formula:



EJEMPLO:

LEYES DE NEWTON

PRIMER LEY DE NEWTON

Esta ley hecha abajo la idea aristotélica de que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza.

Dice: "Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado"

ejemplo:

si vas en una bicicleta y dejas de acelerar, la bicicleta por inercia sigue en movimiento.


SEGUNDA LEY DE NEWTON

Dice: "El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime"

ejemplo:

si le aplicas una fuerza a un austronauta este se movera en linea recta y la fuerza es proporcional a la masa y aceleracion.


TERCERA LEY DE NEWTON

Dice: "Con toda acción de trabajo ocurre siempre una reacción igual o contraria: osea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas"

ejemplo:

si dos personas se empujan mutauamente, ambos se moveran es sentido contrario a la fuerza ejercida.


CONSECUENCIAS DE LA LEY DE NEWTON

PRIMER LEY: Equilibrio traslacional
SEGUNDA LEY: F=ma
TERCER LEY: F¬12= F¬21

VECTORES



Un vector es una flecha que une un punto del plano cartesiano con el origen de este.

Este vector tiene dos posibles representaciones a) cartesiano y, b) polar

A) CARTESIANA : esta representacion es atravez de las coordenadas de su punto final.

B)POLAR: representacion por medio de la magnitud y el angulo que hace la flecha con el eje x positivo

Se dice que un vector tiene dos componentes, componentes "x" que es el que describe el movimiento en el eje x, y componente y que es la descripcion en el eje y.


movimiento

El movimiento es el cambio de la posición de un objeto con respecto a un sistema de referencia.

La mecánica se encarga del estudio del movimiento, y se divide en tres ramas:

*CINEMÁTICA: estudia el movimiento sin considerar las causas que lo producen
*DINÁMICA: estudia las causas que producen el movimiento.
*ESTÁTICA: estudia los cuerpos en reposo.

El sistema de referencia nos ayuda a posicionar la ubicación de un objeto.
La rapidez media es la distancia que se puede recorrer entre el tiempo recorrido d/t.
La cantidad escalar es una cantidad en la cual no importa la dirección del moviemiento. Como la rapidez, distancia, tiempo, temperatura, masa.
El cambio de posicion es la distancia entre la posición final y la inicial
La velocidad media es el cambio de posisción con respecto al tiempo.
La rapidez media se mide en m/s al igual que la velocidad media.

MOVIEMIENTO RECTILINEO UNIFORME
En este movimiento la velocidad no cambia. formula: v: Xf - Xi / t

problema 1: Una persona se mueve 25.2 m. en 35 seg.
a) plantear ecuacion de Xf calculando la velocidad
b) en que posiciones se encontrara a los 10, 19.5 y 60 segundos.
c)en que tiempo recorre 85.3 m
X= a posicion



MOVIEMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

La aceleracion mide los cambios de velocidad con respecto al tiempo.

formula: a= vf - vi / t vf= vi+at vmedia = ( Xf-Xi/t

Xf= Xi+Vit+(at^2/2)

problema 2: un auto acelera a .8 m/s^2 desde el reposo , hacer una frafica xt y vt



¿Que es la fisica?
es una ciencia natural que estudia las propiedades del espacio, el tiempo, la materia y la energía, así como sus interacciones.

Cantidades físicas unidades de medido SI

Longitud metro m
Masa gramo g
Tiempo segundo s
Temperatura Kelvin K
Intensidad de corriente eléctrica Amperes A
Intensidad luminosa Candelas Cd
Cantidad de materia Moles mol


Formulas básicas

Densidad fuerza velocidad aceleración energía
d= m/v F= ma v= d/t a= v/t ½ mv^2

FORMULAS PRINCIPALES
Densidad: d= m/v
Fuerza: F: ma
Velocidad: v= d/t
Aceleración: a= v/t
Energía: E: ½ mv^2


“Potencias de 10”
Positivas negativas
10^0=1 10^-1=0.1
10^1=10 10^-2=0.01
10^2=100 10^-3=0.001


“Suma”

Para sumar potencias de 10 :
se deben igualar las potencias de los sumandos
se suman los coeficientes
el resultado consiste en la suma de los coeficientes de la misma potencia

Ejemplo: 3*10^8 + 0.0012*10^13 + 75100*10^4=
3*10^8+120*10^8+7.51*10^8=
130.51*10^8 = 1.30*10^10


“resta”

Similarmente a la suma se realizan los mismos pasos solo que en lugar de sumar se restan los coeficientes.


“multiplicación”

se multiplican los coeficientes
se suman las potencias

(1.80*10^3)(4.89*10^6)(2.02*10^5) = 17.78*10^14 = 1.77*10^15



“división”
se dividen los coeficientes
se restan las potencias
2 * 10^4 / 1.3*10^2 = 1.53*10^2