Unidad 1

La energía que encierra un sistema será medida por la cantidad de trabajo que este es capaz de realizar (Joules).

Energía potencial gravitacional

E: W: F d : mgh

Energía Cinética

-------------------------------------------------------------

Estado sólido, líquido, gas, plasma, condensado (Base Einstein)

2° Ley de la Termodinámica

“El calor siempre fluye de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor, a menos que se haga trabajo sobre el sistema”

Energía Calórica: Energía que guarda un cuerpo por agitación de sus moléculas.

1 ° Ley de la Termodinámica

1 cal: 4.18 J

Cedido por el sistema

Hecho por el sistema

- sale + W hecho por el sistema

-W hecho al sistema

Tercera Ley (Imposible alcanzar el cero absoluto)

F:

Q: m

Unidad 2

Onda.-Perturbación que se propaga y transporta energía de un punto a otro.

Onda mecánica- necesita un medio para propagarse.

Ondas transversales- la perturbación se realiza en dirección perpendicular.

Ondas longitudinales.- Perturbación y propagación son paralelas.

Ondas electromagnéticas- no necesitan medio.

Sen α=

Teorema de Pitágoras

csc α= Sec α= cot α=

En un círculo unitario

Sen α= Cos α= Tan α= =

Función Seno

Propagación

Perturbación

Cos α= Tan α=

Ca

Co

1 min=

1 “ =

2π rad= 360°

DEG (grados) RAD (radianes)Hipotenusa

Cateto opuesto

Radio del círculo igual a la hipotenusa

La función seno va de 1 a -1

Amplitud A modifica valores máximos y mínimos

Número de longitudes de onda que completan un ciclo de 360 ° 0 2π rad.

Longitud de onda.- distancia entre dos picos o valles

coseno .- la longitud del ciclo de una onda periódica.

F (x)=A sen (

Periodo.- El tiempo que tarda en recorrer la longitud de onda

Frecuencia.- nos dice cuántas longitudes de onda hay en un segundo.

F=

T: 1s: Se propaga una longitud de onda en un segundo.

T: 0.55 : F: 2 Hz Se propagan dos longitudes de onda en un segundo.

Las modificaciones al campo eléctrico producen ondas ELECTROMAGNÉTICAS.

Cuando una carga se mueve produce un campo magnético.

Los cambios en el campo eléctrico modifican los magnéticos.

Maxwell descubrió que la velocidad de las ondas electromagnéticas tiene que ser teóricamente

300 000 Km/s

F (x) = A sen (x)

T=

Velocidad de la luz

En el vacío todas las ondas se propagan a esta velocidad.

---------------------------------------

Los colores dependen de la frecuencia de las ondas

C=f λ

Ondas de frecuencia alta tienen longitud de onda pequeña y viceversa.

Luz frecuencia

--------------------------------------------

La velocidad del sonido depende del estado, los sólidos exhiben interacciones más fuertes.

En el aire

V= 331 + ( 0.6 T

Distancia a la cual se encuentra un objeto con ayuda del sonido.

d=

Intensidad de Energía Sonora.- es la energía transportada por la onda por unidad de área y por unidad de tiempo

I=

I=

: Exponente al que debe elevarse b para obtener x.

3

Nivel de intensidad de Onda Sonora

N= 10 log (decibeles)

Si aumenta una disminuye la otra

Longitud de onda

Frecuencia

V sólido V líquido V gas

densidad

Módulo de Young N/

Ondas

Interferencia.-Cuando interactúan dos o más ondas o se encuentran.

Interferencia constructiva.- se suman sus contribuciones.

Interferencia destructiva.- se restan- anulan.

Reflexión.- la onda llega a la frontera entra de dos modos diferentes

Ángulo de incidencia= A. Reflexión

Refracción.- Es el cambio de dirección que sufre la onda al transmitirse de un medio a otro, la onda cambiará de velocidad de propagación y si esto cambia hace que la dirección cambie.

Difracción.- Cuando una onda rodea un obstáculo o pasa a través de una apertura la onda cambia su dirección de propagación.

Ley de Snell .-para calcular ángulo de refracción de la luz al atravesar de un medio a otro.

Índice de refracción.- cociente de velocidad de la luz en el vacío entre la velocidad de la luz en el medio de propagación (n).

Efecto Duppler

Frecuencias infrasónicas de bajo de 20 Hz.

Frecuencias ultrasónicas arriba de 20 000 Hz.

V= f λ

F= )

Si la frecuencia aumenta el sonido es más agudo, si me alejo de la fuente el sonido se hace grave y la frecuencia disminuye.

En el efecto Duppler si la luz se aleja, su frecuencia será menor será roja y si se acerca su frecuencia será mayor es más azul.

Unidad 3

Según la teoría cuántica no se puede conocer la posición y la velocidad de un objeto.

i R

i = R

Mecánica Cuántica.- describe el movimiento de los objetos a escala atómica.

Buenos materiales conductores aquellos a los que se les puede mover o quitar electrones.

Materiales

Aislantes – no permiten que la carga se distribuya ni que fluya libremente.

Semiconductores.- exhiben características aislantes y conductores, dependiendo de sus condiciones (Germanio, Silicio).

Conductores, circuitos eléctricos, puros son aislantes, impuros son conductores.

Superconductores.- no oponen resistencia al flujo de cargas.La distribución de carga se da por contacto la carga se transmite por contacto.Inducción.- No implica transferencia sino redistribución de carga.Frotamiento.- se remueve de un cuerpo y se transmite a otro

1 carga = 1.602 xLey de Coulomb

F= K= 9 x

Si la magnitud de la carga aumenta el doble también la fuerza.Si la distancia se duplica la fuerza disminuye “n” veces, si se disminuye a la mitad la fuerza aumenta 4 veces.La intensidad del campo eléctrico

E=

Decrece con el cuadrado de la distancia

Energía Potencial Eléctrica

Es un vector

Dipolo eléctrico

(Nm)(J)

Potencial eléctrico

Φ = ( )

Una carga siempre se mueve al potencial más bajo

Al generar voltaje será posible mover cargas eléctricas.Corriente.- cociente de cantidad de carga entre el tiempo

I= (A) (

Para producir corriente

Diferencia de potencial o voltaje Medio para que fluya la carga.

Resistencia .-es la oposición del material al flujo de la carga (Resistividad eléctrica)

Si el área aumenta el desplazamiento será menor, si él alambre es corto el desplazamiento será mayor.

Resistencia Eléctrica

R =

i = i=

R=

Ley de Ohm

Circuito cerrado Circuito abierto Circuito en serie los dispositivos formaran un

solo camino

Ohms

Resistencia

Batería

Circuito en paralelo caminos diferentes

Resistencia Equivalente

En circuito en serie

R eq =

En paralelo

Req=

R= 26+7 = 33 Ω

i=

Circuito en: constante VariableSerie corriente VoltajeParalelo voltaje corriente

= 7Ω = 26Ω

V= R I = = = 80 A

Potencia eléctrica.- es la energía usada o producida en cierta cantidad de tiempo.

P= 1 W= 1

P= v i =

Las cargas opuestas se repelen, las cargas diferentes se atraen.

Unidad 4

Magnetita (Dominios magnéticos)

Polo Magnético.- Las cargas existen de manera independiente

Polos Magnéticos- como hermanos

Imán natural.- Magnetismo propiedad de atraer limaduras de hierro.

Imán artificial- es conocido como electroimán (bobina)

Similitudes

Los materiales se clasifica en:

Paramagnéticos.-al ser colocados en un campo magnético externo, se magnetizan débilmente es la dirección de este, no retienen propiedades magnéticas.

Ferromagnéticos.- Se magnetizan fuertemente en la dirección de un campo magnético externo permanecen magnetizados.

Diamagnéticos.- Se magnetizan débilmente con dirección contraria a este. Es repelido débilmente por un campo magnético externo y no conserva propiedades magnéticas una vez que se retira todos los de la tabla.

En los ferromagnéticos los átomos se alinean en dirección del campo con temperaturas altas cambia la orientación.

80 V

1 Ω

5 Ω

Temperatura de Curie , es la temperatura por encima de la cual un cuerpo ferromagnético pierde su magnetización.

Bobina.-Inductor se encarga de almacenar energía en forma de campo magnético.

Permeabilidad Magnética relativa

Materiales diamagnéticos

Materiales paramagnéticos

Materiales Ferromagnéticos

Susceptibilidad Magnética (x).- Magnetización producida en el material por un campo externo aplicado.

Diamagnético (x) es negativa, Ferromagnéticosy Paramagnéticos (x) es positiva.

¿Cómo se atrae una pieza de hierro?

Los dominios en la pieza no imantada de hierro se alinean por inducción el campo magnético del imán cercano.

La fuerza es perpendicular a B y V

La fuerza es proporcional al valor de la carga. La fuerza es proporcional a la velocidad V y B Si la velocidad esta en dirección al campo

magnético la fuerza es cero. Si la velocidad no está dirigida según esta

dirección existe una fuerza perpendicular a V y B.

Si la velocidad forma ángulo con B la fuerza es perpendicular al seno

Campo magnético

F

q B

F

q

q

V

La fuerza sobre una carga negativa es de sentido opuesto a la ejercida sobre una positiva.

F= q V B sen θ

La dirección de la fuerza se determina por la regla de la mano derecha.

Alambre delgado con longitud L

Magnitud de la corriente que circula por el I

El alambre transporta carga total “q” a una velocidad (v)

I=

Donde despejamos el producto “qv” en la expresión anterior se obtiene:

q V = IL

La fuerza que experimenta una carga en movimiento es un campo magnético:

F= q v B sen θ

Sustituimos q v =IL

F=I L B sen θ

Fuerza FuerzaFuerza

FuerzaFuerza

F

B

V

B

B

Cuando el campo magnético apunta hacia adentro de la pantalla el problema se divide en 3 casos.

1. Cuando no hay corriente en el conducto, entonces la fuerza es cero.

2. Cuando la corriente va de abajo hacia arriba, entonces la fuerza apunta hacia la izquierda

3. Cuando la corriente va de arriba hacia abajo, entonces la fuerza apunta hacia la derecha.

Ampere observo que la intensidad del campo generado decrece al alejarnos de ella.

Ee

El campo magnético B a una distancia perpendicular “d” de un conductor largo por el cual fluye una corriente I

μ= 4π x B=

μ= cte de permeabilidad magnética depende del material.

mide el grado de magnetización de un material debido a la corriente.

describe el grado de magnetización del material respecto a la magnetización en el vacío

B= μ = 4π x T (tesla)

Caso particular de la ley de Ampere describe campos magnéticos por corrientes eléctricas.

V

L

El pulgar aplica en dirección a la corriente

Dirección de un campo generado por la corriente

d

I

B

De los experimentos de Oersted y Ampere:

Las corrientes genera campos magnéticos alrededor de ellos.

Los campos magnéticos pueden ejercer fuerzas sobre las cargas en movimiento

En la corriente alterna el campo magnético cambia su magnitud y sentido periódicamente.

Si se acerca un imán a una bobina se produce una corriente (o se induce corriente) mientras más se mueve más corriente.

Fuerza electromotriz.- se refiere al voltaje inducido en el circuito debido al campo magnético cambiante en el tiempo, el cual genera a su vez la corriente eléctrica FEM .

Flujo de campo magnético es una medida del número de líneas del campo que atraviesa la superficie

Cuando un circuito se encuentra en presencia de un campo magnético que cambia con el tiempo el flujo a través de su superficie también cambiará

- (v)

Ley de Faraday

Ley de inducción de Faraday

La unidad de flujo magnético es el Weber (Wb)

1 Wb ( Weber) : 1 T

FEM ( volts)

Ley de Lenz

La dirección del campo inducido se opone al movimiento del imán.

Sirve para transformaciones de energía electromagnética en energía mecánica.

En un motor eléctrico se utiliza energía eléctrica para producir mecánica

El generador usa mecánica para producir eléctrica

F= 1 LB sen θ

En un trasformador

Declinación magnética de 11 °

Origen del campo magnético corrientes de convección y efectos de rotación.

Magnetosfera.- es una región alrededor de un planeta en la que el campo magnético de éste desvía la mayor parte del viento solar formando un escudo protector contra las partículas cargadas de alta energía procedentes del Sol.

Aurora Boreal.- Fenómeno en el hemisferio norte.

Aurora Austral.- en el sur y no hay diferencia.

El color depende especie atómica o molecular.

Los campos magnéticos variables producen campos eléctricos y el fenómeno inverso.

Corriente inducida

Aumenta o disminuye corriente Alterna ( CA)

N= # de volts

Teoría electromagnética de Maxwell la luz es una onda electromagnética ( campos eléctricos y magnéticos variables y perpendiculares que viajan a 300 000 Km/ s)

Laser coherente cuando tiene la misma frecuencia, fase y dirección.

1 MHz = 1x

Teoría ondulatoria

Propagación Rectilinea

Corpuscular sombra de cuerpos

Ondulatoria

Reflexión de la luz

Incidencia de un rayo sobre un espejo

No se contempla

Refracción Incidencia de un rayo de luz sobre espejo plano

No se contempla

Difracción en ondas mecánicas cuando se rodean obstáculos.

En rendija grande la luz es nítida y en una pequeña es borrosa.

Refracción es la responsable de la separación de la luz en colores.

Cuando hay interferencia se obtienen franjas brillantes y obscuras producto de la interferencia constructiva y destructiva.

En los cd´s se ven franjas de colores por la difracción al encontrar surcos pequeños en la superficie, se producen patrones de interferencia que dan colores.

En el aceite es porque se refleja.

Maxwell unifico las ideas de la luz y onda electromagnética al desarrollarla la de la luz con forma de radiación.

Una luz es incoherente cuando es capaz de emitir muchas fases de vibraciones y muchas frecuencia o sea no hay emisión de luz muchos colores, pero además las ondas de luz de un solo color tienen diferentes fases, como un foco.

Coherente misma frecuencia, fase y dirección

F (x)= sen ( x+c)

C= 45° La onda se mueve un factor de 45°

F (x)= sen (x)= sen ( x +360) = sen ( x + 2π)

F(x)= A sen (Bx +C)

Fase de onda φ =

Si una función es 3

F(x) = 3 sen ( 2x +90°)

B φ=

c c

izquierda derecha

Cambio de fase

F(x) = A sen (Bx + C) + d

Φ 0

φ

5

0

Desplazamiento positivo arriba

Negativo abajo