Fisica II

1.-POTENCIA EN CIRCUITOS ELÉCTRICOS

Circuito Eléctrico:
Los circuitos eléctricos para que cumplan su cometido de iluminar, calentar, mover, etc.… deben tener una fuente de energía eléctrica, y los aparatos o lámparas son las cargas de consumo y lógicamente debe existir un medio por el cual se propaga la corriente eléctrica que da forma al mismo, que son los cables o alambres conductores.

Circuito en serie:
Se considera como el más sencillo, ya que no importan las curvas o las rectas, es un solo camino y que mientras esté cerrado, la corriente eléctrica fluirá y el foco encenderá. Si se llega a abrir el circuito eléctrico desconectando la pila o bien rompiendo el cable o fundiéndose el foco, entonces la corriente eléctrica se interrumpe y la carga no enciende, no ilumina y no calienta.


Circuito en paralelo
Es una conexión donde, los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida. Siguiendo un símil hidráulico, dos depósitos de agua conectados en paralelo tendrán una entrada común que alimentará simultáneamente a ambos, así como una salida común que drenará a ambos a la vez. Las bombillas de iluminación de una casa forman un circuito en paralelo.


Voltaje o diferencia de potencial
Es la energía suministrada por unidad de carga, que proviene de una fuente de energía como una batería o un generador o de otra fuente y es la causante de que las otras cargas se muevan a través del conductor, y se mide en volts en honor a Alessandro Volta, que además descubrió la pila que también lleva su nombre y se conoce como pila voltaica.

Potencia Electrica:
La potencia se establece como la energía transmitida en un determinado tiempo, y para el caso de la electricidad, la potencia eléctrica se determina a través del producto de la intensidad de la corriente eléctrica por el voltaje y se mide en Watts en honor a James Watt, que midio la potencia de sus maquinas de vapor con un calculo de: ¿Cuántas libras elevaba un caballo un pie en un minuto?(caballo de fuerza) Expresión de la potencia en función de la energía transmitida: P=∆Ei/t P= Potencia en watts ∆Ei= incremento de energía interna en Joules t=tiempo en segundos Expresión de la potencia eléctrica: P=IV P=potencia en watts, I=intensidad de corriente eléctrica en amperes, V= voltaje o diferencia de potencia en volts

2.-RESISTENCIA ELÉCTRICA

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", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación: I=V/R donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que: I = Intensidad en amperios (A) V = Diferencia de potencial en voltios (V) ó (U) R = Resistencia en ohmios (Ω). Esta ley no se cumple, por ejemplo, cuando la resistencia del conductor varía con la temperatura, y la temperatura del conductor depende de la intensidad de corriente y el tiempo que esté circulando. La ley define una propiedad específica de ciertos materiales por la que se cumple la relación: V=I.R Un conductor cumple la Ley de Ohm sólo si su curva V-I es lineal, esto es si R es independiente de V y de I

3.-TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
La Transformación de la energía mecánica a eléctrica, tal vez haya iniciado de la afirmación y pregunta que dice: si la electricidad puede producir magnetismo ¿El magnetismo puede producir electricidad?

Corriente continua:
La corriente continua (CC en español, en inglés DC, de Direct Current) es el flujo continuo de electrones a través de un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente alterna (CA en español, AC en inglés), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los mismos). Aunque comúnmente se identifica la corriente continua con la corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería), es continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad

Corriente alterna:
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de Alternating Current) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal, puesto que se consigue una transmisión más eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de onda periódicas, tales como la triangular o la cuadrada. Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal de la CA.

Generador:
Este importante aparato, se basa en la ley de Faraday que indica como el conductor de una bobina o una simple espira al cortar las líneas de fuerza de un campo magnético induce como fuerza electromotriz conocida como (Fem).


El transformador:
Aparato que puede transformar la corriente eléctrica alterna de determinado voltaje e intensidad en otra corriente, también alterna de valores diferentes, elevando o disminuyendo tanto el voltaje como la intensidad. Cuenta con un núcleo de fierro cerrado en forma de cuadro, en el cual en uno de sus lados se ha enrollado un cable en forma de bobina se llama primario; al otro lado del cuadro, opuesto al primario se enrolla otro cable en forma de bobina y si es la corriente que obtenemos ya transformada, se le llama secundario. El transformador se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, de tal forma que al hacerle pasar una corriente eléctrica alterna al embobinado primario se produce un campo magnético variable haciendo que se magnetice todo el núcleo de fierro, y al pasar el segundo flujo magnético en la segunda bobina o secundario lo que provoca es una corriente eléctrica inducida. Es importante señalar que si la corriente eléctrica que se le suministra al embobinado primario fuera directa, entonces el campo magnético formado seria constante y por lo tanto no exiztiria una inducción en la bobina secundaria.

4.-EL SONIDO


Compresión Y Refacción:
Compresión: cuando las espiras de un resorte se han acercado más entre sí o sea que se han comprimido
Refacción: Cuando las espiras de un resorte se han separado mas entre sí o sea que se han alejado
Las compresiones y refacciones se producen cuando se ha provocado un pulso o un golpe en el resorte y estas se mueven a lo largo del resorte.

Cualidades o características del sonido:
En la actividad experimental, se observo como vibran los diapasones, y si estos se colocan en una caja de resonancia se escucha más fuerte el sonido por la vibración del aluminio.
Los diapasones cuentan con un número y una letra, el número indica la cantidad de veces que vibra en un segundo y la letra indica el tono musical al que corresponde.
Si golpeamos el diapasón marcado con la letra “C” escucharemos la nota de Do. Pero si ahora lo golpeamos con más fuerza, seguiremos escuchando la nota de Do pero más fuerte.
En los dos casos el numero de vibraciones por segundo corresponde a la nota Do es el mismo, solamente cambia la amplitud, de la onda. Esta quiere decir que la intensidad de un sonido depende de la amplitud de la onda.
Es importante señalar que la intensidad del sonido se mide en Bell, en honor a Alexander Graham Bell, que invento el teléfono en el año de 1876 y para el año 1892 el mismo hacia la llamada histórica del nuevo ramal entre las ciudades de Chicago y New York. Como Bell es una unidad muy grade de dividió entre diez y se le llamo decibel.
Un ejemplo claro es el de la guitarra que tiene cuerdas con la misma distancia pero con menos grosor, al vibrar la más delgada da un tono más agudo que la cuerda gruesa, esto quiere decir que la cuerda delgada tiene mayor frecuencia que la cuerda gruesa
La frecuencia se determina por medio de la siguiente fórmula: f=1/T
El periodo se puede determinar de la siguiente manera: T= 1/f
Otra cualidad del sonido es el timbre, que se puede ejemplificar cuando en una orquesta o conjunto al afinar diferentes instrumentos, estos deben encontrarse al mismo tono, pero son instrumentos diferentes. En este caso repetimos, los instrumentos musicales pueden tocar el mismo tono y también con la misma intensidad pero todos con diferente timbre, el cual depende de la característica o naturaleza de cada instrumento musical. Por lo tanto el timbre de una trompeta es diferente al timbre de una guitarra; así como cada persona tiene voz diferente.



Velocidad del sonido:
Tiempo de transmisión del sonido de acuerdo al medio de propagación.
Para determinar la velocidad del sonido, es muy conveniente identificar las variables que influyen en la misma, como son: la distancia que recorre el sonido y el tiempo en que se transmite y se puede utilizar la expresión de velocidad:
V=d/t
Una forma para encontrar la velocidad del sonido, se utilizo en el siglo XVIII cuando de hizo explotar un cañonazo que era observado en una colina por un grupo de personas, que median el tiempo en que tardaba en escuchar el estruendo después de haber visto la luz del fogonazo y lógicamente conociendo la distancia, estimaban la velocidad del sonido


Eco y reverberancia:

Es muy conocido, cuando oímos una repetición de un sonido como el grito que se hace en una cueva. A este fenómeno se la llama eco, y se produce debido a la reflexión del sonido que rebota en varias direcciones y regresa a la persona que emitió el grito como una repetición. Para que se produzca el eco la pared de reflexión debe de estar a 17 metros o más de la persona, esto es debido a que como el sonido viaja en el aire debe existir entre ellos un tiempo de ida que puede ser de 5 centésimas de segundo (0.05s), por lo tanto se escucha una prolongación del sonido llamada reverberancia

Longitud de onda:
Es la distancia entre un punto en una onda hasta el siguiente punto donde se repite la misma formación.

Nodos:
Puntos sin movimiento entre los antinodos

Antinodos:
Puntos donde la cuerda tiene maximo movimiento hacia arriba y hacia abajo



Interferencia:
Se presenta cuando existen dos o mas ondas que se superponen al encontrarse.



5.- LA LUZ

Fisica I

1.- MOVIMIENTO LIBRE Y FORZADO
“El movimiento es el cambio de lugar con respecto al tiempo”

Movimiento libre:
Es aquel movimiento que recorre distancias igualas en tiempos iguales y que se desplaza en línea recta, desde el punto de vista cinemático. Desde el punto de vista dinámico, este movimiento se presenta cuando el móvil presenta que la suma de todas las fuerzas que actúan en el , valen cero, es decir, la “fuerza neta” es igual a cero.

Coeficiente de fricción:
Es la relación entre la fuerza aplicada a un objeto que se encuentra en una superficie rugosa y la fuerza normal que se representa a través de una fuerza perpendicular. El coeficiente de fricción al dividir dos fuerzas entre si, es adimencional y su valor depende de las superficies en contacto.
F= fuerza aplicada
N= fuerza normal μ=F/N
μ=Coeficiente de fricción

Fricción estática:
Cuando a un cuerpo se le esta aplicando una fuerza paralela a la superficie de contacto, y este no se mueve, se debe a que aparece una fuerza por las superficies en contacto y al cuerpo lo mantiene en reposo. A esta fuerza se le llama fuerza de fricción estática y adquiere valores de cero hasta un valor máximo.

Movimiento Forzado:
Es aquel movimiento que aumenta o disminuya su velocidad, por lo tanto, no lleva velocidad constante, también puede llevar trayectoria recta o curva, todo esto es desde el punto de vista cinemático. Desde el punto de vista dinámico, la fuerza neta que actúa en un móvil con movimiento forzado, es diferente de cero, debido a una fuerza desequilibrada que elimina al estado en reposo. EJ. Al patear un balón, la velocidad de este disminuye(por lo tanto no es constante), también este, puede llevar una trayectoria recta o curva.

Primera Ley de Newton:
Con las definiciones anteriores concluimos que la primera ley de Newton puede interpretarse de la siguiente manera: "Todo cuerpo continua en su estado de reposo o velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta actué sobre él y lo obligue a cambiar ese estado".


2.- VELOCIDAD Y LEYES DE NEWTON

Objetivo de la segunda ley:
EL objetivo que persigue la mecánica clásica es predecir cómo se mueven los cuerpos cuando existen fuerzas que los urgen. Entonces la segunda ley de Newton es el medio para lograrlo. El ingrediente necesario son las fuerzas. Dadas las fuerzas, el movimiento de los cuerpos se puede calcular usando la segunda ley. Una fuente de conocimientos que uso Newton fueron los dibujos de las orbitas de cuerpos celestes hechos por Kepler. Haciendo gala de su ingenio y su profunda intuición. Newton reconoció que para que un cuerpo ejecutara orbitas elípticas como las que aparecían en los planos, se necesita una fuerza que dependiera inversamente del cuadrado de las distancias entre el cuerpo y el centro de movimiento. De esta manera, armando con descubrimientos de Cavendish y de Kepler, Newton pudo proponer su famosa formula: F=-G(Mm/r^2 )

Velocidad:
El termino velocidad es una palabra de uso frecuente en nuestra vida cotidiana, la escuchamos en los noticieros., o bien cuando se menciona algún accidente automovilístico por causa de la velocidad o cuando llegamos a hacer un viaje etc. Pero…. ¿Qué variables influyen en ella? La distancia y el tiempo!!!! Por lo tanto: La velocidad es directamente proporcional con la distancia e inversamente proporcional con el tiempo, y por definición es tablecemos que la velocidad es igual a la distancia recorrida entre el tiempo que tarda en recorrerla. V=d/t

Segunda ley de Newton:
La Segunda Ley de Newton se puede resumir como sigue: La aceleracion de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa. La dirección de la aceleracion es la misma de la fuerza aplicada. F=ma a representa la aceleración, m la masa y F la fuerza neta. Por fuerza neta se entiende la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.


Tercera Ley de Newton:
La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.


3.- PESO,CAÍDA LIBRE, IMPONDERABILIDAD Y MOVIMIENTO RELATIVO.

Peso:
Todos los objetos que se encuentran en el aire y no cuentan con un apoyo, caen a la tierra por la acción de la fuerza de gravedad, por ejemplo, las gotas de lluvia , la manzana de un árbol que cae, los objetos lanzados al aire, los proyectiles, etc... pero cuando las hojas de un arbol caen sobre una mesa o un banco, sobre de ellas sigue actuando la fuerza de gravedad, aunque esten detenidas por algo y lógicamente se encuentran en reposo (fuerza neta igual a cero). El cálculo del peso de un cuerpo a partir de su masa se puede expresar mediante la segunda ley de la dinámica: P=mg donde el valor de “g” es la aceleración de la gravedad (ver) en el lugar en el que se encuentra el cuerpo. En primera aproximación, si consideramos a la Tierra como una esfera homogénea, se puede expresar con la siguiente fórmula: g=F/m=(GM_T)/(R_T^2 ) de acuerdo a la ley de gravitación universal. En realidad, el valor de la aceleración de la gravedad en la Tierra, a nivel del mar, varía entre 9,789 m/s2 en el ecuador y 9,832 m/s2 en los polos. ; se fijó convencionalmente en 9,80665 m/s2 en la tercera Conferencia General de Pesos y Medidas convocada en 1901 por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas Bureau International des Poids et Mesures. Como consecuencia, el peso varía en la misma proporción.


Caída libre:
Se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Aunque esta definición formal excluye la influencia de otras fuerzas, como la resistencia aerodinámica, frecuentemente éstas deben ser tenidas en cuenta cuando el fenómeno tiene lugar en el seno de un fluido, como el aire o cualquier otro fluido. El concepto es aplicable incluso a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad o a un satélite (no propulsado) en órbita alrededor de la Tierra. Por la segunda ley de Newton, la fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por la aceleración que adquiere. En caída libre sólo intervienen el peso (vertical, hacia abajo) y el rozamiento aerodinámico en la misma dirección, y sentido opuesto a la velocidad. Dentro de un campo gravitatorio aproximadamente constante, la ecuación del movimiento de caída libre es: F=P+f=mgj-f v/√=m dv/dt La aceleración de la gravedad lleva signo negativo porque se toma el eje vertical como positivo hacia arriba.


Imponderabilidad:
El estado de imponderabilidad y de ingravidez, no significa que no haya fuerza de gravedad, por el contrario, la fuerza de gravedad hace que los objetos sean atraídos hacia la Tierra, pero si estas no se encuentran un apoyo o soporte y siguen cayendo, entonces de acuerdo a la definición de peso, los objetos no pesan o se encuentran en estado de imponderabilidad. En el caso de la Tierra y la Luna, esta última se encuentra en caída libre eternamente sobre la Tierra ya que solamente actúa sobre la fuerza de gravedad con que ambas se atraen (tercera ley de Newton) y por lo tanto la luna se encuentra en estado de imponderabilidad o sea que no pesa.
Movimiento relativo: Se considera cuando se observan las trayectorias de objetos en caída libre, vistos desde un observador en reposo y en movimiento rectilíneo con respecto a la tierra.

4.- LEY DEL PLARALELOGRAMO, TRABAJO Y ENERGÍA

Trabajo:
El trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro. Cabe destacar teniendo en cuenta esto último, que cuando una fuerza forme un ángulo de 90º con el desplazamiento de un móvil, dicha fuerza no realiza trabajo alguno, ya que el coseno de 90º es 0. Dicho de otro modo, las fuerzas perpendiculares al desplazamiento no realizan trabajo.[1] El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades. Matemáticamente lo expresamos en la forma: W=Fs cosα Existen trabajos conservativos, y no conservativos. Los trabajos conservativos son aquellos en los cuales el trabajo realizado para un ciclo cerrado, es cero. Por su parte, en los trabajos no conservativos dicho trabajo para un ciclo cerrado es distinto de cero. Un ejemplo de una fuerza que realice trabajo conservativo es la fuerza peso. El roce entre tanto, es un ejemplo de una fuerza que realiza trabajo no conservativo, y precisamente, transforma parte de la energía Mecánica en otro tipo de energía, ya sea calórica o sonora,etc. Por regla general, el trabajo total realizado sobre un cuerpo puede calcularse como la suma de ambos trabajos, conservativa y no conservativa. El trabajo total responde a la ecuación delta energía cinética, es decir la diferencia entre la energía cinética final y la energía cinética inicial de un móvil. Particularmente, los trabajos no conservativos responden a suma de diferencia de energía cinética y diferencia de energía potencial.


Energía potencial gravitatoria:
Es la que tienen los cuerpos debido a la gravedad de la tierra. Se calcula multiplicando el peso por la altura. Se suele considerar que a una altura cero la Epg es cero, por lo tanto se calcula como:

Epg = P h
Epg = m g h

P = Peso
h = Altura
m = Masa
g = Aceleración de la gravedad
Epg = Energía potencial gravitatoria


Energía potencial elástica:
Es la energía acumulada en un cuerpo elástico tal como un resorte. Se calcula como:

Epe=1/2 K∆x^2

K = Constante del resorte
Δx = Desplazamiento desde la posición normal
Epe = Energía potencial elástica

Conservación de la energía:
La energía mecánica total de un sistema es constante cuando actúan dentro del sistema sólo fuerzas conservativas. Asimismo podemos asociar una función energia potencial con cada fuerza conservativa. Por otra parte, la energia mecanica se pierde cuando esta presentes furzas no conservativas, como la friccíon.
En el estudio de la termodinámica encontraremos que la energia pude transformarse en energia interna del sistema. Por ejemplo, cuando un bloque desliza sobre una superficie rugoza, la energia mecanica perdida se transforma en energía interna almacenada temporalmente en el bloque y en la superficie, lo que se evidencia por un incremento mensurable en la temperatura del bloque. Veremos que en una escala submicroscópica esta energía interna está asociada a la vibracion de los atomos en torno a sus posiciones de eqilibrio. Tal movimiento atómico interno tiene energía cinetica y potencial. Por tanto, si a este incremento en la energía interna del sistema lo incluimos en nuetra expresión de la energía, la energia total se conserva
Puesto que la energía mecanica total E se define como la suma de las energías cinetica y potencial, podemos escribir.
E=K+U
Por consiguiente, es posible aplicar la onservación de la energía en la forma Ei =Ef, o
Ki+Ui=Kf+Uf