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Resumen de Física
Vibraciones y ondas.
a) MAS.
a. Lo describe una partícula que se ve sometida a una fuerza que cumple la ley de Hooke.
b. Ecuación
c. Parámetros: A (amplitud en m.),
frecuencia angular o pulsación en rad/s), φ (fase inicial en
rad).
d. La velocidad es v(t) =
) m/s
e. La aceleración es a(t) = -x(t)
f. F= m a = -xm
= -kx (Ley de Hooke) con k=m
g. La energía potencial es : Ep =
b) Ondas:
a. Fenómeno que se propaga de un punto a otro de un medio
b. Clases
i. Según el ángulo entre la vibración y la propagación
1. Transversales (perpendiculares)
2. Longitudinales (misma dirección)
ii. Según la influencia del medio:
1. Mecánicas (cuerda, agua y sonido). No se propagan por el vacío.
2. Electromagnéticas (campos eléctrico y magnético): Si en el vacío.
iii. Según el frente de ondas: circulares, planas esféricas….
c. Ecuación:
S.I.
d. Parámetros: A (amplitud en m), k(número de ondas en m-1), x(posición en m),
rad/s), t(variable tiempo en s), f(frecuencia es Hz o s-1),
(pulsación en
(longitud de onda en m), T
(periodo en s).
e. Relaciones
f. Energía
c=
f=
E =2πmf2
g. Gráficas de y-t
y-x doblemente periódica en t (T) y en x( )
h. Fenómenos: interferencia, polarización, difracción……
i. Caso especial de interferencia: ondas estacionarias (mismo periodo, misma longitud de onda,
misma amplitud, misma dirección y sentidos contrarios.
i. Ecuación onda estacionaria: y (x,t) = 2Asenkxcos t
ii. Nodos (cero), vientres (2A)
Campo gravitatorio:
a) Campo de fuerzas: A cada punto de una región del espacio se le asocia un vector fuerza.
b) Campo de fuerzas conservativo: El trabajo solo depende de la posición inicial y final y nunca de
la trayectoria.
a. Se puede establecer una energía potencial
b. Se puede escribir el PCE: Ec+Ep = constante
c. El trabajo se puede calcular como W(A,B) = Ep(A) –Ep(B)
c) Si hay rozamientos (fuerza no conservativa): Ep(A) + Ec(A) + W(A,B) = Ep(B)+Ec(B)
d) L.G.U. La fuerza entre dos masas puntuales es:
e) Principio de superposición: Permite las interacciones de dos masas sobre otra.
f) Campo gravitatorio: Fuerza por unidad de masa:
(N/kg) (m/s2)
(m,P)=
g) Energía potencial gravitatorio:
a. Para distancias pequeñas comparadas con el Rt: Ep=mgh
b. Para distancias comparables con el Rt: Ep = h) Potencial gravitatorio: Vg(m1,P) =-
(Julios)
(Jul/kg)
i) Leyes de Kepler:
a. Orbitas: Todos losa planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol en uno de sus
focos.
b. Áreas: Las áreas barridas proporcionales a los tiempos.
c. Periodos: los cuadrados de los periodos proporcionales a los cubos de los radios.
j) Satélites: cuerpos que orbitan alrededor de un planeta.
a. Velocidad orbital: v0 =
b. Energía orbital: E0 = c. Velocidad de escape: Mínima velocidad para escapar: ve =
siendo r la distancia al
centro del planeta.
k) Superficies equipotenciales: el potencial constante (para una masa puntual sup. esféricas)
l) Líneas de campo: tangentes en cada punto al vector campo (para una masa puntual línes radiales
desde todos los puntos hacia la carga)
. Campo eléctrico:
a) Ley de Coulomb: La fuerza entre dos cargas es:
b) Campo eléctrico:
(Q,P) =
(N/C) (V/m)
c) Energía potencial eléctrica: Ep(Q1,Q2)=
d) Potencial eléctrico: V(Q,p) =
e) Relaciones:
=q
(q1,q2) =
(Julios)
(Voltios)
Ep = qV
f) Trabajo y diferencia de potencial: WAB = q(VA –VB)
g) Campo uniforme: VA-VB = Ed
h) Superficie equipotencial el potencial constante (sup. esférica para una carga puntual)
i) Línea de campo: tangente al vector campo (líneas semirrectas desde todos los puntos si es negativa o
hacia todos los puntos si es positiva).
j) Principio de superposición, igual que en el campo gravitatorio.
k) Comparación entre el campo gravitatorio y el eléctrico:
1. Parecidos:
A. Los dos son centrales. Dibujos
B. Los dos son conservativos. Trabajo y energía potencial y PCE.
C. Los dos son directamente proporcional al producto e inversamente al cuadrado de
la
distancia.
2. Diferencias:
A. En el eléctrico puede ser atractiva o repulsiva, en el gravitatorio siempre atractivo.
B. En el eléctrico la constante depende del medio en el gravitatorio es universal.
C. La eléctrica es mucho más intensa que la gravitatoria.
Campo magnético:
a) Creado por cargas eléctricas en movimiento corrientes eléctricas) o imanes.
b) Fuerza sobre una carga en movimiento en un campo magnético uniforma perpendicular: m=q( x )
c) Campo magnético:
a. Unidad: Tesla (T)
b. No es central
c. No es conservativo. No puede definirse una energía potencial magnética.
d. Casos:
i. Conductor rectilíneo e indefinido:
. Líneas de campo circulares.
ii. Espira plana circular en su centro: B =
.
iii. Solenoide recto en su interior (único uniforme) B =
e. Fuerza entre conductores indefinidos y paralelos:
f. Inducción electromagnética: cuando el flujo magnético es variable en el tiempo.
g. Ley de Lenz-Faraday: V =
h. Generador de C.A.
i. Transformador:
V = BSωcosωt Gráfica coseno.
j. Transporte de C.A. En alto voltaje y baja intensidad. Después se transforma.
k. Comparación entre el campo magnético y el eléctrico:
i. Parecidos: Los tienen constantes dependiente del medio
ii. Diferencias:
1. El eléctrico es central y conservativo el magnético no.
2. En el eléctrico las líneas de campo son abiertas en el magnético cerradas.
3. En el magnético no existe el monopolo magnético en el eléctrico si existen
cargas aisladas.
Física nuclear:
a) Fuerza nuclear fuerte: es atractiva y la más intensa de las cuatro. Entre los nucleones.
b) Símbolo: El símbolo químico y arriba el número másico y abajo el número atómico.
c) Defecto de masa: la masa del núcleo es menor que la suma de las masa de los nucleones por
separado.
a. D.D.M. = (Zmp+Nmn)-Mnúcleo
d) Energía de ligadura: E = D.D.M. c2 (Einstein)
a. El núcleo es más estable que los nucleones por separado.
b. Para estudiar la estabilidad se divide la energía de ligadura por el número másico.
i. Gráfica de la energía de ligadura por nucleón en función de A.
ii. El máximo en Fe56.
iii. Los pequeños se fusionan y los pesados se fisionan.
e)
f)
g)
h)
c. Franja de estabilidad: En el eje vertical Z y en horizontal N.
Leyez de Soddy-Fajans:
a. Si se emite una partícula beta mas, el A el mismo y Z uno menos.
b. Si se emite una partícula beta menos, el A el mismo y Z unomas.
c. Si se emite una partícula alfa, el A 4 menos y el Z 2 menos.
d. Si se emite una gamma, no varían ni A ni Z.
Para explicar la beta menos: n10 - p11 + e0-1 + ν
Para explicar la beta mas: p11 - n10 + e0+1 + ν
Ley del desplazamiento radiactivo: N(t) = No
lo mismo para m(t) y para A(t)
a. Actividad A(t) = N(t)λ
b. Constante radiactiva λ en s-1
c. Periodo de semidesintegración T1/2 =
d. Vida media: τ =
e. Gráfica de N(t) en función de t.
i) Fisión nuclear:
a. Se desprende energía (hay defecto de masa) E=mc2
b. Quedan neutrones libres para seguir la reacción en cadena.
i. U235 con neutrones.
j) Fusión nuclear:
a. Se desprende energía (hay defecto de masa) E=mc2
b. Altísimas temperaturas (estrellas).
c. Aún no comercial.
Óptica:
a) La luz onda (Huygens) la luz partículas (Newton)
b) La luz onda electromagnética
a. Campos E y B perpendiculares. Se pueden propagar por el vacío.
b. Espectro: desde las radiofrecuencias hasta los gamma.
c) Rayo luminoso. Representa gráficamente la dirección de la luz.
d) Se propaga en línea recta si el medio es homogéneo e isótropo.
a. Cámara oscura, eclipses y sombras y penumbras.
e) Leyes de la reflexión: los rayos en el mismo plano y los ángulos iguales.
f) Leyes de la refracción: los rayos en el mismo plano y la ley de Snell.
a. Ángulo límite si n2<n1
g) Espejos planos: imagen siempre virtual, derecha y del mismo tamaño.
h) Espejos esféricos:
a. Cóncavos: Real menos en el caso quinto que es virtual.
b. Convexos: Siempre virtual, derecha.
i) Lentes delgadas:
a. Convergentes: siempre real salvo el quinto caso que es virtual.
b. Divergentes: siempre virtual
j) Relación entre longitud de onda y frecuencia: c = λ.f
Física cuántica:
a) Idea de Planck: La energía se absorbe o se emite en paquetes de energía E=hf
b) Efecto fotoeléctrico: Einstein aplica las ideas de Planck a este efecto y llega a su ecuación:
hf = hf0 +
con W = hf0 siendo f0 la frecuencia umbral y W el trabajo de extracción
(prop. característica).
c) Relaciones de De Broglie: A toda partícula se puede asociar una onda con:
f = E/h
λ = h/p
d) Relaciones de incertidumbre de Heissenberg:
ΔEΔt≥h/2π