Cuarto Bimestre

Electrostática

Es la rama de la física que estudia las cargas eléctricas estacionarias, los cuerpos electrizados en equilibrio. 

Ley Cualitativa de la Electroestática 

"Cuando dos cuerpos cargados eléctricamente se ponen en contacto se cumple la primera 

 ley de la electrostática que establece que:” cargas semejantes se repelan entre si y cargas

diferentes se atraen”.

  

Carga Eléctrica

• Es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas  que se manifiesta mediante atracciones y repulsiones que determinan las interacciones electromagnéticas entre ellas.

• La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. 

• La interacción entre carga y campo eléctrico origina una de las cuatro interacciones fundamentales: la interacción electromagnética.

•  En el S.I. la unidad de carga eléctrica se denomina Culombio

Fuerza Eléctrica

Cantidad vectorial que aparece cuando se hace interaccionar dos cargas y será repulsiva o atractiva dependiendo de su signo.  

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

  

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2
d = Distancia de separación entre las cargas
Fe = Fuerza eléctrica 

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. Donde “k” cumple la función de constante con valor de 9x10 a la novena potencia

Campo Eléctrico

Es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica .                          

Campo Eléctrico

 

                                     Fórmula:                                                             

Potencial Eléctrico 

 

Es el trabajo que debe realizar un campo electrostático para mover una carga positiva "q" desde el punto de referencia, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria "q" desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.  

Su fómula es la siguiente :

• El potencial eléctrico sólo se puede definir para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio.                                                   

Electrodinámica    

                                                                                               

Es la rama del electromagnetismo que trata de la evolución temporal en sistemas donde interactúan campos eléctricos y magnéticos con cargas en movimiento.

La electrodinámica se caracteriza porque las cargas eléctricas se encuentran en constante movimiento. La electrodinámica se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica para desplazarse.

Corriente Eléctrica

Es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s, unidad que se denomina Amperio.

Corriente Eléctrica

Intensidad de la corriente eléctrica

La intensidad del flujo de los electrones de una corriente eléctrica que circula por un circuito cerrado depende fundamentalmente de la tensión o voltaje (V) que se aplique y de la resistencia (R) en ohm que ofrezca al paso de esa corriente la carga o consumidor conectado al circuito. 

Fórmula de la Intensidad Eléctrica

Resistencia Eléctrica

Gráfico de una resistencia

Resistencia

Se define como la oposición al flujo de la carga. La resistencia eléctrica se da en OHM. 

Ley de OHM

Es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

Tensión o voltaje "E", en volt (V). Intensidad de la corriente "  I ", en ampere (A). Resistencia "R" en ohm () de la carga o consumidor conectado al circuito. Hay 2 tipos de asociación de resistencias Resistencias en Paralelo Resistencias en Serie

Tercer Bimestre

Temperatura

Mide la concentración de energía y es aquella propiedad física que permite asegurar si 2 sistemas o más están o no en equilibrio térmico, es decir, la temperatura es la magnitud física que mide cuan caliente o frío se encuentra un objeto.

Asimismo, se podría definir también como el promedio de la energía cinética de las moléculas de un cuerpo. Cuan "excitadas" se encuentran las moléculas de dicho cuerpo o mejor dicho, a qué velocidad se estén moviendo sus moléculas es lo que determinará su temperatura.

• Se mide en Grados (centígrados, Fahrenheit o Kelvin), pero la adoptada por el S.I. es el Kelvin.

        

Pero cada escala termométrica posee una fórmula propia.

Calor

Es "energía en tránsito", siempre fluye de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura. Representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ambos.

• El tipo de energía que se pone en juego en los fenómenos caloríficos se llama energía térmica.
• la energía no fluye desde un cuerpo de temperatura baja a uno de temperatura alta si es que no realiza trabajo.

  La Unidad del Calor es la misma que la del

  trabajo y energía, es decir, se expresa en

 Joules (J).

Calor específico

Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado.

    Su fórmula es:

• Se expresa en Joules por kilogramo y Kelvin
• Calor específico del agua = una caloría por gramo y grado centígrado.
• Para la mayoría de elementos sólidos, la el producto de su calor específico por su masa atómica  es una cantidad aproximadamente constante.
• El calor específico a presión constante es mayor que el calor específico a volumen constante

Transferencia de Calor

Es el proceso por el cual se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos , o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que se encuentra a temperaturas distintas.

El calor se puede transferir mediante convección, radiación o conducción.

• En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es por conducción.
• Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este movimiento transfiere calor de una parte del fluido por el proceso de convección.
• La radiación presenta una diferencia fundamental a los otros 2 procesos: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un gran vacío. Tal es el caso de la Tierra, que recibe calor del Sol.

Segundo Bimestre

HIDROSTÁTICA


Presión


Es aquella relación que existe entre la fuerza que uno ejerce sobre un cuerpo y el área de dicho cuerpo.  Su fórmula es:

En otras palabras, es la magnitud física tensorial que nos indica la forma de cómo una fuerza se distribuye perpendicularmente sobre la superficie.
Se expresa en el S.I en la medida de pascal (Pa), el cual equivale a 1N/m2.




Principio de Pascal


La característica estructural de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones, a diferencia de lo que ocurre en los sólidos, que transmiten fuerzas. Este comportamiento fue descubierto por Blaise Pascal, con lo cual estableció el principio:





"Un cambio de presión aplicado a un fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen." 

Este principio se usa principalmente para resolver problemas relacionados con prensas hidráulicas, entre otros.


Presión Hidrostática


Es la presión que se ejerce en el interior de un líquido, como consecuencia de su propio peso. Todo objeto que esté sumergido en un líquido, siempre se verá afectado por la presión hidrostática.

La Presión Hidrostática que soporta un punto de un líquido es directamente proporcional al valor de la gravedad (g), a la densidad (p) del líquido, y a la profundidad (h) a la que se encuentra.








Por lo que su fórmula se expresa de la siguiente manera:




Densidad

• Es aquella magnitud escalar que nos indica la cantidad de masa que tiene un cuerpo por cada unidad de volumen.
• De la misma forma, es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un espacio determinado.
• Su unidad en el S.I es el kg/m3
• Los cuerpos sólidos suelen tener una mayor densidad que lo líquidos, y éstos una mayor densidad que los gases.

Su fórmula se halla del cociente entre la masa y el volumen de dicho cuerpo:

                    

Principio de Arquímedes

Un cuerpo sumergido total o parcialmente sobre un líquido en reposo, experimenta una fuerza perpendicular hacia la superficie del líquido.

La explicación de Principio de Arquímedes consta de 2 partes:

• El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido
• La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

Puesto que la porción del fluido se encuentra en equilibrio, la resultante de las fuerzas debida a la presión se debe anular con el peso de dicha porción de fluido. A esta resultante se le denomina Empuje y su punto de aplicación es el centro de masa de la porción

                                                    del fluido.

De esta forma, para una porción de fluido en equilibrio con el resto, se cumple:

Primer Bimestre

Trabajo (W)

El término trabajo en el ámbito de la física se refiere al producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento que produce del cuerpo.

Asimismo, mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es "energía en movimiento".

Se pueden usar las siguiente fórmulas para hallar el trabajo que ejerce un cuerpo, de acuerdo a los datos del problema:

W = Fuerza x Distancia
W = Fuerza x Coseno del ángulo x Distancia

Potencia


"Se define potencia como la rapidez a la cual se efectúa trabajo, o bien, como la rapidez de transferencia de energía en el tiempo."

En otras palabras, es la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo.

            Fórmula:

Donde "W" es el trabajo y "t" es el tiempo.






 La unidad de la Potencia en el Sistema Internacional (S.I) es el Vatio
Cantidad de Movimiento

Se refiere, como su mismo nombre lo indica, a objetos en movimiento y es una magnitud vectorial, la cual se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un determinado instante. Ésta combina las ideas de inercia y movimiento.

Asimismo, obedece a una ley de conservación, la cual se basa en que la cantidad de todo "sistema cerrado" (de todo el sistema en sí) permanece constante y no puede ser cambiada

Éste se mide en el Sistema Internacional de Unidades (S.I) en kg x m/s

      

        
       Cantidad      =   masa x velocidad
   de movimiento









Energía Cinética y Potencial


Cinética


Se define como la capacidad para efectuar un trabajo por medio del movimiento y dependiendo de la masa de un cuerpo y de su velocidad.


Se expresa en la unidad de trabajo Joule (J)


                                      Fórmula :                                                                                                             







Potencial

Para empezar, todo cuerpo que está ubicado a cierta altura posee energía potencial. Todos estos cuerpos tendrán una energía potencial que será mayor cuando estén a una mayor altura. Como la existencia de esta energía potencial se debe a la gravitación, el nombre más completo que se le da es energía potencial gravitatoria.

Esta energía depende de la masa del cuerpo y de la fuerza de gravedad que actúa sobre él.


La energía potencial se haya de la siguiente manera:

La Física como parte de nuestra vida

La física es la ciencia que estudia a la naturaleza y a las leyes que la gobiernan, por lo cual es la ciencia más fundamental

Si bien es cierto la física hoy en día es una ciencia que abarca distintas y cada vez más extensas ramas de estudio, ésta afecta directamente a cada ser humano, a cada persona, a cada estudiante.

Es por ello que estudiarla y tener ciertos conocimientos básicos nos serán de gran ayuda a lo largo de nuestra vida y en cierto modo y en ciertas circunstancias nos la facilitarán, y más hoy en día que vivimos en un mundo científico y tecnológico. La física es una parte fundamental de nuestro mundo que influye en nuestra sociedad a cualquier escala.

La física ha estado y estará presente en los progresos científicos y técnicos, así como en nuestra vida

"Sólo hay una ciencia: la física. Todo lo demás es asistencia social"