libro de física

1. FÍSICA
CURSO DE PREPARACIÓN PARA EL INGRESO AL
NIVEL SUPERIOR DEL IPN
INDICACIONES DE ESTUDIO A SEGUIR DEBIDO AL PERIODO DE RESGUARDO POR EL COVID-19
CLASE DEL 21 DE MARZO DE 2020

2. CAPACITANCIA
También en los circuitos eléctricos se utilizan los condensadores o capacitores
que almacenan energía, la capacitancia tiene por fórmula
C =
𝑄
𝑉
en donde “Q” es la carga en Coulombs y “V” es la diferencia o caída
de potencial en volts.
Cuando se tiene
1 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏
1 𝑣𝑜𝑙𝑡
se obtiene un faradio que es la unidad para
capacitancia

3. • Para obtener la capacitancia total en conexiones en serie se utiliza la fórmula
1
𝐶𝑇
=
1
𝐶1
+
1
𝐶2
+
⋯
1
𝐶𝑛
, la carga total del circuito es la misma en cada capacitor esto es 𝑄1 = 𝑄2 = 𝑄3 = ⋯ y
la diferencia de potencial es igual a la suma de las diferencias de potenciales de cada
capacitor
• 𝑉𝑡 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 …
• Y para los circuitos de capacitores en paralelo la capacitancia total o equivalente es 𝐶𝑡 =
𝐶1 + 𝐶2 + 𝐶3 …, la carga total del circuito es la suma de las cargas de cada capacitor
𝑄𝑡 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 …, y la diferencia de potencial total es igual a las diferencias de
potenciales de cada capacitor 𝑉𝑡 = 𝑉1 = 𝑉2 …

4. • Los condensadores de 12 f , 4 f y 6 f se conectan en serie, ¿ Cuál es la
capacitancia total del circuito ?
• a) 0.05 f
1
𝐶𝑡
=
1
12 𝑓
+
1
4 𝑓
+
1
6 𝑓
1
𝐶𝑡
=
1+3+2
12 𝑓
=
6
12 𝑓
• b) 0.5 f
• c) 20 f
1
𝐶𝑡
=
1
2 𝑓
𝐶𝑡= 2 f
• d) 2 f

5. • Tres capacitores de 2.5 x 10−6 f, 1,5 x 10−6 f y 1.0 x 10−6 f se conectan en
paralelo a una diferencia de potencial de 20 volts ¿ Cuál es la carga total
del circuito?
• a) 41.33 x104
C 𝐶𝑡 = 2.5 x 10−6
𝑓 + 1.5𝑥10−6
𝑓 + 1𝑥10−6
f
• b) 1x 10−4
C 𝐶𝑡 = 5x 10−6
f , como C=
𝑄
𝑉
despejando Q
• c) 1x 10−6 C Q = C x V Q = 5x 10−6f x 20 volts
d) 41.33 x 106 C Q = 100 X 10−6 = 1X 10−4 COULOMBS

6. ACTIVIDADES
• 1) Dibuja los circuitos que corresponden a capacitores en serie y en paralelo
• 2) Explica las diferencias entre resistencias y condensadores
• 3) Resuelve 2 problemas relacionados con condensadores en serie y en paralelo
• 4) Resuelve el reactivo 34 de la página 179 de la guía IPN 2020 y justifica tu
respuesta
Registrar todas tus dudas para aclararlas a si que regresemos o mientras
busco una estrategia para comunicarnos

7. CLASE DEL 28 DE MARZO
DE 2020
FÍSICA

8. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
FÍSICA
CURSO DE PREPARACIÓN PARA EL INGRESO AL
NIVEL SUPERIOR DEL IPN
INDICACIONES DE ESTUDIO A SEGUIR DEBIDO AL PERIODO DE RESGUARDO POR EL COVID-19

9. • Se le llama “campo magnético” a la región del espacio donde actúan las líneas generadas o
producidas por un imán.
• El imán natural es la magnetita que es un sólido compuesto por un sulfato ferroso-férrico que
tiene la propiedad de atraer a los metales ferromagnéticos que son el Fierro, Cobalto, Níquel
y Aluminio
• En 1831 Michel Faraday realizo experimentos con una bobina ( que se obtiene enrollando un
alambre un cierto número de vueltas) y un imán y descubrió las corrientes eléctricas inducidas.
• La inducción electromagnética da como resultado la producción de una corriente eléctrica
inducida y de una fuerza electromotriz (Fem)
Electromagnetismo

10. • Un campo magnético variable produce un campo eléctrico y un campo eléctrico variable produce un
campo magnético.
• La magnitud de la fuerza “F” que actúa sobre una carga “q” que se mueve con una velocidad “v”
producida por un campo magnético “B” perpendicular a la velocidad “v” es de la misma magnitud que
la producida por un campo eléctrico “E” perpendicular tanto a “v” y a “B”.
• Por lo tanto los campos eléctrico y magnético se relacionan de la siguiente manera:
• F = Bxqxv y como E =
𝐹
𝑞
entonces E = B x v , siendo F la fuerza sobre la carga eléctrica en newtons,
v la velocidad de la carga eléctrica en m/s , B la magnitud del campo magnético en teslas o
𝑤𝑒𝑏𝑒𝑟𝑠
𝑚2 , E
la magnitud del campo eléctrico en N/C y q la carga eléctrica en Coulombs
RELACIÓN ENTRE EL CAMPO MAGNÉTICO Y ELÉCTRICO

11. INDUCCIÓN DE CAMPOS
• Campo magnético inducido por un conductor recto
• La magnitud del campo magnético “B” inducido por un conductor recto en el que circula una
intensidad de corriente “I” a una determinada distancia “d” del conductor se obtiene con la
fórmula
• B=
𝜇𝐼
2𝜋𝑑
en donde µ es el medio que rodea al conductor, si es aire entonces 𝜇0= 4x10−7
𝑇𝑒𝑠𝑙𝑎𝑠.𝑚
𝐴
que es la permeabilidad del medio, d en metros, B en teslas e I en amperes.

12. CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UNA ESPIRA
• Una espira se obtiene al doblar un conductor recto en forma circular. La intensidad
del campo eléctrico producido por la espira de radio “ r” por la que circula una
corriente eléctrica “I” es:
• B =
𝜇𝑖
2𝜋
, donde 𝜇 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑛
𝑇𝑒𝑠𝑙𝑎𝑠.𝑚
2𝜋
, “I” en amperes ,
“B” es la magnitud del campo magnético, “r” es el radio de la espira en metros.

13. CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UNA BOBINA
• Una bobina se obtiene enrollando un alambre un cierto número de veces o vueltas;
la intensidad del campo magnético “B” producido por una bobina de “N” vueltas y
radio “r” por la que circula una intensidad de corriente “I” se obtiene con la fórmula:
• B =
𝑁𝜇𝐼
2𝜋
donde “N” es el número de vueltas

14. CAMPO MAGNÉTICO INDUCIDO POR UN SELENOIDE
• Un selenoide se forma al enrollar un alambre en forma helicoidal. La intensidad de campo
magnético “B” producido por un selenoide de “N” vueltas y longitud “L” por la que circula una
intensidad de corriente “I” se obtiene con la fórmula:
• B =
𝑁𝜇𝐼
𝐿
donde “L” es la longitud del selenoide
• Las fórmulas para obtener la intensidad del campo magnético “B” en un conductor recto, en una
bobina y en un selenoide se deben a Oersted que demostró la unión entre electricidad y
magnetismo y a Biot-Savart

15. FÍSICA
CLASE DEL 4 DE ABRIL
DE 2020

16. ELECTROMAGNETISMO, SOLUCIÓN DE
REACTIVOS GUÍA IPN 2020
FÍSICA
CURSO DE PREPARACIÓN PARA EL INGRESO AL
NIVEL SUPERIOR DEL IPN
INDICACIONES DE ESTUDIO A SEGUIR DEBIDO AL PERIODO DE RESGUARDO POR EL COVID-19

17. Una bobina de 200 vueltas y radio 30 cm se encuentra rodeada de aire ¿ Cuál
es la intensidad del campo magnético inducido por la bobina si por ella circula
una corriente eléctrica de 60 A ?
𝜇0= 4𝜋𝑋10−7 𝑡𝑒𝑠𝑙𝑎𝑠.𝑚
𝐴
a) 8𝜋 𝑥 10−5 teslas b) 6 x 10−3 teslas c) 8𝜋 X 10−3 teslas
d) 8π x 10−4 teslas
B =
200(4𝜋10−7)60
2(0.30)
=
48000Π𝑋10−7
2(0.30)
=
48Π𝑋10−4
0.60
= 8Π10−3 teslas
Escriba aquí la ecuación.

18. La intensidad del campo magnético inducido en el centro de una espira de 20 cm de radio que se
encuentra en el aire y por la cual circula una intensidad de corriente de
25
𝜋
A es:
a) 2.5x 10−5
teslas b) 25x10−5
teslas c) 2.5x 10−4
teslas d)
2.5x10−3 teslas
𝜇0= 4πx10−7 𝑡𝑒𝑠𝑙𝑎𝑠.𝑚
𝐴
B=
(4𝜋𝑋10
−7)(
25)
𝜋
2(0.20 )
=
100𝑋10−7
0.40
= 2.5X 10−5
teslas
• Las líneas de fuerza producidas por un imán equivalen en el sistema CGS a la unidad de
flujo magnético φ y reciben el nombre de Maxwell que, al ser una unidad muy pequeña, en
el Sistema Internacional se emplea una unidad mucho mayor que es el Weber que equivale
a 1x108 maxwells, la densidad de flujo magnético en una región de un campo magnético
equivale al número de líneas de fuerza que atraviesan perpendicularmente a la unidad de
área por lo que B =
∅
𝐴
, en el Sistema Internacional la unidad de flujo magnético es el
𝑤𝑒𝑏𝑒𝑟
𝑚2
el cual recibe el nombre de Tesla

19. SOLUCIONES REACTIVOS DE LA GUÍA 2020 IPN
1, PÁGINA 148, c) dado que debe ser perpendicular para que se genere el campo magnético
20, PÁGINA 151, a) la magnetita es un imán natural
21, PÁGINA 151, b) por acuerdo internacional , las líneas de campo magnético salen del polo norte al polo sur
24, PÁGINA 151, a) la ley de Biot-Savart relaciona los campos magnéticos con las corrientes eléctricas que los crean
25, PÁGINA 152, a) IC, 2B, 3,A, 4D la fórmula de la inductancia es L =
𝑎𝜇𝑁2
𝑋
por lo que si
incrementamos al doble el número de espiras la impedancia aumenta el cuádruple (1C) y si incrementamos al triple la
permeabilidad magnética la impedancia aumenta al triple ( 2B)
26, PÁGINA 152 c), al realizar el análisis dimensional, la permeabilidad 𝜇0 tiene las unidades
(𝑁.𝑚)
(𝐴.𝐴.𝑀)
=
𝑁
𝐴2
34, PÁGINA 153, b) el modelo matemático para calcular la resistividad es
𝜌 =
𝑅𝐴
𝐿
y despejando A que corresponde al área transversal se tiene que
A=
𝜌𝑙
𝑅
=
1.756𝑋10−8(4)
15
= 0.468X10−8
𝑚2

20. FÍSICA
CLASE DEL 18 DE ABRIL
DE 2020

21. TERMODINÁMICA
FÍSICA
CURSO DE PREPARACIÓN PARA EL INGRESO AL
NIVEL SUPERIOR DEL IPN
INDICACIONES DE ESTUDIO A SEGUIR DEBIDO AL PERIODO DE RESGUARDO POR EL COVID-19

22. CALOR Y TEMPERATURA
• El calor es una forma de energía que se transfiere de un cuerpo de mayor
temperatura a otro de menor temperatura, también se puede definir al calor
como la suma de las energías cinéticas de todas las partículas de un cuerpo.
• Se dice que un sistema de cuerpos se encuentra en equilibrio térmico cuando
el intercambio neto de energía entre sus elementos es cero, esto tiene como
consecuencia que los cuerpos se encuentren a la misma temperatura .

23. ESCALAS TERMOMÉTRICAS ABSOLUTAS
• Se define al cero absoluto como la temperatura en la cual la energía cinética de las moléculas del agua es
cero.
• Para convertir grados Celsius a grados Kelvin se emplea la fórmula 𝑇𝑘 = 𝑇𝑐 + 273
• Para convertir grados Kelvin a grados Celsius se emplea 𝑇𝑐= 𝑇𝐾 − 273
• Para convertir grados Celsius a grados Fahrenheit se emplea la fórmula 𝑇𝑓 =
9
5
𝑇𝐶 + 32
• Para convertir grados Fahrenheit a grados Celsius se emplea la fórmula 𝑇𝑐 =
5
9
(𝑇𝑓 − 32)
• Al convertir 40°C a grados Fahrenheit se obtiene :
• a) 4.4 °F b) 10.4 ° F c) 44°F d) 104 °F
• 𝑇𝑓 =
9
5
(40) + 32 = 9(8) +32 = 72+32= 104° F

24. CONDUCTIVIDAD CALORÍFICA ( TRANSFERENCIA
DE CALOR) Y CAPACIDAD TÉRMICA
• El calor se transfiere o conduce de tres formas diferentes:
• 1) Por conducción que es la forma en que el calor se conduce o propaga en los sólidos debido al
choque de las moléculas del cuerpo sin que se modifique su forma.
• Un ejemplo es cuando uno de los extremos de una varilla metálica se pone en contacto con el fuego,
después de cierto tiempo el otro extremo también se calienta. Esto se debe a que las moléculas del
extremo expuesto al fuego vibran con mayor energía, parte de esa energía se transfiere a las
moléculas cercanas, las cuales, a su vez, transfieren ese exceso de energía a las otras moléculas. Así la
temperatura del cuerpo aumenta de manera uniforme y se distribuye en todo el cuerpo.

25. POR CONVECCIÓN EL CALOR SE PROPAGA A TRAVÉS DE UN FLUIDO., COMO SUCEDE AL CALENTAR AGUA EN UN
RECIPIENTE SE OBSERVA QUE DESPUÉS DE UN CIERTO TIEMPO SE PRODUCE UN MOVIMIENTO EN EL LÍQUIDO. ESTO SE
DEBE A QUE, AL RECIBIR EL CALOR EL AGUA DEL FONDO DEL RECIPIENTE AUMENTA SU TEMPERATURA Y VOLUMEN, EN
CONSECUENCIA DISMINUYE SU DENSIDAD Y ESTA AGUA TIENDE A SER REEMPLAZADA POR AGUA A MENOR
TEMPERATURA ( MÁS FRÍA) Y DE MAYOR DENSIDAD. AL PROCESO DE CIRCULACIÓN DE MASAS DE AGUA CALIENTE
HACIA ARRIBA Y FRÍA HACIA ABAJO SE LE CONOCE COMO CORRIENTE DE CONVECCIÓN.
• Por radiación el calor se transfiere a través de ondas electromagnéticas, un ejemplo cotidiano de la transferencia de
calor por radiación es el calor que llega del Sol, fenómeno conocido como “rayos infrarrojos “
• La temperatura es una magnitud física que indica la energía interna de un cuerpo , dicha energía interna se expresa en
términos de calor y frío ,por lo que el calor es la energía total del movimiento de las partículas de un cuerpo, mientras que la
temperatura es la magnitud que mide a dicha energía .
• Para medir a la cantidad de calor se utiliza la caloría (cal) que es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado
Celsius la temperatura de un gramo de agua de 14.5°C a 15.5°C , como el calor es una forma de energía se tiene el
equivalente mecánico del calor el cual es 1 cal = 4.2 Joules.

26. PARA RELACIONAR AL CALOR CON LA TEMPERATURA SE UTILIZA LA CAPACIDAD CALORÍFICA QUE SE DEFINE COMO LA
RAZÓN QUE EXISTE ENTRE LA CANTIDAD DE CALOR QUE RECIBE UN CUERPO Y SU INCREMENTO DE TEMPERATURA, Y
CUYO MODELO MATEMÁTICO O FÓRMULA ES C =
𝑄
∆𝑇
EN DONDE “Q” ES LA CANTIDAD DE CALOR EN CALORÍAS, Y
∆𝑇 ES EL CAMBIO DE TEMPERATURA EL CUAL SE OBTIENE RESTANDO A LA TEMPERATURA FINAL LA TEMPERATURA INICIAL
• La capacidad calorífica se mide en cal/°C , si ahora se asocia la masa del cuerpo se obtiene el calor específico.
• El calor específico es una propiedad intensiva de las sustancias el cual se define como la razón que existe entre la
capacidad calorífica de una sustancia y su masa por lo que su fórmula es :
• Ce =
𝑄
𝑚 𝑇𝑓−𝑇𝑖
siendo las unidades del calor específico cal/ g°C
• ¿Qué cantidad de calor se debe aplicar a 500 g de agua para elevar su temperatura de 35 °C a 100 °C ?
• a) 3250 cal b) 325000 cal c) 32500 cal d) 325 cal
• Ce agua = 1 cal/g°C Ce =
𝑄
𝑚 𝑇𝑓−𝑇𝑖
entonces Q = mce 𝑇𝑓 − 𝑇𝑖 por lo que Q = 500(1)(100- 35)
• Q = 500(!)(65) = 32500 cal

27. SE APLICAN 130.2 KCAL A UNA BARRA DE ALUMINIO PARA INCREMENTAR SU TEMPERATURA EN 150 °C
¿ CUÁL ES LA MASA DE LA BARRA?
A) 4000 KG B) 4 KG C) 4 G D) 40 000 KG
CE AL = 0.217 CAL/G°C
• 130.2 kcal = 130200 cal Ce =
𝑄
𝑚 𝑇𝑓−𝑇𝑖
despejando “m” se obtiene m =
𝑄
𝑐𝑒∆𝑇
• m =
130200
0.217 150
=
130200
32.55
= 4000 g = 4 kg
SOLUCIÓN A LOS REACTIVOS DE LA GUÍA 2020 NIVEL SUPERIOR IPN
Reactivo 12, página 202, el agua se expande al congelarse debido a que aumenta su volumen y disminuye su densidad
Reactivo 14, página 202, una temperatura es absoluta cuando se mide con respecto a una escala que comienza con el cero
absoluto sobre la base del grado Celsius, por lo que el cero absoluto es igual a – 273.15 ° C .
Reactivo 34, página 206, ° K= 30 + 273 = 303 °K
Reactivo 120, página 321, cuando aumenta la temperatura se incrementa el área de la cavidad por lo que la respuesta es d)
4,3,2,1 al ordenar de mayor a menor la dilatación superficial
Recordatorio:
Resolver los reactivos de la guía del IPN
Repasar tus apuntes
Registrar tus dudas

28. Recomendaciones:
En la siguiente página encontrarás información de esta Unidad
Didáctica y de muchas más del curso.
Favor de ser paciente al navegar, recuerda que muchos están entrando
¿Cómo
entro?
En la URL escribe:
Das clic en Ingresar
Entrar como invitado
Explorar la página y
leer, analizar y
practicar el
contenido de esta
Asignatura

29. Anímate y explora, recuerda
que nuestro objetivo,
“PRIMERA OPCIÓN”
¡Adelante!, la decisión está en ti.