14

FORMULARIO DE FÍSICA
Cinemática

ˆ
ˆ j
F  xi  yˆ  zk
 d
2
ˆ
ˆ
a
ut  u n
dt



 dr
v
dt


 dv
a
dt



ˆ
  ut



ˆ  ˆ
  rur r u





 



 ˆ
  ˆ
a    r 2 u r  r2r u
r

Movimiento en una dimensión
x vt
x  xo  v t
v  1 v  v0 
2

v  v o  at
1
x  x o  v o  v t
2
1
x  xo  vot  at 2
2
2
2
v  v o  2ax  x o 

Dinámica


 W 
F  ma   a
g
 
FG

W : peso

mM
r2

 F  m dV / dt
XB
VB

A

A

 XB  XA
 VB  VA

aB  aB  aA
A

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Etapa Nacional
15

Trabajo, Energía y Conservación de la Energía
 
U  F r
 
dU  F d r

 
 
U F r
P 
 F v
t
t



P : potencia

Psal
Pent

 : eficiencia

U  K  K f  K i

K

1
mv 2
2

K : energía cinética

W  V  V f  Vi

V : energía potencial

V  y   mgy
1
Ve  kx2
2

Impulso e Ímpetu


I 




F dt



I  p


p  mv

p : ímpetu


 

p  p f  pi   Fdt


p

: impulso

Electricidad y Magnetismo


q1q2  r 
F k 2  
r r

 F
E
q


qq
F  k 1 22
r

XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011







r  r1  r2

Etapa Nacional
16

  q
 E   E  dA 

E : flujo eléctrico

o

V k

q
r

V : potencial
electrostático


b 
U Ua
W
Vb  Va  b
  ab    E  dl
a
q
q
m i 1

U  
i 1 j 1

qi q j

U : energía potencial electrostática

4 o rij

Capacitancia
q  CV

C  o
C 

C : capacitancia

A
d

Capacitor de placas paralelas

A
d

C  o

  k 0

k : constante dieléctrica

2l
ln b
a

 

Capacitor cilíndrico
k : constante dieléctrica

2

q
1
1
 CV 2  qV
2C 2
2
1
u  o E 2
2

U

U : energía almacenada en un capacitor

u : densidad de energía

Corriente, resistencia y fuerza electromagnética
i

q
t

i : corriente eléctrica

in q A

j

i
  ni qi vi
A
i

j : densidad de corriente
A : área

E

j

R

 : resistividad

V
l

i
A

R  R0 1    t 

R : resistencia

Variación de R con la temperatura

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Etapa Nacional
17

Vab  IR  

i

ent.

  isal.

 Elev . de potencial   caidas de potencial
P  iV  i 2 R 

V2
R

v

i

0

P : potencia eléctrica

Magnetismo
F  qv  B


v

: velocidad



F  il  B

B
 : campo magnético
l : elemento de longitud

  NiAB sen 
 
B  dl  oi





   Bd A
B
B
B

 oi
2r
0 I
2 a

o Ni
2r

dB 
B

r : distancia

0 I
sen d
4 a

N : número de vueltas

r : radio

0 I
 cos 1  cos 2 
4 a

d B
dt
  vBl

 

 

 : fuerza electromotriz

d
dt

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Etapa Nacional
18

CONSTANTES
Carga electrón y protón  1.6 x 10 19 C
Masa electrón  9.11 x 1031 kg
Masa protón  1.673 x 1027 kg

k  9 x 109 Nm 2 / C 2
0  8.85 x 10 12 C 2 / Nm 2
 0 4 x 10 7 T  m
Constante gravitacional
G  6.672 x 10 11 Nm 2 / kg 2
Constante dieléctrica = 8.85 x 10-12 F/m
Constante de permeabilidad = 1.26 x 10-6 H/m
Electrón-volt (eV)  1.60 x 1019 J
Radio medio de la Tierra = 6.37 x 10 6 m
Dist. de la Tierra a la Luna = 3.84 x 108 m
Masa de la Tierra = 5.976 x 1024 kg

Masa de la Luna = 7.36 x 1022 kg
Aceleración en la superficie de:
m
.
la Luna  162 2
s
m
la tierra = g = 9.8 2
s
Cu 1.69 x 10 8   m
 Al 2.83 x 10 8   m

 Ag  1.62  10 8 .  m
 Fe  9.68  10 8   m
 Cu 8.93 x 10 3 kg m3
 Al 2.7 x 10 3 kg m3
 madera  0.6  0.9 x 10 3 kg m3

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Etapa Nacional
19

EQUIVALENCIAS

1 N = 0.2248 lb = 105 dinas
1 KCal  4186 Joule
1 Btu  0. 252 KCal
1 Hph  1. 014 CVh
1 Watt  0.860

KCal

h

1 Joule = 2.778 x10-7 Kwh
1 Joule = 9.481 x 10-4 Btu = 107 erg
1 Joule = 0.2389 cal = 6.242 x 1018 eV
1 Btu = 778 lb-pie
1 hp = 550 ftlb s  745.7 W
1 hp = 2545 Btu/h = 178.1 cal/s
1 Tesla = 10000 Gauss
1 milla = 1609 metros
1 pie = 30.48 cm
1 libra = 454 gr

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Etapa Nacional

Formulario de Física

  • 1.
    14 FORMULARIO DE FÍSICA Cinemática  ˆ ˆj F  xi  yˆ  zk  d 2 ˆ ˆ a ut  u n dt    dr v dt   dv a dt  ˆ   ut  ˆ  ˆ   rur r u       ˆ   ˆ a    r 2 u r  r2r u r Movimiento en una dimensión x vt x  xo  v t v  1 v  v0  2 v  v o  at 1 x  x o  v o  v t 2 1 x  xo  vot  at 2 2 2 2 v  v o  2ax  x o  Dinámica   W  F  ma   a g   FG W : peso mM r2  F  m dV / dt XB VB A A  XB  XA  VB  VA aB  aB  aA A XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011 Etapa Nacional
  • 2.
    15 Trabajo, Energía yConservación de la Energía   U  F r   dU  F d r     U F r P   F v t t  P : potencia Psal Pent  : eficiencia U  K  K f  K i K 1 mv 2 2 K : energía cinética W  V  V f  Vi V : energía potencial V  y   mgy 1 Ve  kx2 2 Impulso e Ímpetu  I    F dt   I  p   p  mv p : ímpetu     p  p f  pi   Fdt  p : impulso Electricidad y Magnetismo   q1q2  r  F k 2   r r   F E q  qq F  k 1 22 r XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011    r  r1  r2 Etapa Nacional
  • 3.
    16   q E   E  dA  E : flujo eléctrico o V k q r V : potencial electrostático  b  U Ua W Vb  Va  b   ab    E  dl a q q m i 1 U   i 1 j 1 qi q j U : energía potencial electrostática 4 o rij Capacitancia q  CV C  o C  C : capacitancia A d Capacitor de placas paralelas A d C  o   k 0 k : constante dieléctrica 2l ln b a   Capacitor cilíndrico k : constante dieléctrica 2 q 1 1  CV 2  qV 2C 2 2 1 u  o E 2 2 U U : energía almacenada en un capacitor u : densidad de energía Corriente, resistencia y fuerza electromagnética i q t i : corriente eléctrica in q A j i   ni qi vi A i j : densidad de corriente A : área E  j R  : resistividad V l  i A R  R0 1    t  R : resistencia Variación de R con la temperatura XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011 Etapa Nacional
  • 4.
    17 Vab  IR  i ent.   isal.  Elev . de potencial   caidas de potencial P  iV  i 2 R  V2 R v i 0 P : potencia eléctrica Magnetismo F  qv  B  v : velocidad  F  il  B B  : campo magnético l : elemento de longitud   NiAB sen    B  dl  oi       Bd A B B B  oi 2r 0 I 2 a o Ni 2r dB  B r : distancia 0 I sen d 4 a N : número de vueltas r : radio 0 I  cos 1  cos 2  4 a d B dt   vBl      : fuerza electromotriz d dt XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011 Etapa Nacional
  • 5.
    18 CONSTANTES Carga electrón yprotón  1.6 x 10 19 C Masa electrón  9.11 x 1031 kg Masa protón  1.673 x 1027 kg k  9 x 109 Nm 2 / C 2 0  8.85 x 10 12 C 2 / Nm 2  0 4 x 10 7 T  m Constante gravitacional G  6.672 x 10 11 Nm 2 / kg 2 Constante dieléctrica = 8.85 x 10-12 F/m Constante de permeabilidad = 1.26 x 10-6 H/m Electrón-volt (eV)  1.60 x 1019 J Radio medio de la Tierra = 6.37 x 10 6 m Dist. de la Tierra a la Luna = 3.84 x 108 m Masa de la Tierra = 5.976 x 1024 kg Masa de la Luna = 7.36 x 1022 kg Aceleración en la superficie de: m . la Luna  162 2 s m la tierra = g = 9.8 2 s Cu 1.69 x 10 8   m  Al 2.83 x 10 8   m  Ag  1.62  10 8 .  m  Fe  9.68  10 8   m  Cu 8.93 x 10 3 kg m3  Al 2.7 x 10 3 kg m3  madera  0.6  0.9 x 10 3 kg m3 XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011 Etapa Nacional
  • 6.
    19 EQUIVALENCIAS 1 N =0.2248 lb = 105 dinas 1 KCal  4186 Joule 1 Btu  0. 252 KCal 1 Hph  1. 014 CVh 1 Watt  0.860 KCal h 1 Joule = 2.778 x10-7 Kwh 1 Joule = 9.481 x 10-4 Btu = 107 erg 1 Joule = 0.2389 cal = 6.242 x 1018 eV 1 Btu = 778 lb-pie 1 hp = 550 ftlb s  745.7 W 1 hp = 2545 Btu/h = 178.1 cal/s 1 Tesla = 10000 Gauss 1 milla = 1609 metros 1 pie = 30.48 cm 1 libra = 454 gr XVIII Evento Nacional de Ciencias Básicas de los Institutos Tecnológicos 2011 Etapa Nacional