Este documento resume brevemente los conceptos de caída libre, electrostática, campo eléctrico y potencial eléctrico. La caída libre se define como el movimiento acelerado de un objeto bajo la influencia de la gravedad sin velocidad inicial. La electrostática estudia la electricidad estática y las cargas eléctricas en reposo. El campo eléctrico describe las fuerzas que actúan sobre cargas eléctricas en una región del espacio, mientras que el potencial eléctrico mide la energía pot

1. "LA ALEGRÍA DE VER Y ENTENDER ES EL MÁS PERFECTO DON DE LA NATURALEZA
EDUCACIÓN ES LO QUE QUEDA DESPUÉS DE OLVIDAR LO QUE SE HA APRENDIDO EN LA
ESCUELA."
ALBERT EINSTEIN.

3. QUE ES LA CAIDA LIBRE ?
• Caída libre: Un objeto pesado que cae libremente (sin influencia de la fricción del aire) cerca de la superficie
de la Tierra experimenta una aceleración constante. En este caso, la aceleración es aproximadamente de 9,8
m/s ². Al final del primer segundo, una pelota habría caído 4,9 m y tendría una velocidad de 9,8 m/s. Al final
del siguiente segundo, la pelota habría caído 19,6 m y tendría una velocidad de 19,6 m/s.
En la caída libre el movimiento acelerado donde la aceleración es la de la gravedad y carece de velocidad
inicial.
a=g
vo = 0
yf = ½.g.t ² (Ecuación de posición)
vf = g.t (Ecuación de velocidad)
vf ² = 2.a.Δy

5. Concepto de Electrostática
 La electrostática es la parte de la física que
estudia la electricidad en la materia.
 Se preocupa de la medida de la carga
eléctrica o cantidad de electricidad presente
en los cuerpos
 De los fenómenos asociados a las cargas
eléctricas en reposo

6. Conservación de la Carga
 Todo
objeto cuyo número de electrones sea distinto al
de protones tiene carga eléctrica. Si tiene más
electrones que protones la carga es negativa. Si tiene
menos electrones que protones, la carga es positiva.
 Cuando un
cuerpo es electrizado por otro, la cantidad
de electricidad que recibe uno de los cuerpos es igual
a la que cede el otro

La conservación de la carga es una de las piedras
angulares de la física, a la par con la conservación de
la energía de la cantidad de movimiento.

7. Fuerzas y Cargas Eléctricas
 Cuando a un cuerpo se le dota de propiedades
eléctricas se dice que ha sido electrizado.
 Cargas eléctricas de distinto signo se atraen y
cargas eléctricas de igual signo se repelen.
 Se ha visto que existen en la Naturaleza dos tipos
de cargas, positiva y negativa.
 La cantidad más pequeña de carga es el electrón
(misma carga que el protón, pero de signo
contrario).

8. Fuerzas y Cargas Eléctricas
 La unidad natural de carga eléctrica es el electrón,
que es la menor cantidad de carga eléctrica que
puede existir.

9. Ley de Coulomb & Cualitativa
Ley de Coulomb
Ley Cualitativa

10. Ley de Coulomb
 Charles Coulomb (1736-1806), desarrolló la balanza de
torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza
electrostática.
 Cuando se consideran dos cuerpos cargados
(supuestos puntuales), la intensidad de las fuerzas
atractivas o repulsivas que se ejercen entre sí es
directamente proporcional al producto de sus cargas e
inversamente proporcional al cuadrado de las
distancias que las separa.
 Las fuerzas de interacción, las fuerzas eléctricas se
aplican en los respectivos centros de las cargas y están
dirigidas a lo largo de la línea que los une.

11. Ley de Coulomb
 La expresión matemática de la ley de Coulomb es:
 Cargas con signos iguales darán lugar a fuerzas
(repulsivas) de signo positivo, en tanto que cargas con
signos diferentes experimentarán fuerzas (atractivas)
de signo negativo.
 La constante de proporcionalidad K toma en el vacío un
valor igual a: K = 8.9874 · 109 N · m2/C2

12. Ley Cualitativa
 Las cargas eléctricas de la misma naturaleza
(mismo signo) se repelen, y las de naturaleza
distinta (distinto signo) se atraen.
 Estas fuerzas de atraccion o repulsion son
iguales y contrarias de acuerdo al principio de
accion y reaccion.

13. Conductores & Aislantes
 Cuando un cuerpo neutro es electrizado, sus cargas
eléctricas, bajo la acción de las fuerzas correspondientes,
se redistribuyen hasta alcanzar una situación de
equilibrio.
 Conductores son los que llevan la electricidad y la dejan
pasar por ellos.
 Aislantes al contrario son los que no dejan pasar la
electricidad y aíslan la electricidad.

14. Conductores & Aislantes
 Los átomos de las sustancias conductoras poseen
electrones externos muy débilmente ligados al núcleo en
un estado de semilibertad que les otorga una gran
movilidad, tal es el caso de los metales.
 En las sustancias aislantes, los núcleos atómicos retienen
con fuerza todos sus electrones, lo que hace que su
movilidad sea escasa.
 Los semiconductores pueden alterar sus propiedades
conductoras con cierta facilidad mejorando
prodigiosamente su conductividad, ya sea con pequeños
cambios.

15. Conductores & Aislantes
 A temperaturas cercanas al cero absoluto, ciertos metales
adquieren una conductividad infinita, es decir, la
resistencia al flujo de cargas se hace cero, esos son los
superconductores.
 Una vez que se establece una corriente eléctrica en un
superconductor, los electrones fluyen por tiempo
indefinido.

16. Conductores & Aislantes
A es un conductor de cobre y B es un aislante
de neón

17. Carga por Fricción
 La fricción como ya se sabe, trae muchas cosas por
descubrir una de ellas es la transferencia de electrones
de un material a otro, nos podemos dar cuenta de esto
cuando nos peinamos o acariciamos un gato.
 Hay materiales que mediante la fricción quedan
electrizados durante un tiempo, y esto es por la
transferencia de electrones de un cuerpo a otro.

18. Carga por Contacto
 Se puede transferir electrones de un material a otro por
simple contacto.
 Si el objeto es buen conductor la carga se distribuye en
toda su superficie porque las cargas iguales se repelen
entre sí.
 Si se trata de un mal conductor puede ser necesario tocar
con la barra varias partes del objeto para obtener una
distribución de carga más o menos uniforme.

19. Carga por Inducción
 Si acercamos un objeto con carga a una superficie
conductora, aún sin contacto físico los electrones se
mueven en la superficie conductora.
 La inducción es un proceso de carga de un objeto sin
contacto directo.
 Cuando permitimos que las cargas salgan de un
conductor por contacto, decimos que lo estamos
poniendo a tierra.

20. Carga por Inducción
Durante las tormentas eléctricas se
llevan a cabo procesos de carga por
inducción. La parte inferior de las
nubes, de carga negativa, induce una
carga positiva en la superficie
terrestre.

21. Polarización de la Carga
 Por inducción un lado del átomo o molécula se hace
ligeramente más positivo o negativo que el lado opuesto,
por lo que decimos que el átomo está eléctricamente
polarizado.
 Si se acerca un objeto negativo los objetos que van a ser
atraídos van a mandar los electrones al otro extremo
mientras que los positivos van a estar más pegados al
objeto.
 Se presenta el fenómeno de polarización cuando trozos de
papel neutros son atraídos por un objeto cargado o cuando
se coloca un globo cargado en una pared.
(Siguiente diapositiva)

22. Polarización de la Carga

23. Campo y Potencial Eléctrico
Campo Eléctrico
Potencial Eléctrico
Físico italiano
Alessandro Volta (17451827)

24. Campo Eléctrico
 El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un
conjunto de cargas es aquella región del espacio en
donde se dejan sentir sus efectos.
 Si en un punto cualquiera del espacio en donde está
definido un campo eléctrico se coloca una carga de
prueba o carga testigo, se observará la aparición de
fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de
repulsiones sobre ella.
 Una forma de describir las propiedades del campo sería
indicar la fuerza que se ejercería sobre una misma carga
si fuera trasladada de un punto a otro del espacio.

25. Campo Eléctrico
 La expresión del módulo de la intensidad de campo E
puede obtenerse fácilmente para el caso sencillo del
campo eléctrico creado por una carga puntual Q sin más
que combinar la ley de Coulomb con la definición de E.
La fuerza que Q ejercería sobre una carga unidad positiva
1+ en un punto genérico P distante r de la carga central Q
viene dada, de acuerdo con la ley de Coulomb, por:
 Su expresión matemática:

26. Potencial Eléctrico
 El concepto de energía potencial por unidad de carga
recibe un nombre especial: potencial eléctrico
 La unidad del Sistema Internacional que mide el potencial
eléctrico es el volt
 En cualquier punto la energía potencial por unidad de
carga es la misma cualquiera que sea la cantidad de carga.
 El símbolo del volt es V. Puesto que la energía potencial se
mide en joules y la carga en coulombs:

27. Generador Van de Graff

28. Trabajo, Potencia y Energía.
Miguel Gallego
Colegio: Boston

29. ¿Qué es el trabajo?
 El trabajo es una magnitud física escalar que se presenta con la
letra W (del ingles Work) y se expresa en unidades de
energía, esto es en julios o joules (J) en el sistema internacional
de Unidades.
 Ergio : es el trabajo efectuado por la fuerza de DINA, cuando el
punto material al que se le aplica, se desplaza un centímetro.
 Julio : es el trabajo efectuado por la fuerza de Newton, cuando
el punto material a que se aplica, se desplaza un metro
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.

34. Física Edwin Ciclo V
VECTORES

35. ¿QUÉ ES UN VECTOR?
• Un vector es una utilidad matemática que se utiliza en
numerosísimos aspectos de las matemáticas así como en las
ciencias

36. PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL
VECTOR
• Módulo: longitud del vector, la unidad que corresponde a la magnitud
que exprese. Importante longitud no tiene por que referirse a longitud
física(metros), ya que puede expresar magnitudes diferentes:
fuerza(newtons), velocidad(metros por segundo), etc..., Es imposible
decir si un vector fuerza es más o menos largo(tiene mayor o menor
módulo), que otro vector longitud, por ejemplo. Al expresar magnitudes
diferentes, no se pueden comparar pues sus valores no guardan
ninguna relación. El módulo se define positivo, sin importar hacia
donde vaya.

37. • Dirección: Corresponde a la recta sobre la cual se sitúa el vector. En física (y
en ciertos campos matemáticos) se utilizan generalmente vectores
equipolentes, lo cual quiere decir que no importa el punto de
aplicación(explicado más adelante), con lo cual la dirección de un vector se
corresponde a la recta sobre la que se sitúa al mismo tiempo que todas las
rectas paralelas a esta. Al dibujar el vector se indica mediante el cuerpo de la
flecha.
Sentido: Se trata del sentido(propiamente dicho) al que apunta el vector.
Sobre cada dirección existen 2 sentidos opuestos y nada más que 2. Al dibujar
el vector se indica mediante la punta de la flecha.

38. • Punto de aplicación: Corresponde al punto del cual parte el vector, o en su interpretación física, el
punto sobre el que se aplica la fuerza, aceleración, etc... No obstante, como ya se indicó antes, en física
se suelen utilizar vectores equipolentes, es decir, que son independientes del punto de aplicación, con
lo cual un vector se puede trasladar a cualquier punto del espacio sin que sufra
transformaciones, siempre que conserve su módulo, dirección y sentido.

39. MAGNITUDES VECTORIALES
• Las magnitudes vectoriales son aquéllas que no quedan
completamente determinadas por su valor (cantidad y
unidad), requieren el conocimiento de la dirección y el sentido de
su actuación y su punto de aplicación. Ejm:sobre un objeto se
aplica una fuerza de 3 N, no poseemos toda la información, ya que
habrá que indicar hacia dónde se dirige dicha fuerza

40. • Una cantidad escalar es la que está especificada completamente por un número con unidades
apropiadas. Una cantidad escalar sólo tiene magnitud. Ejemplos de cantidades escalares son la
temperatura, el volumen, la masa, los intervalos de tiempo, etc.
• Para manejar cantidades escalares se emplean Las reglas de la aritmética ordinaria.
• Una cantidad vectorial es una cantidad física especificada por un número con unidades apropiadas más
una dirección. Una cantidad vectorial tiene tanto magnitud como dirección y punto de aplicación.
Ejemplos de cantidades vectoriales son la fuerza, la velocidad, la aceleración, etc.

41. • Gráficamente, las magnitudes vectoriales se representan por una flecha, siendo la longitud de esta
flecha proporcional al módulo de la magnitud, y su dirección y sentido los de la magnitud vectorial.

42. TIPOS DE VECTORES
• Vectores Colineales: Son aquellos que actúan en una misma línea de acción.
• Ejemplos: En los instrumentos de cuerda, el punto donde está atada la cuerda (puente) se puede
representar a la fuerza de tensión en un sentido y al punto donde se afina la cuerda (llave) será otra
fuerza en sentido contrario. Otro ejemplo puede ser cuando se levanta un objeto con una cuerda, la
fuerza que representa la tensión de la cuerda va hacia arriba y la fuerza que representa el peso del
objeto hacia abajo.

44. • Vectores Concurrentes. Son aquellos que parten de un mismo punto de aplicación. Ejemplos: Cuando
dos aviones salen de un mismo lugar, cuando dos o mas cuerdas tiran del mismo punto o levantan un
objeto del mismo punto

46. • Vector Resultante. (VR) El vector resultante en un sistema de vectores, es un vector que produce el
mismo efecto en el sistema que los vectores componentes.
• Vector Equilibrante. (VE) Es un vector igual en magnitud y dirección al vector resultante pero en sentido
contrario es decir a 180°

48. MÉTODO DEL PARALELOGRAMO
• Un paralelogramo es una figura geométrica de cuatro lados paralelos dos a dos sus lados opuestos. En
este método se nos dan dos vectores concurrentes, los cuales después de dibujarse a escala en un
sistema de ejes cartesianos se les dibujaran otros vectores auxiliares paralelos con un juego de
geometría siendo la resultante del sistema la diagonal que parte del origen y llega al punto donde se
intersectan los vectores auxiliares.

49. TIPOS DE PARALELOGRAMO.