Este documento presenta los objetivos y teoría de las ondas electromagnéticas. Explica que las ondas EM consisten en campos eléctricos y magnéticos perpendiculares que se propagan a la velocidad de la luz. Describe las ecuaciones que relacionan los campos E y B, y define conceptos como densidad de energía, intensidad y presión de radiación de las ondas EM.
Este documento presenta varios ejercicios de cinemática que involucran movimiento rectilíneo y composición de movimientos. Resuelve problemas sobre la velocidad media de un ciclista en subidas y bajadas, el tiempo que tarda un cuerpo lanzado verticalmente en caer, y encuentra ecuaciones para la posición y velocidad de objetos en movimiento rectilíneo uniforme y no uniforme.
Este documento presenta conceptos sobre movimiento circular uniforme, incluyendo: 1) la necesidad de una fuerza centrípeta dirigida hacia el centro para mantener la trayectoria circular; 2) ejemplos de fuerzas centrípetas como la fricción; y 3) cálculos para determinar la velocidad y aceleración centrípeta usando el radio y periodo de la trayectoria.
Este documento presenta los conceptos fundamentales del movimiento armónico simple. Explica que las fuerzas restauradoras proporcionan las fuerzas necesarias para que los objetos oscilen con movimiento armónico simple, como en un trampolín. También describe las ecuaciones para calcular la frecuencia, periodo, velocidad y aceleración en términos del desplazamiento y tiempo, y cómo aplicar la conservación de energía en sistemas que oscilan.
Este documento presenta 17 problemas de física relacionados con vectores y estática. Los problemas involucran conceptos como fuerzas resultantes, velocidades relativas, tensiones en cables, equilibrio de fuerzas y coeficientes de fricción. Se proporcionan las respuestas a cada problema con cálculos matemáticos. El documento parece ser parte de un curso de ingeniería y tiene como objetivo ayudar a los estudiantes a practicar la resolución de problemas de física aplicada.
Este documento presenta conceptos clave sobre fluidos en reposo, incluida la densidad, presión, ley de Pascal y principio de Arquímedes. Define densidad como la masa dividida por el volumen. Explica que la presión de un fluido depende de la profundidad y densidad según la ecuación P=ρgh. También cubre la transmisión uniforme de presión en un fluido descrita por la ley de Pascal y que la fuerza de flotación en un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado
Los choques se producen cuando dos cuerpos con movimiento relativo interactúan por contacto. Durante un choque, la cantidad de movimiento antes del choque es igual a la cantidad de movimiento después del choque. El coeficiente de restitución mide la relación entre las velocidades de alejamiento y acercamiento y depende del tipo de choque. Existen choques perfectamente elásticos, elásticos e inelásticos.
Este documento presenta la segunda ley de Newton. Su objetivo es que los estudiantes aprendan a escribir la segunda ley usando unidades apropiadas, distinguir entre masa y peso, y aplicar la segunda ley a problemas de aceleración constante. Explica conceptos como fuerza, masa, aceleración, peso y unidades de medida como newton, kilogramo y slug.
Este documento presenta los conceptos fundamentales del movimiento armónico simple (MAS). Explica que el MAS ocurre cuando una fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento y opuesta a él. Define la ley de Hooke y describe cómo se puede usar para calcular la aceleración, velocidad y energía de un objeto en MAS. También cubre temas como el periodo, la frecuencia y el círculo de referencia para describir el movimiento oscilatorio.
Este documento presenta varios ejercicios de cinemática que involucran movimiento rectilíneo y composición de movimientos. Resuelve problemas sobre la velocidad media de un ciclista en subidas y bajadas, el tiempo que tarda un cuerpo lanzado verticalmente en caer, y encuentra ecuaciones para la posición y velocidad de objetos en movimiento rectilíneo uniforme y no uniforme.
Este documento presenta conceptos sobre movimiento circular uniforme, incluyendo: 1) la necesidad de una fuerza centrípeta dirigida hacia el centro para mantener la trayectoria circular; 2) ejemplos de fuerzas centrípetas como la fricción; y 3) cálculos para determinar la velocidad y aceleración centrípeta usando el radio y periodo de la trayectoria.
Este documento presenta los conceptos fundamentales del movimiento armónico simple. Explica que las fuerzas restauradoras proporcionan las fuerzas necesarias para que los objetos oscilen con movimiento armónico simple, como en un trampolín. También describe las ecuaciones para calcular la frecuencia, periodo, velocidad y aceleración en términos del desplazamiento y tiempo, y cómo aplicar la conservación de energía en sistemas que oscilan.
Este documento presenta 17 problemas de física relacionados con vectores y estática. Los problemas involucran conceptos como fuerzas resultantes, velocidades relativas, tensiones en cables, equilibrio de fuerzas y coeficientes de fricción. Se proporcionan las respuestas a cada problema con cálculos matemáticos. El documento parece ser parte de un curso de ingeniería y tiene como objetivo ayudar a los estudiantes a practicar la resolución de problemas de física aplicada.
Este documento presenta conceptos clave sobre fluidos en reposo, incluida la densidad, presión, ley de Pascal y principio de Arquímedes. Define densidad como la masa dividida por el volumen. Explica que la presión de un fluido depende de la profundidad y densidad según la ecuación P=ρgh. También cubre la transmisión uniforme de presión en un fluido descrita por la ley de Pascal y que la fuerza de flotación en un objeto sumergido es igual al peso del fluido desplazado
Los choques se producen cuando dos cuerpos con movimiento relativo interactúan por contacto. Durante un choque, la cantidad de movimiento antes del choque es igual a la cantidad de movimiento después del choque. El coeficiente de restitución mide la relación entre las velocidades de alejamiento y acercamiento y depende del tipo de choque. Existen choques perfectamente elásticos, elásticos e inelásticos.
Este documento presenta la segunda ley de Newton. Su objetivo es que los estudiantes aprendan a escribir la segunda ley usando unidades apropiadas, distinguir entre masa y peso, y aplicar la segunda ley a problemas de aceleración constante. Explica conceptos como fuerza, masa, aceleración, peso y unidades de medida como newton, kilogramo y slug.
Este documento presenta los conceptos fundamentales del movimiento armónico simple (MAS). Explica que el MAS ocurre cuando una fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento y opuesta a él. Define la ley de Hooke y describe cómo se puede usar para calcular la aceleración, velocidad y energía de un objeto en MAS. También cubre temas como el periodo, la frecuencia y el círculo de referencia para describir el movimiento oscilatorio.
Este documento presenta la ley de Gauss y el concepto de flujo eléctrico. Introduce la relación entre carga eléctrica y campo eléctrico, y explica cómo la ley de Gauss puede simplificar cálculos de campo eléctrico para distribuciones de carga con simetría como cilíndricas y esféricas. Luego define flujo eléctrico y cómo calcularlo a través de superficies planas, inclinadas o irregulares dentro de campos uniformes o no uniformes. Finalmente enuncia la
Este documento presenta los conceptos de equilibrio rotacional y traslacional. Explica que para que un objeto esté en equilibrio, la suma de todas las fuerzas y la suma de todos los momentos de torsión sobre el objeto deben ser cero. Proporciona ejemplos como un puente y una rueda para ilustrar estos conceptos y presenta las condiciones matemáticas para el equilibrio traslacional y rotacional.
Este documento presenta conceptos clave sobre trabajo, energía y potencia. Define energía potencial como la habilidad para realizar trabajo debido a la posición, y energía cinética como la habilidad debido al movimiento. Explica que el teorema trabajo-energía establece que el trabajo realizado por una fuerza es igual al cambio en energía cinética. También define potencia como la tasa a la que se realiza trabajo, y proporciona ejemplos para ilustrar estas ideas fundamentales.
El documento contiene 4 problemas sobre oscilaciones y movimiento armónico simple. El primer problema calcula la frecuencia y frecuencia angular de una nota de piano y de una soprano cantando una octava más arriba. El segundo problema calcula la amplitud, periodo y frecuencia de un objeto oscilando en una superficie horizontal. El tercer problema calcula la frecuencia angular y periodo de un diapasón que efectúa 440 vibraciones completas en 0.5 segundos. El cuarto problema calcula la frecuencia, amplitud, periodo y frecuencia angular de un objeto oscilante seg
Este documento presenta 10 problemas de vectores y cinemática para ser resueltos. Los problemas 1-5 se enfocan en vectores, incluyendo sumas y productos vectoriales y escalares. Los problemas 6-10 tratan sobre cinemática lineal, como la velocidad, aceleración y posición de objetos en movimiento unidimensional bajo la acción de fuerzas. También se incluyen gráficos posición-tiempo y representaciones de fuerzas.
Este documento presenta la resolución de varios problemas de física relacionados con el movimiento de partículas y ondas. En el primer problema, se calculan diversas magnitudes como la ecuación de la trayectoria, la velocidad, aceleración y radio de curvatura de una partícula. En el segundo, se determina el ángulo que debe seguir un pez para contrarrestar la corriente. En el tercero, se deduce la ecuación del movimiento y se calculan magnitudes como la velocidad media e instantánea de un cuerpo con aceleración constante.
El documento presenta 4 problemas de física relacionados con las leyes de Newton. El primer problema involucra el cálculo de masas y tensiones en un sistema de bloques conectados en equilibrio. El segundo problema compara las aceleraciones producidas por una fuerza en objetos de diferentes masas. El tercer problema determina la dirección y magnitud de la aceleración de un objeto bajo la influencia de 3 fuerzas. El cuarto problema calcula la magnitud de una fuerza constante a partir de la distancia, tiempo y masa de una partícula en movimiento.
El documento trata sobre el movimiento armónico simple. Explica que es un movimiento periódico en el que la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es proporcional a su desplazamiento, como ocurre con un bloque unido a un resorte. También describe las ecuaciones que rigen este movimiento y aplicaciones como sistemas masa-resorte y el péndulo simple.
El documento presenta la solución a un ejercicio de física que involucra dos bloques conectados por una cuerda que pasa por una polea. Se calcula el trabajo realizado por la gravedad y la tensión en la cuerda sobre cada bloque cuando se mueven a velocidad constante. El trabajo total sobre cada bloque es cero.
En 3 oraciones o menos:
El documento describe diferentes tipos de choques entre dos cuerpos, incluyendo choques elásticos e inelásticos. Explica que en un choque elástico se conserva tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética del sistema, mientras que en uno inelástico solo se conserva la cantidad de movimiento. También introduce el coeficiente de restitución como una medida del grado en que se conserva la energía cinética en un choque.
Este documento presenta conceptos sobre interferencia y difracción de la luz. Explica el experimento de Young que produce franjas de interferencia usando dos rendijas. Define las condiciones para franjas claras y oscuras. También cubre la difracción por rejillas y rendijas individuales, y cómo esto afecta la resolución de imágenes.
Este documento presenta conceptos clave sobre impulso y cantidad de movimiento. Define el impulso como una fuerza que actúa durante un corto intervalo de tiempo, y la cantidad de movimiento como el producto de la masa y la velocidad de un objeto. Explica que el impulso es igual al cambio en la cantidad de movimiento de un objeto, y proporciona ejemplos para ilustrar cómo calcular el impulso y la fuerza a partir de la masa, el tiempo y las velocidades inicial y final. También cubre estos conceptos en dos dimensiones y
Este documento presenta los objetivos y conceptos clave de la inducción electromagnética. Explica cómo se induce una corriente eléctrica cuando un conductor se mueve a través de líneas de flujo magnético. También describe la ley de Faraday, la ley de Lenz, y cómo calcular la magnitud y dirección de la fuerza electromotriz inducida en varias situaciones. Finalmente, resume el funcionamiento de generadores de corriente alterna y motores eléctricos basados en el principio de inducción electromagnética.
Este documento contiene 14 problemas sobre conceptos magnéticos como la fuerza magnética, el flujo magnético, el momento de torsión y la interacción entre campos eléctricos y magnéticos. Los problemas involucran cálculos para determinar velocidades, tiempos, fuerzas, campos magnéticos y otros valores físicos dados ciertos parámetros como cargas eléctricas, corrientes eléctricas, masas y dimensiones de objetos en campos magnéticos y eléctricos.
Este documento presenta 10 ejercicios resueltos sobre las Leyes de Newton. Cada ejercicio describe una situación física e incluye un diagrama de cuerpo libre. Se pide determinar ciertas cantidades como fuerzas, tensiones, aceleraciones, etc. Luego se muestra la solución paso a paso utilizando las ecuaciones de las leyes de Newton. Los ejercicios cubren temas como equilibrio, movimiento uniforme, fricción, planos inclinados y más.
La punta de una aguja de una máquina de coser se mueve en MAS sobre el eje X con una frecuencia de 2.5 Hz. En t=0 sus componentes de posición y velocidad son +1.1 cm y – 15 cm/s. (a) Calcule la componente de la aceleración de la aguja en t=0. (b) Escribe ecuaciones para las componentes de posición, velocidad y aceleración de la punta en función del tiempo.
El documento presenta una sesión introductoria sobre la cantidad de movimiento. Explica conceptos como vectores, cinemática, leyes de Newton y la inercia. Define la cantidad de movimiento como una medida de la inercia de los cuerpos en movimiento. También introduce el concepto de impulso y la relación entre el cambio en la cantidad de movimiento de un objeto y el impulso de las fuerzas que actúan sobre él. Incluye ejemplos y ejercicios para practicar estos conceptos.
Este documento presenta 16 problemas resueltos relacionados con conceptos de fuerza, masa, aceleración y tensión. Cada problema contiene datos numéricos y fórmulas físicas para calcular valores desconocidos como fuerza, aceleración o tensión. Las soluciones aplican principios de dinámica newtoniana como la segunda ley de Newton (F=ma) y la relación entre fuerza, masa y aceleración.
1. Las ondas que suben por una cuerda vertical se mueven más rápidamente que las que bajan debido a que la tensión de la cuerda aumenta hacia arriba por el peso de la parte colgando.
2. La velocidad del sonido en el agua es 1500 m/s y en mercurio es 1410 m/s. El módulo de compresibilidad del mercurio es 27,77 GPa.
3. La velocidad del sonido en el hidrógeno a 300 K es 1450 m/s.
Este documento presenta conceptos sobre corrientes transitorias e inductancia. Explica que la inductancia L se define como la relación entre la fuerza electromotriz inducida E y la tasa de cambio de corriente di/dt. También cubre cómo calcular la inductancia de un solenoide y la energía almacenada en un inductor. Finalmente, analiza circuitos RC y RL transitorios y cómo la corriente aumenta o disminuye exponencialmente con una constante de tiempo τ que depende de los componentes del circuito.
Las ondas electromagnéticas son ondas transversales donde los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la velocidad de la onda y la razón entre ambos campos es igual a la velocidad de la luz. Las ondas electromagnéticas transportan energía y cantidad de movimiento y pueden ejercer presión sobre superficies, como se demuestra en el radiómetro.
La electrostática estudia las interacciones entre cuerpos cargados eléctricamente en reposo y los campos que producen. Incluye conceptos como carga eléctrica, densidad de carga, conductores, aislantes y semiconductores, fuerza eléctrica, campo eléctrico, energía y potencial eléctrico, flujo eléctrico y capacitores.
Este documento presenta la ley de Gauss y el concepto de flujo eléctrico. Introduce la relación entre carga eléctrica y campo eléctrico, y explica cómo la ley de Gauss puede simplificar cálculos de campo eléctrico para distribuciones de carga con simetría como cilíndricas y esféricas. Luego define flujo eléctrico y cómo calcularlo a través de superficies planas, inclinadas o irregulares dentro de campos uniformes o no uniformes. Finalmente enuncia la
Este documento presenta los conceptos de equilibrio rotacional y traslacional. Explica que para que un objeto esté en equilibrio, la suma de todas las fuerzas y la suma de todos los momentos de torsión sobre el objeto deben ser cero. Proporciona ejemplos como un puente y una rueda para ilustrar estos conceptos y presenta las condiciones matemáticas para el equilibrio traslacional y rotacional.
Este documento presenta conceptos clave sobre trabajo, energía y potencia. Define energía potencial como la habilidad para realizar trabajo debido a la posición, y energía cinética como la habilidad debido al movimiento. Explica que el teorema trabajo-energía establece que el trabajo realizado por una fuerza es igual al cambio en energía cinética. También define potencia como la tasa a la que se realiza trabajo, y proporciona ejemplos para ilustrar estas ideas fundamentales.
El documento contiene 4 problemas sobre oscilaciones y movimiento armónico simple. El primer problema calcula la frecuencia y frecuencia angular de una nota de piano y de una soprano cantando una octava más arriba. El segundo problema calcula la amplitud, periodo y frecuencia de un objeto oscilando en una superficie horizontal. El tercer problema calcula la frecuencia angular y periodo de un diapasón que efectúa 440 vibraciones completas en 0.5 segundos. El cuarto problema calcula la frecuencia, amplitud, periodo y frecuencia angular de un objeto oscilante seg
Este documento presenta 10 problemas de vectores y cinemática para ser resueltos. Los problemas 1-5 se enfocan en vectores, incluyendo sumas y productos vectoriales y escalares. Los problemas 6-10 tratan sobre cinemática lineal, como la velocidad, aceleración y posición de objetos en movimiento unidimensional bajo la acción de fuerzas. También se incluyen gráficos posición-tiempo y representaciones de fuerzas.
Este documento presenta la resolución de varios problemas de física relacionados con el movimiento de partículas y ondas. En el primer problema, se calculan diversas magnitudes como la ecuación de la trayectoria, la velocidad, aceleración y radio de curvatura de una partícula. En el segundo, se determina el ángulo que debe seguir un pez para contrarrestar la corriente. En el tercero, se deduce la ecuación del movimiento y se calculan magnitudes como la velocidad media e instantánea de un cuerpo con aceleración constante.
El documento presenta 4 problemas de física relacionados con las leyes de Newton. El primer problema involucra el cálculo de masas y tensiones en un sistema de bloques conectados en equilibrio. El segundo problema compara las aceleraciones producidas por una fuerza en objetos de diferentes masas. El tercer problema determina la dirección y magnitud de la aceleración de un objeto bajo la influencia de 3 fuerzas. El cuarto problema calcula la magnitud de una fuerza constante a partir de la distancia, tiempo y masa de una partícula en movimiento.
El documento trata sobre el movimiento armónico simple. Explica que es un movimiento periódico en el que la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es proporcional a su desplazamiento, como ocurre con un bloque unido a un resorte. También describe las ecuaciones que rigen este movimiento y aplicaciones como sistemas masa-resorte y el péndulo simple.
El documento presenta la solución a un ejercicio de física que involucra dos bloques conectados por una cuerda que pasa por una polea. Se calcula el trabajo realizado por la gravedad y la tensión en la cuerda sobre cada bloque cuando se mueven a velocidad constante. El trabajo total sobre cada bloque es cero.
En 3 oraciones o menos:
El documento describe diferentes tipos de choques entre dos cuerpos, incluyendo choques elásticos e inelásticos. Explica que en un choque elástico se conserva tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética del sistema, mientras que en uno inelástico solo se conserva la cantidad de movimiento. También introduce el coeficiente de restitución como una medida del grado en que se conserva la energía cinética en un choque.
Este documento presenta conceptos sobre interferencia y difracción de la luz. Explica el experimento de Young que produce franjas de interferencia usando dos rendijas. Define las condiciones para franjas claras y oscuras. También cubre la difracción por rejillas y rendijas individuales, y cómo esto afecta la resolución de imágenes.
Este documento presenta conceptos clave sobre impulso y cantidad de movimiento. Define el impulso como una fuerza que actúa durante un corto intervalo de tiempo, y la cantidad de movimiento como el producto de la masa y la velocidad de un objeto. Explica que el impulso es igual al cambio en la cantidad de movimiento de un objeto, y proporciona ejemplos para ilustrar cómo calcular el impulso y la fuerza a partir de la masa, el tiempo y las velocidades inicial y final. También cubre estos conceptos en dos dimensiones y
Este documento presenta los objetivos y conceptos clave de la inducción electromagnética. Explica cómo se induce una corriente eléctrica cuando un conductor se mueve a través de líneas de flujo magnético. También describe la ley de Faraday, la ley de Lenz, y cómo calcular la magnitud y dirección de la fuerza electromotriz inducida en varias situaciones. Finalmente, resume el funcionamiento de generadores de corriente alterna y motores eléctricos basados en el principio de inducción electromagnética.
Este documento contiene 14 problemas sobre conceptos magnéticos como la fuerza magnética, el flujo magnético, el momento de torsión y la interacción entre campos eléctricos y magnéticos. Los problemas involucran cálculos para determinar velocidades, tiempos, fuerzas, campos magnéticos y otros valores físicos dados ciertos parámetros como cargas eléctricas, corrientes eléctricas, masas y dimensiones de objetos en campos magnéticos y eléctricos.
Este documento presenta 10 ejercicios resueltos sobre las Leyes de Newton. Cada ejercicio describe una situación física e incluye un diagrama de cuerpo libre. Se pide determinar ciertas cantidades como fuerzas, tensiones, aceleraciones, etc. Luego se muestra la solución paso a paso utilizando las ecuaciones de las leyes de Newton. Los ejercicios cubren temas como equilibrio, movimiento uniforme, fricción, planos inclinados y más.
La punta de una aguja de una máquina de coser se mueve en MAS sobre el eje X con una frecuencia de 2.5 Hz. En t=0 sus componentes de posición y velocidad son +1.1 cm y – 15 cm/s. (a) Calcule la componente de la aceleración de la aguja en t=0. (b) Escribe ecuaciones para las componentes de posición, velocidad y aceleración de la punta en función del tiempo.
El documento presenta una sesión introductoria sobre la cantidad de movimiento. Explica conceptos como vectores, cinemática, leyes de Newton y la inercia. Define la cantidad de movimiento como una medida de la inercia de los cuerpos en movimiento. También introduce el concepto de impulso y la relación entre el cambio en la cantidad de movimiento de un objeto y el impulso de las fuerzas que actúan sobre él. Incluye ejemplos y ejercicios para practicar estos conceptos.
Este documento presenta 16 problemas resueltos relacionados con conceptos de fuerza, masa, aceleración y tensión. Cada problema contiene datos numéricos y fórmulas físicas para calcular valores desconocidos como fuerza, aceleración o tensión. Las soluciones aplican principios de dinámica newtoniana como la segunda ley de Newton (F=ma) y la relación entre fuerza, masa y aceleración.
1. Las ondas que suben por una cuerda vertical se mueven más rápidamente que las que bajan debido a que la tensión de la cuerda aumenta hacia arriba por el peso de la parte colgando.
2. La velocidad del sonido en el agua es 1500 m/s y en mercurio es 1410 m/s. El módulo de compresibilidad del mercurio es 27,77 GPa.
3. La velocidad del sonido en el hidrógeno a 300 K es 1450 m/s.
Este documento presenta conceptos sobre corrientes transitorias e inductancia. Explica que la inductancia L se define como la relación entre la fuerza electromotriz inducida E y la tasa de cambio de corriente di/dt. También cubre cómo calcular la inductancia de un solenoide y la energía almacenada en un inductor. Finalmente, analiza circuitos RC y RL transitorios y cómo la corriente aumenta o disminuye exponencialmente con una constante de tiempo τ que depende de los componentes del circuito.
Las ondas electromagnéticas son ondas transversales donde los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la velocidad de la onda y la razón entre ambos campos es igual a la velocidad de la luz. Las ondas electromagnéticas transportan energía y cantidad de movimiento y pueden ejercer presión sobre superficies, como se demuestra en el radiómetro.
La electrostática estudia las interacciones entre cuerpos cargados eléctricamente en reposo y los campos que producen. Incluye conceptos como carga eléctrica, densidad de carga, conductores, aislantes y semiconductores, fuerza eléctrica, campo eléctrico, energía y potencial eléctrico, flujo eléctrico y capacitores.
El documento presenta los conceptos fundamentales de la física cuántica, incluyendo la constante de Planck, la naturaleza cuántica de la luz como fotones con energía discreta dada por la ecuación de Planck, el efecto fotoeléctrico y su explicación, y la dualidad onda-partícula manifestada en las longitudes de onda de los fotones y las partículas subatómicas. El documento también explica cómo se puede usar el experimento de Planck para determinar la constante de Planck.
Este documento presenta una introducción a la mecánica cuántica, contrastándola con la física clásica. Explica varios fenómenos antecedentes como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y los espectros de emisión y absorción atómicos. Finalmente, describe el modelo atómico de Bohr, el cual propuso que los electrones orbitan al núcleo en órbitas cuantizadas con energías discretas, explicando así los espectros atómicos.
Las ecuaciones de Maxwell predicen la existencia de ondas electromagnéticas y que estas son radiadas por cargas aceleradas. Las cuatro ecuaciones de Maxwell describen los fenómenos eléctricos y magnéticos y predijeron la existencia de ondas electromagnéticas planas que se propagan a una velocidad constante en el vacío. Heinrich Hertz generó y detectó ondas electromagnéticas en 1887 usando equipo eléctrico, confirmando experimentalmente las predicciones de Maxwell.
1) La carga eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que existe en dos formas: positiva y negativa. 2) Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo opuesto se atraen debido a la fuerza eléctrica descrita por la ley de Coulomb. 3) El campo eléctrico describe la fuerza que experimentaría una carga puntual en diferentes puntos del espacio y depende de la distribución de cargas presentes.
Este documento presenta varios conceptos clave de la física cuántica y la óptica moderna. Introduce la naturaleza dual onda-partícula de la luz y explica fenómenos como el efecto fotoeléctrico que llevaron al desarrollo de la teoría cuántica. También describe las ondas electromagnéticas, el espectro electromagnético, y propiedades como la reflexión, refracción e índice de refracción. Finalmente, presenta algunos problemas para ilustrar estas ideas fundament
Medición de la relación carga masa del electrón (2)Miguel Fajardo
Este documento describe un experimento para medir la relación carga-masa del electrón utilizando un tubo con electrones, dos bobinas de Helmholtz y un espejo graduado. Los electrones son acelerados y su trayectoria circular dentro del campo magnético se mide para diferentes voltajes y corrientes, lo que permite calcular la relación e/m. Los resultados promedio obtenidos estuvieron cerca del valor teórico aceptado, demostrando el experimento.
Este documento introduce conceptos fundamentales de la mecánica cuántica a través de varios fenómenos físicos que no podían explicarse con la física clásica, como la radiación del cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico. Max Planck propuso que la energía electromagnética solo puede absorberse y emitirse en cantidades discretas llamadas cuantos, dando origen a la constante de Planck y marcando el inicio de la mecánica cuántica. Posteriormente, Albert Einstein explicó el efecto foto
Este documento describe los campos eléctrico y magnético. Explica que un campo electromagnético es una zona donde existen campos eléctricos y magnéticos creados por cargas eléctricas y su movimiento. Describe las propiedades de los campos eléctricos usando la ley de Coulomb y la ley de Gauss, y explica que los campos magnéticos son dipolares con un polo norte y sur.
Este documento presenta un examen de admisión para una maestría en física que consta de 50 preguntas sobre conceptos fundamentales de física. Las preguntas abarcan temas como las interacciones fundamentales, mecánica newtoniana, electromagnetismo, física atómica y cuántica. El examen tiene un tiempo límite de 120 minutos.
1) El documento introduce conceptos fundamentales de la mecánica cuántica como la naturaleza discontinua y probabilística de las cantidades físicas, y describe fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton que llevaron al desarrollo de la mecánica cuántica. 2) Niels Bohr propuso un modelo semiclásico del átomo de hidrógeno que explica los espectros atómicos observados y predice valores cuantizados para la energía y
1) El documento introduce conceptos fundamentales de la mecánica cuántica como la naturaleza discontinua y probabilística de las cantidades físicas, y fenómenos que no podían explicarse con la física clásica como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton. 2) Niels Bohr propuso un modelo semiclásico del átomo de hidrógeno que explicaba los espectros atómicos observados mediante la cuantización de los radios y energías de las órbitas
1) El documento introduce conceptos fundamentales de la mecánica cuántica como la naturaleza discontinua y probabilística de las cantidades físicas, y describe fenómenos como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton que llevaron al desarrollo de la mecánica cuántica. 2) Niels Bohr propuso un modelo semiclásico del átomo de hidrógeno que explica los espectros atómicos observados y predice valores cuantizados para la energía y
1) El documento introduce conceptos fundamentales de la mecánica cuántica como la naturaleza discontinua y probabilística de las cantidades físicas, y fenómenos que no podían explicarse con la física clásica como la radiación del cuerpo negro, el efecto fotoeléctrico y el efecto Compton. 2) Niels Bohr propuso un modelo semiclásico del átomo de hidrógeno que explicaba los espectros atómicos observados mediante la cuantización de los radios y energías de las órbitas
Este documento presenta los conceptos básicos de electricidad. Explica los procesos de generación, transporte y distribución de energía eléctrica, así como las unidades de tensión, corriente e intensidad. Define la carga eléctrica, los campos eléctricos y magnéticos, y distingue entre corriente continua y alterna. Además, introduce los principales elementos de un circuito eléctrico como resistencias, fuentes, condensadores e inductancias. El objetivo es que los estudiantes comprendan los fundamentos de la electric
Este documento explica conceptos básicos de circuitos eléctricos como corriente, voltaje, potencia y energía. Define corriente como la tasa de flujo de carga eléctrica y explica que puede ser corriente alterna o directa. Define voltaje como la diferencia de potencial eléctrico requerida para mover una carga entre dos puntos, y potencia como la tasa a la que se transfiere energía. Usa ejemplos como una batería y un bombillo para ilustrar estos conceptos.
Este documento presenta conceptos básicos de circuitos eléctricos como carga eléctrica, corriente, voltaje, potencia y energía. Explica que la carga eléctrica es la cantidad fundamental responsable de los fenómenos eléctricos y que la corriente es la tasa de flujo de esta carga. También define voltaje como la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos y potencia como la tasa a la que se transfiere energía. Finalmente, da ejemplos para ilustrar estos conceptos clave.
El documento trata sobre la estructura atómica y la química inorgánica. Explica conceptos clave como la radiación electromagnética, la teoría cuántica de Planck, la explicación del efecto fotoeléctrico por Einstein, el modelo atómico de Bohr y las líneas espectrales, y las contribuciones de De Broglie, Heisenberg y Schrodinger al desarrollo de la mecánica cuántica. También describe los diferentes tipos de espectros electromagnéticos y las lí
ACERTIJO DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARÍS. Por JAVI...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “DESCIFRANDO CÓDIGO DEL CANDADO DE LA TORRE EIFFEL EN PARIS”. Esta actividad de aprendizaje propone el reto de descubrir el la secuencia números para abrir un candado, el cual destaca la percepción geométrica y conceptual. La intención de esta actividad de aprendizaje lúdico es, promover los pensamientos lógico (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia y viso-espacialidad. Didácticamente, ésta actividad de aprendizaje es transversal, y que integra áreas del conocimiento: matemático, Lenguaje, artístico y las neurociencias. Acertijo dedicado a los Juegos Olímpicos de París 2024.
2. Objetivos: Después de completar
este módulo deberá:
• Explicar y discutir con diagramas apropiados
las propiedades generales de todas las ondas
electromagnéticas.
• Discutir y aplicar la relación matemática entre
los componentes eléctrico E y magnético B de
una onda EM.
• Definir y aplicar los conceptos de densidad de
energía, intensidad y presión debidas a ondas
EM.
Este módulo es OPCIONAL: compruebe Textbook
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instructor.
3. Teoría de Maxwell
La teoría electromagnética desarrollada por James
La teoría electromagnética desarrollada por James
Maxwell (1831–1879) se basa en cuatro conceptos:
Maxwell (1831–1879) se basa en cuatro conceptos:
1. Los campos eléctricos E comienzan en cargas
1. Los campos eléctricos E comienzan en cargas
positivas y terminan en cargas negativas y se
positivas y terminan en cargas negativas y se
puede usar la ley de Coulomb para encontrar
puede usar la ley de Coulomb para encontrar
el campo E y la fuerza sobre una carga dada.
el campo E y la fuerza sobre una carga dada.
+ q1
q2 -
q
E=
2
4πε 0 r
F = qE
4. Teoría de Maxwell (Cont.)
2. Las líneas de campo magnético Φ no
2. Las líneas de campo magnético Φ no
comienzan o terminan, más bien consisten de
comienzan o terminan, más bien consisten de
lazos completamente cerrados.
lazos completamente cerrados.
Φ
B =
A sen θ
q
B =
qv sen θ
5. Teoría de Maxwell (Cont.)
3. Un campo magnético variable ∆B induce una
3. Un campo magnético variable ∆B induce una
fem y por tanto un campo eléctrico E (ley de
fem y por tanto un campo eléctrico E (ley de
Faraday).
Faraday).
Ley de Faraday:
∆Φ
E = -N
∆t
Al cambiar el área o el
campo B puede ocurrir un
cambio en flujo ∆Φ:
∆Φ = B ∆A
∆Φ = A ∆B
6. Teoría de Maxwell (Cont.)
4. Las cargas en movimiento (o una corriente
4. Las cargas en movimiento (o una corriente
eléctrica) inducen un campo magnético B.
eléctrica) inducen un campo magnético B.
Solenoide
B
l
R
Inductancia L
La corriente
I induce el
campo B
µ0 NI
B=
l
B
Ley de
Lenz
I B
x
x
x
x
x
x
7. Producción de una onda eléctrica
Considere dos barras metálicas conectadas a
una fuente CA con corriente y voltaje
sinusoidales.
+
-
+
-
Las flechas muestran vectores de campo (E)
Onda E
Ondas E sinusoidales transversales verticales.
8. Un campo magnético alterno
La corriente sinusoidal CA también genera una onda
magnética que alterna adentro y afuera del papel.
B hacia
adentro
B hacia afuera
I
+
-
I
r
Afuera
r
Adentro
X
B
r
•
B
+
-
X
•
9. Generación de una onda magnética
Generación de una onda magnética
debido a una corriente CA oscilatoria.
+
-
I
Las flechas muestran vectores de campo
magnético (B)
r
+
B
Onda B
Ondas B sinusoidales transversales horizontales
10. Una onda electromagnética
Una onda electromagnética consiste de la combinación
de un campo eléctrico transversal y un campo
magnético transversal mutuamente perpendiculares.
+
-
Las flechas muestran vectores de campo
Propagación de onda EM en el espacio
11. Transmisión y recepción
Una corriente CA genera una onda EM que luego
genera una señal CA en la antena receptora.
Las ondas EM se envían y
reciben
Transmisor
Antena
receptor
a
12. Campo B en movimiento que pasa un
carga
La relatividad dice que no hay un marco de referencia
preferido. Considere que un campo magnético B se mueve
con la rapidez de la luz c y pasa a una carga estacionaria q:
cCarga positiva
N
estacionaria
q
B
c
S
La carga q experimenta
una fuerza magnética F
F = qcB or
F
= cB
q
Pero el campo eléctrico E = F/q:
La sustitución muestra: E = cB
E
c=
B
13. Campo E en movimiento que pasa un
punto
Un alambre con longitud l se mueve con velocidad c y
pasa el punto A:
E
r
Se simula una corriente I.
A
++++++
c
Alambre que se mueve
con velocidad c y pasa
E
A
En el tiempo t, un alambre de
longitud l = ct pasa el punto A
Densidad de carga:
Por tanto, la corriente I es:
q λ ct
I= =
= λc
t
t
q q
λ= =
l ct
In time t: q = λ ct
Corriente simulada I:
I = λc
14. Campo E en movimiento (Cont.)
E
r
La corriente simulada crea
A
c
++++++
un campo B:
E
Recuerde de la ley de Gauss:
λ
E=
2πε 0 r
I = λc
µ0 I µ0λ c
B=
=
2π r 2π r
Al eliminar λ de estas dos
ecuaciones se obtiene:
B = ε 0 µ 0 cE
15. Rapidez de una onda EM
Para ondas EM se vio que:
E
c=
B
B = ε 0 µ 0 cE
Al sustituir E = cB en la
última ecuación se obtiene:
B = ε 0 µ0 c(cB )
1
c=
ε 0 µ0
E
r
A
++++++
c
E
Las ondas EM viajan con
la rapidez de la luz, que
es:
c = 3.00 x 108 m/s
16. Importantes propiedades para
todas las ondas electromagnéticas
• Las ondas EM son ondas transversales. E y B
son perpendiculares a la velocidad de onda c.
• La razón del campo E al campo B es
constante e igual a la velocidad c.
17. Densidad de energía para un
campo E
La densidad de energía u es la energía por unidad de
volumen (J/m3) que porta una onda EM. Considere u para
el campo eléctrico E de un capacitor como se da a
continuación:
Densidad de
energía u para un
campo E:
A d
U
U
u=
=
Vol. Ad
ε0A
Recuerde C =
y V = ED : Densidad de energía 2
1
U
d
2 ε 0 AdE
u=
=
u:
Ad 1 ε E 2
ε0 A
2
2
u = 2 0 Ad
1
1
U = 2 CV = 2
( Ed )
d
18. Densidad de energía para un campo B
Anteriormente se definió la densidad de energía u para un
campo B con el ejemplo de un solenoide de inductancia L:
µ0 N 2 A
2
1
L=
; U = 2 LI ; V = Al
l
l
A
µ0 NI
B=
→
l
R
U µ0 N I
u=
=
2
Al
2l
2 2
NI B
=
l
µ0
Densidad de
energía para
campo B:
2
B
u=
2µ0
19. Densidad de energía para onda
EM
La energía de una onda EM se comparte igualmente
por los campos eléctrico y magnético, de modo que la
densidad de energía total de la onda está dada por:
2
B
Densidad de energía total: u = ε 0 E +
2µ0
1
2
O, dado que la energía se
comparte igualmente:
2
u = ε0 E =
2
B
2
µ0
20. Densidad de energía promedio
Los campos E y B fluctúan entre sus valores
máximos Em y Bm. Un valor promedio de la
densidad de energía se puede encontrar de los
valores cuadráticos medios de los campos:
Erms
Em
=
2
and Brms
y
Bm
=
2
Por tanto, la densidad de energía promedio uprom es:
u prom =
1
2
ε0 E
2
m
o
u prom = ε 0 E
2
rms
21. Ejemplo 1: La amplitud máxima de un campo
E de la luz solar es 1010 V/m. ¿Cuál es el
valor cuadrático medio del campo B?
Em 1010 V/m
Bm =
=
= 3.37 µ T
8
c
3 x 10 m/s
Bm 3.37 µ T
Brms =
=
; Brms = 2.38 µ T
2
Onda
EM
1.414
Tierra
¿Cuál es la densidad de energía promedio de la
onda?
2
u prom = 1 ε o Em = 1 (8.85 × 10 −12 Nm )(1010 V m)
2
2
C
2
2
u
prom
= 4.47 x 10 J3
m
-9
Note que la densidad de
energía total es el doble de
este valor.
22. Intensidad de onda I
La intensidad de una onda EM se define como la
potencia por unidad de área (W/m2).
La onda EM recorre una distancia ct a
través del área A, como se muestra:
Energía total = densidad x volumen
I=
Área A
Energía total = u(ctA)
I =
ct
P
E total
uctA
=
=
= uc
A Tiempo ⋅ Área
tA
Y como
u = εοΕ2
Intensidad total:
I = cε 0 E
2
m
P
A
A
I=
P
= uc
A
23. Cálculo de intensidad de
onda
Al calcular intensidad, debe
distinguir entre valores promedio y
valores totales:
2
2
IT = cε 0 Em = 2cε 0 Erms
P
I=
A
Área A
2
I prom = 1 cε 0 Em
avg
2
2
2
I avg = 1 cε 0 Em = cε 0 Erms
2
prom
Como E = cB, I también se puede expresar en términos de B:
c 2 2c 2
IT =
Bm =
Brms
µ0
µ0
I avg
prom
c 2
c 2
=
Bm =
Brms
2µ0
µ0
24. Ejemplo 2: Una señal recibida desde una
estación de radio tiene Em = 0.0180 V/m. ¿Cuál
es la intensidad promedio en dicho punto?
La intensidad promedio es:
I prom = cε 0 E
1
2
I prom =
1
2
(3 × 10 m s)(8.85 × 10
8
2
m
−12 Nm 2
C2
)(0.018 V m) 2
I prom = 4.30 × 10 −7 W m 2
Note que la intensidad es potencia por unidad de
área. La potencia de la fuente permanece
constante, pero la intensidad disminuye con el
cuadrado de la distancia.
25. Intensidad de onda y distancia
Intensidad I a una distancia r
de una fuente isotrópica:
P
P
I= =
A 4π r 2
La potencia promedio de la
fuente se puede encontrar de
la intensidad a una distancia r :
Para condiciones
isotrópicas:
P = AI prom = (4πr 2 ) I prom
A
Para potencia que
cae sobre superficie
de área A:
P = Iprom A
26. Ejemplo 3: En el ejemplo 2, en un punto se
observó una intensidad promedio de 4.30 x 10-7
W/m2. Si la ubicación está a 90 km (r = 90,000
m) de la fuente de radio isotrópica, ¿cuál es la
potencia promedio emitida por la fuente?
90 km
P
I prom =
= 2.39 × 10 − 5 W m 2
2
4πr
P = (4πr2)(4.30 x 10-7 W/m2)
P = 4π(90,000 m)2(4.30 x 10-7 W/m2)
Potencia promedio
del transmisor:
P = 43.8 kW
P = 43.8 kW
Esto supone propagación isotrópica, lo que no es
probable.
27. Presión de radiación
Las ondas EM no sólo portan energía, también
portan cantidad de movimiento y ejercen presión
cuando los objetos las absorben o reflejan.
Recuerde que Potencia = F v
P Fc
F I
I= =
or
=
A A
A c
Presión de
radiación
Fuerza
Área
A
La presión se debe a la transferencia de cantidad de
movimiento. La relación anterior proporciona la presión
para una superficie que absorbe completamente.
28. Presión de radiación (Cont.)
El cambio en cantidad de movimiento para una onda
que se refleja completamente es el doble de la de una
onda absorbida, de modo que las presiones de
radiación son las siguientes:
Onda absorbida:
Presión de Fuerza
radiación
Área
Onda reflejada:
Presión de Fuerza
radiación
Área
A
F I
=
A c
A
F 2I
=
A c
29. Ejemplo 4: La intensidad promedio de la luz solar
directa es aproximadamente 1400 W/m2. ¿Cuál es
la fuerza promedio sobre una superficie que
absorbe completamente cuya área es de 2.00 m2?
Onda absorbida:
Presión de Fuerza
radiación
Área
Para superficie
absorbente:
IA
F=
c
A
2
F I
=
A c
2
(1400 W/m )(2.00 m )
F=
3 x 108 m/s
F = 9.33 x 10-6 N
F = 9.33 x 10-6 N
30. El radiómetro
Un radiómetro es un dispositivo que demuestra
Un radiómetro es un dispositivo que demuestra
la existencia de la presión de radiación:
la existencia de la presión de radiación:
Un lado de los paneles
Un lado de los paneles
es negro (totalmente
es negro (totalmente
absorbente) y el otro
absorbente) y el otro
blanco (totalmente
blanco (totalmente
reflectora). Los paneles
reflectora). Los paneles
giran bajo la luz debido a
giran bajo la luz debido a
las diferencias de
las diferencias de
presión.
presión.
Radiómetro
31. Resumen
Las ondas EM son ondas transversales.
Tanto E como B son perpendiculares a la
velocidad de onda c.
La razón del campo E al campo B es
constante e igual a la velocidad c.
Las ondas electromagnéticas portan
energía y cantidad de movimiento y pueden
ejercer presión sobre superficies.
32. Resumen (Cont.)
Las ondas EM viajan a la
rapidez de la luz, que es:
c = 3.00 x 108 m/s
Densidad de energía total:
Erms
Em
=
2
E c= 1
c=
ε 0 µ0
B
2
B
u = ε0 E +
2 µ0
1
2
and Brms
y
2
Bm
=
2
33. Resumen (Cont.)
La densidad de energía promedio:
uavg = ε 0 E
prom
1
2
2
m
uavg = ε 0 E
o
prom
I avg = cε 0 E = cε 0 E
prom
1
2
2
m
2
rms
2
rms
Intensidad y
distancia
Totalmente
absorbente
Totalmente
reflectora
P
P
I= =
A 4π r 2
F I
=
A c
F 2I
=
A c