C U R S O: FÍSICA COMÚN MATERIAL: FC-23
GUÍA RESUMEN DE FÍSICA
MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES Las unidades fundamentales en el Sistema Internacional son: Magnitud Fundamental
Nombre
Símbolo
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
kg
Tiempo
segundo
s
Intensidad de corriente eléctrica
ampere
Temperatura
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
mol
Intensidad luminosa
candela
cd
Para abreviar se usan prefijos que indican la multiplicación por alguna potencia de 10: Factor
A
Prefijo
Símbolo
10
6
Mega
M
10
3
Kilo
k
10
2
Hecto
h
10
1
Deca
da
10
-1
Deci
d
10
-2
Centi
c
10-3
Mili
M
10-6
Micro
μ
Se definen dos tipos de magnitudes: 1) Escalares: Son aquellas magnitudes que solo se distinguen por su módulo magnitud. Ejemplos: rapidez, masa, tiempo, distancia, área, perímetro, densidad, volumen, temperatura, etc. 2) Vectoriales: Son aquellas que se distinguen con 3 características fundamentales: Módulo o magnitud, dirección y sentido. Ejemplos: desplazamiento, velocidad, aceleración, fuerza, momentum lineal, torque, etc.
Adición y Sustracción de Vectores b
a
Adición
Sustracción
b
-b
a a+b
a–b
2
a
CINEMÁTICA Movimientos sin aceleración Relaciones para el movimiento relativo entre dos cuerpos Si viajan con sentido opuesto t(s): tiempo que tardan en encontrarse. d(m): separación inicial entre los móviles. v1(m/s): rapidez del móvil 1. v2(m/s): rapidez del móvil 2.
d t= v1 + v2
Si viajan con igual sentido t=
t(s): tiempo que tarda un móvil en alcanzar al otro. d(m): separación inicial entre los móviles. v1(m/s): rapidez del móvil 1. v2(m/s): rapidez del móvil 2.
d v1 v2
Rapidez media VM =
dtotal = distancia total ttotal = tiempo total
dtotal t total
Velocidad Media
VM =
dtotal t total
dtotal = desplazamiento total ttotal = tiempo total
Movimientos con aceleración Aceleración media
a=
V Vfinal Vinicial = t t final tinicial
Ecuaciones de Cinemática
x(t) = v0 · t
1 · a · t2 2
v = v0 a · t v2 = v20 2 · a · d
x: posición del cuerpo en función del tiempo (m). a: aceleración (m/s2). t: tiempo (s). v0: velocidad inicial (m/s). v: velocidad final (m/s). d(m): distancia recorrida. ±: Si v0 y a tienen el mismo sentido se ocupa signo + y si tienen sentidos distintos se ocupa -.
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CAIDA LIBRE Y LANZAMIENTO VERTICAL 1 · g · t2 2 v(t) = v0 – g · t x(t) = v0 · t
a(t) = -g = cte.
tsubida : tiempo que tarda en subir el cuerpo
v tsubida = 0 g
hmax =
x(m): posición del cuerpo en función del tiempo. a(m/s2): aceleración. t(s): tiempo. v0(m/s): velocidad inicial. g(m/s2): aceleración de gravedad, de valor. aproximado 9,8 m/s2, o 10 m/s2. ±: Si v0 y g tienen el mismo sentido se ocupa signo - y si tienen sentidos distintos se ocupa +.
hmáx : altura máxima que alcanza a subir el cuerpo, como se aprecia sólo depende de la velocidad inicial ya que g es constante.
(v0 )2 2·g
v0: velocidad inicial (m/s). g: aceleración de gravedad (m/s2), de valor aproximado 9,8 m/s2, o 10 m/s2. Lanzamiento vertical: El tiempo de subida es el mismo que de bajada. La aceleración siempre es g, apunta hacia abajo y nunca se hace cero. La altura máxima y el tiempo de subida no dependen de las masas de los objetos.
DINÁMICA Primera Ley de Newton (Principio de Inercia) Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (MRU), a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Segunda Ley de Newton Siempre que una fuerza no equilibrada actúa sobre un cuerpo, en la dirección y sentido de la fuerza se produce una aceleración, que es directamente proporcional a la fuerza, si la masa es constante e inversamente proporcional a la masa del cuerpo, si la fuerza es constante. Matemáticamente la ley se expresa de la siguiente forma: m(kg): masa. a(m/s2): aceleración. Fneta(N): fuerza neta
FNETA = m · a
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Tercera Ley de Newton (Principio de acción y reacción): Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza de igual magnitud, igual dirección y de sentido contrario. Fuerza de Roce e : coeficiente de roce estático. c : coeficiente de roce cinético. N: normal o fuerza normal (N). fe : fuerza de roce estático N). fc : fuerza de roce cinético (N).
fe = e · N fC = C · N
Momentum o Cantidad de movimiento m: masa (kg) v: velocidad (m/s) p: momentum (kg · m/s)
p=m·v
Impulso F: fuerza (N) t: intervalo de tiempo (s) I: impulso (N · s)
I = F · t
Momentum: En un choque, el momentum antes del choque debe ser igual al momentum después del choque. Si no hay fuerza externa neta.
Impulso y variación del momentum I = p
I = m · v 2 – m · v1
Momento de Fuerza (Torque) Momento de Fuerza = Brazo de palanca x fuerza La magnitud del torque realizado por una fuerza que es perpendicular al brazo es la siguiente. = F · b
(m · N): torque. b(m): brazo de palanca. F(N): fuerza perpendicular al brazo de palanca.
Eje de giro b F
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Condiciones para el equilibrio Las dos condiciones necesarias para que un objeto esté en equilibrio son: I)
La fuerza externa resultante sobre el objeto debe ser igual a cero, es decir: F=0 en este caso se dice que el cuerpo está en equilibrio traslacional.
II)
El torque externo resultante sobre el objeto debe ser cero alrededor de cualquier origen, es decir: = 0 en este caso se dice que el cuerpo está en equilibrio rotacional.
En los distintos tipos de palancas vemos la aplicación de torques Potencia
O
palanca de primera clase (balancín)
Resistencia
P O
palanca de segunda clase (carretilla)
O
palanca de tercera clase (pinzas)
R
P
R
polea móvil
polea fija
F
O
F=
r
P 2
F F=P P P
Si el número de poleas móviles es n entonces podemos hacer F =
P
, P = Peso 2n Las poleas móviles reducen la fuerza, pero no el trabajo necesario para levantar un cuerpo. 6
Trabajo Mecánico W(J): trabajo. F(N): fuerza. d(m): desplazamiento. : ángulo que forma el vector F con el vector d.
W = F · d · cos
Potencia Mecánica P(watt): potencia. W(J): trabajo. t(s): tiempo.
W P= [watt] t
Joule 1 [watt] = 1 segundo
Energía Cinética EC =
1 · m · v2 2
Relación entre el trabajo neto y la variación de energía cinética
WNETO = EC (final) – EC (inicial)
Wneto =
1 · m · vF2 v2i 2
Energía potencial Ep(J): energía potencial. m(kg): masa. h(m): altura.
EP = m · g · h
Relación entre el trabajo hecho por la fuerza peso y la variación de energía potencial w(J): trabajo hecho por la fuerza peso. Ep(J): variación de la energía potencial. Esta relación es válida sólo si no existe fuerza de roce
WPeso = -EP WPeso = Ep(inicial)
-
Ep(final)
Energía Mecánica EM = EC+EP
EM(J): energía mecánica. EC(J): energía cinética. EP(J): energía potencial. 7
Energía Mecánica: En ausencia de fuerzas disipativas, la energía mecánica se conserva.
Temperatura Relación entre las distintas escalas de temperatura TF =
TC =
9 TC + 32 5
TC: temperatura en grados Celsius. TF: temperatura en grados Fahrenheit. TK: temperatura en Kelvin
5 (TF – 32) 9
TK = TC + 273 TF =
9 TK – 459,4 5
Relación entre variaciones de temperatura TºF =
9 · TºC 5
TC: variación de temperatura en grados Celsius. TF: variación de temperatura en grados Fahrenheit. TK: variación de temperatura en Kelvin.
TK = TºC
Dilatación L = · L · T A = · A · T V = · V · T
Calor
L(m): variación de la longitud. A(m2): variación del área. V(m3): variación del volumen. (1/ºC): coeficiente de dilatación lineal. (1/ºC): coeficiente de dilatación superficial. (1/ºC): coeficiente de dilatación volumétrico. L(m): longitud o largo inicial. A(m2): área inicial. V(m3): volumen inicial. T(ºC): variación de temperatura. Se cumple aproximadamente que = 2 y que = 3
Calor absorbido o cedido
Q = m · c · T
C=
Q Τ
Q(cal): calor cedido o absorbido. Tº(ºC): variación de temperatura. c(cal/g·ºC): calor específico. m(g): masa. Q(cal): calor cedido o absorbido. Tº(ºC): variación de temperatura. C(cal/ºC): capacidad calorífica.
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El calor: El calor es energía en tránsito. Pasa espontáneamente de un cuerpo de mayor temperatura a uno de menor temperatura. Los cuerpos “no poseen calor”. Trasmiten o reciben calor. El frío es la ausencia de calor y no fluye a través de los cuerpos, lo que fluye es el calor.
c=
c(cal/g·ºC): calor específico. m(g): masa. C(cal/ºC): capacidad calorífica.
C m
El equivalente mecánico del calor nos dice que: 1 caloría = 4,186 Joules. Mezclas: en las mezclas entre dos sustancias que están aisladas, se cumple que: QCEDIDO + QABSORBIDO = 0 mA · cA · TA = -mB · cB · TB Cambios de estado: el calor necesario para un cambio de estado se obtiene como: Q=m·L
Q: calor (cal). m: masa (g). L: calor latente (cal/g).
Sublimación Solidificación SÓLIDO
Condensación LÍQUIDO
Fusión
GAS
Vaporización
Propagación del Calor El calor se propaga por: Conducción: Mediante el choque de las moléculas y partículas en los sólidos. Convección: Mediante el movimiento de un fluido dentro del mismo fluido. Radiación: Mediante la emisión de ondas electromagnéticas, en el espectro infrarrojo principalmente. Por ser de carácter electromagnética puede ocurrir en el vacío también.
ONDAS : longitud de onda, es la longitud que tiene un ciclo (m). f: frecuencia, es el número de ciclos que ocurren en cada segundo. f se mide en (1/s) o (Hertz) o (RPS). T: periodo, es el tiempo que dura una oscilación o ciclo. T se mide en (s). Relación frecuencia- periodo es f = 1/T.
monte
v
amplitud
amplitud
valle
9
monte
Velocidad de una onda: sólo depende del medio en el que viaja y se puede obtener como:
m v = ·f s
v=
d m t s
Ondas Estacionarias Las ondas estacionarias a diferencia de las ondas viajeras se mueven entre dos puntos fijos, se producen por reflexión e interferencia entre ondas que tienen igual amplitud, frecuencia y velocidad. 2 nodos, 1 vientre o antinodo. Se forma /2
Primer armónico o frecuencia fundamental, n = 1.
3 nodos, 2 vientres o antinodos. Se forma una
Segundo armónico o primer sobretono, n = 2.
4 nodos, 3 vientres o antinodos. Se forma una 1,5
Tercer armónico o segundo sobretono, n = 3.
Para ondas estacionarias que se producen en una cuerda que está tensa. La relación entre el largo de la cuerda, que se pone a vibrar, y la longitud de onda de las ondas que se forman en ella es L=
n 2
donde n es el número de antinodos o vientres. Las frecuencias a las que se producen estas ondas en la cuerda está dada por: n f= 2L
T
T: tensión de la cuerda (N). : densidad lineal de la cuerda que se obtiene dividiendo la masa de la cuerda entre el largo de la cuerda (kg/m). n: número de antinodos.
velocidad de una onda viajando en una cuerda
v=
T
T: tensión de la cuerda (N). : densidad lineal de la cuerda que se obtiene dividiendo la masa de la cuerda entre el largo de la cuerda (kg/m). v: velocidad de la onda en la cuerda (m/s).
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Rango audible de frecuencias se puede decir que en general el rango de frecuencia que perciben las personas, es infrasonido
f = 20 hertz
f = 20.000 hertz
= 17 m
= 0,017 m
ultrasonido
donde la longitud de onda se ha obtenido usando v = 340 m/s y la ecuación = v/f.
Efecto Doppler
donde:
v vR fR = fE S vS vE
fR es la frecuencia del receptor. fE es la frecuencia del emisor. vE velocidad del emisor. vR velocidad del receptor. vS velocidad del sonido.
(-)
(-)
(+)
(+)
P1
Receptor
Emisor
Eco Para que exista eco el tiempo transcurrido entre el sonido emitido y el que regresa al oyente debe ser mayor o igual a 0,1 s, esto hace que si se toma la velocidad del sonido como 340 m/s la persona se debe parar frente al obstáculo a 17 m pero si la velocidad fuese 360 m/s entonces deberá pararse a 18 m frente al obstáculo, lo importante es el tiempo que tarda la onda en ir y volver.
LUZ Ley de Snell Cuando la luz se refracta se cumple que
n1 · sen1 = n2 · sen2
n1: n2: 1: 2:
índice de refracción del medio 1. índice de refracción del medio 2. ángulo incidente. ángulo de refracción.
El índice de refracción depende del medio transparente por donde viaja la luz y se obtiene como:
n=
c v
n: índice de refracción. v: velocidad de la luz en el medio (m/s). c: velocidad de la luz en el vacío (m/s). c = 3 · 108 (m/s). c = 3 · 105 (km/s).
Relación entre la velocidad de la luz en el medio 1 y 2 con el índice de refracción en el medio 1 y 2 es n
2
n1
=
11
v1 v2
En la refracción de una onda se cumple que
medio 1 medio 2
Si 1 > 2 v1 > v2 1 > 2 n1 < n2
1 2
Si 2 > 1 v2 > v1 2 > 1 n2 < n1
Dispersión de la luz, se produce porque el mismo medio transparente a la luz presenta un mayor índice de refracción a los colores con menor longitud de onda y viceversa, por lo tanto sufrirán mayor desviación y viajarán más lento, los colores de menor longitud de onda. Se sabe que:
violeta < azul < verde < rojo Espejo plano: solo forma imágenes virtuales de igual tamaño y derechas. n: el número de imágenes que forman dos espejos planos entre si, cuando hay entre ellos un ángulo es igual a n=
360
Espejo Cóncavo: forma imágenes reales de mayor, menor e igual tamaño, y también forma imágenes virtuales de mayor tamaño. Espejo Convexo: sólo forma imágenes virtuales de menor tamaño. Lente convergente o biconvexo: forma las mismas imágenes que el espejo cóncavo. Lente divergente o bicóncavo: forma las mismas imágenes que el espejo convexo.
ELECTRICIDAD Formas de cargar eléctricamente un cuerpo: Frotación entre dos cuerpos neutros, quedan con distinto signo de carga. Contacto entre un cuerpo cargado y uno neutro, quedan con igual signo de carga. Inducción entre un cuerpo cargado y uno neutro, quedan con distinto signo de carga el inductor y el inducido. Fuerza eléctrica o Fuerza de Coulomb Es la fuerza que se ejercen entre si las cargas eléctricas, es del tipo acción y reacción, se observa de la ecuación que es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia que separa las cargas, y K es una constante eléctrica.
F=K·
Q1 Q2 r2
K(N·m2/C2): constante eléctrica. r(m): distancia entre las cargas Q1 y Q2. Q1 y Q2: cargas eléctricas. F(N): fuerza de Coulomb. 12
Intensidad de Corriente Eléctrica
I=
q (A) t
I(A): Intensidad de corriente eléctrica. q(C): carga eléctrica. t(s): tiempo que tardó en pasar la carga q.
Resistencia Eléctrica L R = [] A
R(): resistencia eléctrica. L(m): largo del conductor. A(m2):área o sección de corte del conductor. (ohm · metro): constante de resistividad eléctrica. R(): resistencia eléctrica.
V = I · R[]
V(V): voltaje o potencial. I(A): intensidad de corriente eléctrica.
Resistencias en serie La Resistencia equivalente se obtiene como: R = R1 + R2 + … + Rn
R2
R1
Rn
Es decir la suma de las resistencias parciales. En un circuito serie se cumple que: La corriente que pasa por cada una de las resistencias o conductores es la misma. La suma de los voltajes parciales es igual al que entrega la fuente.
Resistencias en paralelo La Resistencia equivalente se obtiene como: 1 1 1 1 1 = + + + ... + R R1 R2 R 3 Rn
R1
R2
Rn
Es decir la suma de los inversos de las resistencias parciales, el error más común es olvidarse de dar vuelta el resultado una vez hecha la suma de fracciones, además se cumple que: En un circuito paralelo cumple que: La suma de las corrientes parciales es igual a la corriente total del circuito. El voltaje es el mismo para todos los conductores conectados en paralelo
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Potencia eléctrica La energía que entrega, a las cargas, la fuente de voltaje en cada segundo es su potencia eléctrica P = V · I [W]
P(Watt): potencia eléctrica. V(V): voltaje. I(A) : intensidad de corriente eléctrica.
La energía entregada por la fuente se disipa en forma de calor, ya que cuando la corriente atraviesa un conductor éste eleva su temperatura, esto se conoce como Efecto Joule, esta energía disipada en cada segundo, se puede obtener como
P = I2 · R =
V2 R
LA TIERRA Y SU ENTORNO
El Sistema Solar El orden de los planetas, respecto a su distancia al sol, es el siguiente:
Sol
Los planetas del sistema solar se pueden clasificar en: Planetas interiores y rocosos: formados principalmente por materiales rocosos y metálicos. Ellos son, Mercurio, Venus, Tierra, Marte. Planetas exteriores y gaseosos: son esencialmente gaseosos. Ellos son, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno.
Tierra Debido a diversos estudios se conoce que la edad aproximada de la Tierra es 4600 millones de años. La mayor parte de este tiempo la tierra se estuvo enfriando y creando la atmósfera de la cual disfrutamos hoy en día. La atmósfera está compuesta de una mezcla de gases, un 78% nitrógeno, 21% oxígeno y los restantes gases inertes como argón, dióxido de carbono, vapor de agua entre otros.
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Movimientos de la Tierra Traslación: Es el movimiento de la tierra alrededor del Sol. Una vuelta completa requiere un tiempo de 365,2422 días. Rotación: Es el giro de la tierra con respecto a su mismo eje. Una vuelta completa requiere un tiempo de 24 horas. Precesión: Es un lento balanceo que dura 25,767 años donde el eje de la tierra describe un cono de abertura 47°. Nutación: es la oscilación periódica del polo de la Tierra alrededor de su posición media en la esfera celeste, debido a las fuerzas externas de atracción gravitatoria entre la Luna y el Sol con la Tierra. Esta oscilación es similar al movimiento de una peonza (trompo) cuando pierde fuerza y está a punto de caerse Nota: Las estaciones del año se producen por que el eje de la tierra está inclinado con respecto al plano de traslación aproximadamente 23°. Sismos o Terremotos Los sismos y terremotos se producen por el rompimiento de las rocas al interior de la tierra y generalmente se ubican en las zonas de contacto de las placas tectónicas. El lugar específico donde se produce la ruptura se llama hipocentro y su proyección en la superficie se llama epicentro. La trasmisión de la energía generada en la ruptura se realiza principalmente por la propagación de dos ondas. Las ondas P (primarias) de tipo compresional y las ondas S (secundarias) donde la deformación del material es perpendicular a la propagación. Las ondas S no se propagan en los fluidos y viajan más lento que las ondas P. Para la medición del impacto de un sismo se usan habitualmente dos escalas de medida. La escala Richter que mide la energía liberada y se basa en el registro sismográfico y la escala Mercalli que se basa en los daños en las estructuras y la sensación percibida por la gente. PENDIENTES Y AREAS BAJO LA CURVA En todos los gráficos se ha usado P para expresar lo que representa la pendiente y ABLC para expresar lo que representa el área bajo la curva. distancia vs tiempo d(m)
velocidad vs tiempo
P: velocidad. ABLC: nada
P: aceleración. ABLC: distancia recorrida
t(s) aceleración vs tiempo
fuerza vs distancia
P: nada. ABLC: variación de la velocidad.
P: nada. ABLC: trabajo realizado.
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fuerza vs tiempo
fuerza vs velocidad
P: nada. ABLC: impulso ejercido
potencia vs tiempo
P: nada. ABLC: potencia.
momentum vs tiempo
P: fuerza. ABLC: nada.
P: nada. ABLC: trabajo.
momentum vs velocidad
calor vs. temperatura
P: nada. ABLC: variación de la energía cinética.
P: m·c (masa por calor específico) ABLC: nada.
voltaje vs. intensidad de corriente
P: resistencia eléctrica. ABLC: potencia eléctrica
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Aberración: Deformación de una imagen producida por una lente. Amperímetro: Instrumento utilizado para medir intensidad de la corriente eléctrica. Amplitud: Distancia del punto medio al máximo (cresta) de una onda o, lo que es equivalente, del punto medio al mínimo (valle). Ángulo crítico: Ángulo de incidencia mínimo para el cual un rayo de luz experimenta una reflexión total dentro de un medio. Antinodos: Posiciones de una onda estacionaria donde se presentan las amplitudes mayores. Año luz: Distancia que recorre la luz en el vacío durante un año. Apogeo: El punto de la órbita elíptica de un satélite más alejado del centro de la Tierra. Aumento: Es la razón entre el tamaño de la imagen y el tamaño del objeto. Batidos: Son fluctuaciones periódicas y repetitivas en la intensidad de un sonido cuando dos ondas de frecuencias parecidas se hacen interferir. Brazo de palanca: Distancia perpendicular entre un eje y la línea de acción de una fuerza que tiende a producir rotación alrededor de dicho eje. Cal: Símbolo de caloría. Calor: Transferencia de energía por movimientos moleculares al azar, cuyo resultado es la ganancia o pérdida de energía interna. Caloría: Unidad de calor. Una caloría (símbolo cal) es el calor necesario para aumentar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius. Una Caloría (con C mayúscula) equivale a mil calorías y es la unidad que se emplea para describir la energía disponible de los alimentos. (1 cal = 4.186 J, 1J = 0.24 cal) Canal auditivo: conducto que conecta el medio ambiente con el tímpano. Calor específico: Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado Celsius. Carga eléctrica: Propiedad eléctrica fundamental a la cual se atribuyen las atracciones o repulsiones mutuas entre electrones o protones. Centro de gravedad: Punto central de la distribución del peso de un objeto, donde se puede considerar que actúa la fuerza de gravedad. Se abrevia CG. Centro de masa: Punto central de la distribución de masa de un objeto, donde se puede considerar que se concentra toda su masa. En condiciones ordinarias coincide con el centro de gravedad. Cero absoluto: Temperatura a la cual una sustancia no tiene ya energía cinética por partícula (térmica) que ceder. Esta temperatura corresponde a 0 K, ó a -273ºc.
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Coherentes: En relación con las ondas de luz, las que tienen frecuencia y fase idénticas y que viajan en la misma dirección. Un láser produce luz coherente. Colisión elástica: Colisión en la cual los objetos que chocan rebotan sin sufrir una deformación duradera y sin generar calor. Colisión inelástica: Colisión en la cual los objetos que chocan se deforman o bien generan calor en el momento del impacto. Compresión: (a) En mecánica, la acción de apretar un material para reducir su volumen. (b) En el sonido, pulsación de aire comprimido (u otro material); es lo contrario de rarefacción. Conservación de la carga: Principio que establece que la carga eléctrica neta no se crea ni se destruye, pero es transferible de un material a otro. Convección: Forma de transferencia de calor por el movimiento de la sustancia misma que se calienta; por ejemplo, por las corrientes de un fluido. Corriente directa (cd): Corriente eléctrica cuyo flujo de carga es siempre en un solo sentido. Cresta: Uno se los puntos de una onda donde la misma es más elevada o la perturbación es mayor. Cuanto: Unidad fundamental de “tamaño”; la cantidad más pequeña de algo. Un cuanto de energía luminosa es un fotón. Cuerpo negro: es idealmente un elemento que absorbe la totalidad de la energía radiante que le incide. Difracción: Desviación de una onda en torno a una barrera, como un obstáculo o los bordes de una abertura. Dispersión: Separación de la luz en colores dispuestos de acuerdo con su frecuencia, por interacción con un prisma o una rejilla de difracción, por ejemplo. Eclipse lunar: Obstrucción del paso de la luz que ilumina la Luna llena cuando la Tierra está directamente entre el Sol y la Luna, de modo que su sombra se proyecta sobre ésta. Eclipse solar: Interrupción del paso de la luz solar hacia un observador situado en la Tierra cuando la Luna se encuentra directamente entre el Sol y la Tierra. Efecto de invernadero: Efecto de calentamiento causado por la energía radiante de longitud de onda corta del Sol, que penetra la atmósfera es absorbida por la Tierra, con más facilidad que la energía que puede escapar de longitud de onda larga emitida en la Tierra. Eficiencia: En una máquina, el cociente de la energía útil producida entre la energía total suministrada, o bien, el porcentaje del trabajo suministrado que se transforma en trabajo producido. Elástico: Término que se aplica al material que recupera su forma original después de que ha sido alargado o comprimido. 21
Electroimán: Imán cuyo campo es producto de una corriente eléctrica; en general se compone de un alambre devanado alrededor de un trozo de hierro. En fase: Término que se aplica a dos o más ondas cuyas crestas (y valles) alcanzan un punto al mismo tiempo, de modo que sus afectos se refuerzan mutuamente. Energía interna: Energía total almacenada en los átomos y moléculas de una sustancia. Energía radiante: Cualquier tipo de energía, incluso calor, luz y rayos X, que se transmite por radiación. Esto ocurre en forma de ondas electromagnéticas. Equilibrio térmico: Estado de dos o más objetos o sustancias en contacto térmico cuando han alcanzado una misma temperatura. Espectroscopio: Instrumento que sirve para separar la luz de un gas caliente o de otra fuente de luz en las frecuencias que la componen. Foco: En óptica, es el punto donde convergen los rayos de luz paralelos. Fotón: En el modelo corpuscular de la radiación electromagnética, única partícula que viaja con la rapidez de la luz y cuya energía está relacionada con la frecuencia de la radiación en el modelo ondulatorio. Frente de onda: Cresta, valle o cualquier porción continua de una onda bidimensional o tridimensional en la cual las vibraciones están en la misma etapa al mismo tiempo. Fuera de fase: Término que se aplica a dos ondas para las cuales la cresta de una onda llega a un punto al mismo tiempo que el valle de la otra. Sus efectos se cancelan mutuamente. Fuerza centrífuga: Fuerza ficticia que tiende a desplazar hacia afuera los objetos en rotación. Es ficticia en el sentido de que no es parte de una interacción, sino que se debe a la tendencia de un cuerpo en movimiento a describir una trayectoria recta. Hertz: Unidad de frecuencia del Sistema Internacional. (SI) Un hertz (Hz) es una vibración por segundo. Hipermétrope: Término que se aplica a una persona que tiene dificultad para enfocar los objetos cercanos debido a que sus globos oculares son tan cortos que las imágenes se forman detrás de la retina. Impulso: Producto de la fuerza por el intervalo de tiempo durante el cual actúa la fuerza. El impulso es igual al cambio de cantidad de movimiento. Incoherente: Término que, aplicado a ondas de luz, describe una mezcla confusa de frecuencia, fase y posiblemente dirección. Inducción: Proceso de carga de un objeto sin contacto directo. electromagnética.
Véase también inducción
Inelástico: Término que se aplica a un material que no recupera su forma original después de ser estirado o comprimido.
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Inercia: Resistencia que todo objeto material opone a los cambios en su estado de movimiento. La masa es una medida de la inercia. Infrarrojo: Ondas electromagnéticas de frecuencia menor que la luz visible de color rojo. Infrasónido Término que se aplica a un sonido cuyo tono es demasiado bajo para que lo pueda percibir el oído humano; es decir, su frecuencia es inferior a 20 hertz. Ión: Átomo (o grupo de átomos unidos entre sí) con una carga eléctrica neta, la cual se debe a una pérdida o ganancia de electrones. Iridiscencia: Fenómeno en el cual la interferencia de las ondas de luz de diferentes frecuencias que se reflejan de las partes superior e inferior de una película delgada produce un espectro de colores. J: Símbolo de joule. Joule: Unidad de medida de energía. Kcal: Símbolo de kilocaloría. Kilocaloría: Unidad de calor. Una kilocaloría equivale a 1000 calorías, o a la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un kilogramo de agua en 1ºc. Láser: Instrumento óptico que produce un haz de luz coherente, es decir, un haz cuyas ondas tienen todas la misma frecuencia fase y dirección. Ley de Ohm: Ley que establece que la corriente que fluye en un circuito es directamente proporcional al voltaje que se le aplica e inversamente proporcional a su resistencia. Longitud focal: Distancia entre el centro de una lente y cualquier punto focal. Miope: Término que se aplica a una persona que ve con claridad los objetos cercanos pero no los distantes. El globo del ojo está alargado y las imágenes se enfocan delante de la retina y no sobre ella. Modos normales: La forma de las ondas estacionarias se llaman modos resonantes o normales. Monocromático: Que tiene un solo color o frecuencia. Movimiento armónico simple: Movimiento periódico en el cual la aceleración es proporcional a la distancia respecto a una posición de equilibrio y se dirige hacia dicha posición. Newton: Unidad de fuerza del Sistema Internacional. Un newton (N) es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo produce una aceleración de un metro por segundo al cuadrado. Nodo: Cualquier parte inmóvil de una onda estacionaria. Normal: Línea perpendicular a una superficie.
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Onda: perturbación que se repite de manera regular en el espacio y el tiempo y que se transmite progresivamente de una región de un medio a otra sin transporte de materia. Onda de choque: Onda cónica generada por un objeto que atraviesa un fluido con rapidez supersónica. Onda electromagnética: Onda que es en parte eléctrica y en parte magnética y transporta energía. La emiten las cargas eléctricas oscilantes. Onda estacionaria: Onda en la cual ciertas partes de la misma permanecen estacionarias y parece que la onda no se desplaza. Es el resultado de la interferencia entre una onda incidente (original) y una onda reflejada. Onda longitudinal: Onda en la cual la vibración ocurre en la misma dirección en que la onda está viajando y no en ángulo recto respecto a ella. Onda transversal: Onda cuya vibración se lleva a cabo en ángulo recto respecto a la dirección de desplazamiento de la onda. Opaco: Término que se aplica a los materiales que absorben luz sin reemitirla y que, en consecuencia, no permiten que la luz los atraviese. Óptica: estudio de la luz y los fenómenos luminosos. Patrón de interferencia: Patrón que se forma por la superposición de dos o más ondas que llegan a una región al mismo tiempo. Penumbra: Sombra parcial que aparece donde la luz de una parte de la fuente está bloqueada y la luz de otra parte de la fuente no lo está. Perigeo: Punto de la órbita elíptica de un satélite donde éste se encuentra más cercano al centro de la Tierra. Periodo: (a) Tiempo necesario para una órbita completa. (b) Tiempo necesario para que un péndulo complete una oscilación en ambos sentidos. En general, el tiempo necesario para completar un ciclo. Polarización: Alineación de las vibraciones de una onda transversal. Se consigue casi siempre eliminando por filtración las ondas que tienen otras direcciones. Potencia: Rapidez con la que se realiza trabajo o se transforma energía; es igual al cociente del trabajo realizado o la energía transformada entre el tiempo; se mide en watts. Principio de Huygens: todos los puntos de un frente de ondas se pueden considerar como fuentes puntuales de ondas secundarias. Pulsaciones: Variación pulsante de la intensidad del sonido causada por interferencia cuando dos tonos de frecuencia ligeramente distinta suenan al mismo tiempo. Punto de apoyo: Punto alrededor del cual gira una palanca. Radiación: (a) Energía que se transmite por medio de ondas electromagnéticas. (b) Partículas que emiten los átomos radiactivos como el uranio. 24
Rapidez de escape: Rapidez mínima necesaria para que un objeto escape de manera permanente de un campo gravitacional que lo retiene. Rapidez instantánea: Rapidez en un instante cualquiera. Rapidez lineal: Distancia recorrida por unidad de tiempo. Se llama también simplemente rapidez. Rapidez tangencial: Rapidez de un objeto que se desplaza en una trayectoria circular. Rapidez Terminal: Rapidez a la cual la aceleración de un objeto que cae es cero porque la fricción equilibra el peso. Rarefacción: Perturbación del aire (o de la materia) en la cual la presión se reduce. Es lo contrario de la comprensión. Reflexión: Rebote de una partícula u onda que incide en el límite entre dos medios. Reflexión difusa: Reflexión en muchas direcciones de las ondas que inciden sobre una superficie áspera. Reflexión interna total: Reflexión (sin transmisión) de 100% de la luz que incide en el límite entre dos medios con un ángulo mayor que el ángulo crítico. Refracción: Cambio de dirección de una onda cuando cruza el límite entre dos medios en los cuales la onda viaja con diferente rapidez. Rejilla de difracción: Serie de ranuras o surcos paralelos muy juntos que se emplea para separar los colores de la luz por interferencia. Resistencia eléctrica: Resistencia de un material al flujo de corriente eléctrica a través de él; se mide en ohms (símbolo O). Resonancia: Fenómeno que ocurre cuando la frecuencia de las vibraciones forzadas que se imponen a un objeto coinciden con la frecuencia natural del objeto; en consecuencia, se produce un aumento notable en la amplitud. Reverberación: Persistencia de un sonido debida a las reflexiones múltiples, como en un eco. Sonar: Sistema de emisión de ondas ultrasónicas y recepción de las ondas ultrasónicas reflejadas por objetos. Superconductor: Material cuya conductividad es infinita a temperaturas muy bajas y permite que la carga fluya por él sin resistencia. Temperatura: Propiedad de un material que indica qué tan caliente o frío está en relación con un estándar. En un gas ideal es la energía cinética molecular por molécula. (La energía cinética molecular promedio).
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