INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “BOLÍVAR”

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LEYES DE NEWTON 1. Ley de la inercia

2. Ley de Fuerza

3. Ley de Acción y Reacción

Primera ley de Newton o Ley de la inercia

La primera ley del movimiento explica que todo cuerpo persevera en su estado de reposo

o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por

fuerzas impresas sobre él.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial,

ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una

fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que: El cambio de movimiento es

proporcional a la fuerza impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella

fuerza se imprime. F= m. a

Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones

mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya habían

sido propuestas de otras maneras por Galileo,Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la

mecánica un conjunto lógico y completo.8 Expone que por cada fuerza que actúa sobre

un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido

contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre

la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero

con sentido opuesto.

Experimento sobre la Primera Ley de Newton

Objetivo: Realizar un experimento de física que nos permita verificar el enunciado de la

Primera ley de Newton.

Materiales:

Recipiente con agua

Plato o bandeja de plástico o metal

Tubo de cartón de papel de tocador

Un par de Huevos de Gallina

PROCEDIMIENTO:

Primero pon un poco de agua en el recipiente, el cual puede ser un vaso grande, una

jarra o lo que consigas. Sobre él/ella, coloca el plato o bandeja. Siguiendo con el

procedimiento, debes ubicar el tubo de cartón verticalmente, como se muestra en el

video. Por último, apoyas el huevo sobre el extremo superior del tubo de cartón.

Debes jalar o empujar fuerte y rápidamente la bandeja. Ello la sacará de su lugar, junto

con el tubo de cartón. Increíblemente, el huevo caerá dentro del vaso con agua.

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COMO FUNCIONA

La primera ley de newton anuncia que un cuerpo conserva su estado de movimiento

uniforme rectilíneo o de reposo, a no ser que sea obligado a cambiar su estado por

fuerzas que se apliquen sobre él.

Cuando jalamos fuertemente la bandeja le estamos aplicando un fuerza externa que

modifica su estado de reposo. Al salir “despedida”, los bordes de la bandeja chocan con

el tubo de cartón y también le aplican a él una fuerza que modifica su estado de reposo.

La fuerza es pequeña, pero como la masa del tubo es despreciable lo acelera fácilmente.

Por último, el tubo ejerce sobre el huevo una pequeña fuerza, pero como la masa del

mismo es significativa, no alcanza para modificar su estado de reposo. Esto hace que él

caiga debido a la fuerza de gravedad, como obviamente era de esperar.

MECANICA INTRODUCCION DE LA MECANICA

El estudio de la mecánica se inició con el análisis de números pequeños de objetos

grandes que se mueven lentamente, lo que nosotros ahora llamamos "la mecánica

clásica”. Isaac Newton (1643-1727) está reconocido como la figura principal en la

mecánica clásica.

DEFINICION: Mecánica es la ciencia que describe y predice condiciones de reposo o

movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas

TIPOS DE MECANICA

Como todas las demás ciencias que se dividen el trabajo, la Mecánica no es la excepción.

Para ser más precisos, la Mecánica se divide en tres partes:

1. Mecánica de cuerpos rígidos

2. Mecánica de cuerpos deformables

3. Mecánica de fluidos

En Mecánica utilizaremos cuatro conceptos básicos que son:

Espacio: Posición de un punto cualquiera, definida por tres longitudes que se tomará

de un punto de referencia u origen, en tres direcciones (coordenadas).

Tiempo: Aquel tomado cuando un evento tome su posición en el espacio.

Masa: usada para caracterizar y comparar los cuerpos con base en ciertos

experimentos mecánicos.

Fuerza: Representará la acción de un cuerpo sobre otro que puede ejercerse por

contacto real o distancia. Una fuerza se caracteriza por su punto de aplicación, su

magnitud, dirección y sentido, lo cual representará un vector.

3era. LEY DE NEWTON

Enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y

opuesta".

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En términos más explícitos: La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa

sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de

sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.

Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud,

sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

EXPERIMENTO

Objetivos

Demostrar la tercera ley de Newton, o también conocida como principio de acción y

reacción.

Materiales

1 Hoja de papel A4

Tijera

Encendedor o mechero

CONCLUSION DEL EXPERIMENTO

Este experimento, no es ni más ni menos que una consecuencia de la Tercera ley de

Newton. La misma también es conocida como principio de acción y reacción, y

enuncia que: con toda acción, ocurre siempre una reacción, que es igual y contraria.

GLOSARIO

Empuje.- Acción y efecto de empujar.

Rígido.- Que no se puede doblar (‖ torcer).

Fluido.- Se dice de las sustancias en estado líquido o gaseoso.

Estática.- Parte de la mecánica que estudia las leyes del equilibrio.

Dinámica.- Perteneciente o relativo a la fuerza cuando produce movimiento.

Movimiento.- Estado de los cuerpos mientras cambia de lugar o de posición.

Fuerza.- Capacidad para soportar un peso o resistir un empuje.

Mecánica.- Ejecutado por un mecanismo o máquina.

Fenómeno.- Toda manifestación que se hace presente a la consciencia de un sujeto y

aparece como objeto de su percepción

FLUIDOS

Definición: Reciben el nombre de fluidos aquellos cuerpos que tienen la propiedad de

adaptarse a la forma del recipiente que los contiene. A esta propiedad se le da el nombre

de fluidez. Los líquidos y los gases son fluidos.

Propiedades:

1. Tensión superficial: Numerosas observaciones sugieren que la superficie de un líquido

actúa como una membrana estirada bajo tensión. Esta fuerza, que actúa paralela a la

superficie, proviene de las fuerzas atractivas entre las moléculas. Este efecto se llama

tensión superficial.

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2. Viscosidad: es una medida de resistencia de los líquidos a fluir.los líquidos que tiene

fuerzas intermoleculares fuertes tienen viscosidades altas. La viscosidad disminuye al

aumentar la temperatura.

3. Cohesión: Son fuerzas de atracción entre moléculas semejantes. Las fuerzas

adhesivas son más grandes que las cohesivas. El líquido sube por las paredes del

reciente. El líquido moja la superficie.

4. Adherencia: Es una atracción intermolecular entre moléculas distintas

Las fuerzas cohesivas son mas grandes que las adhesivas. El líquido se curva hacia

abajo. El líquido no moja la superficie.

5. Peso específico: Se determina mediante el cociente entre el peso y el volumen de una

sustancia. La unidad en el Si es el N/m2. El peso específico representa la fuerza con

que la tierra atrae a un volumen unidad de la misma sustancia considerada.

6. Densidad: Es una propiedad que se determina mediante el cociente entre la masa y el

volumen de una sustancia. La unidad de medida en el SI es kg/m3, también se utiliza

frecuentemente la unidad g/cm3.

7. Capilaridad: Es el ascenso o descenso de un líquido en un tubo de diámetro pequeño

insertado en el líquido. La acción de la capilaridad es el resultado de la tensión

superficial de las fuerzas adhesivas.

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Características

La posición relativa de sus moléculas puede cambiar de forma abrupta.

Todos los fluidos son compresibles en cierto grado. No obstante, los líquidos son

fluidos igual que los gases.

Tienen viscosidad, aunque la viscosidad en los gases es mucho menor que en los

líquidos.

Compresible: Esta propiedad de los fluidos les permite mediante un agente externo al

cambio de su velocidad y volumen, esta características son muy usadas para la

industria como palancas de presión.

Distancia Molecular Grande: Esta es unas características de los fluidos la cual sus

moléculas se encuentran separadas a una gran distancia en comparación con los

sólidos y esto le permite cambiar muy fácilmente su velocidad debido a fuerzas

externas y facilita su compresión.

Fuerza De Van Der Waals: Esta fuerza fue descubierta por el físico holandés Johannes

van der Waals, el físico encontró la importancia de considerar el volumen de las

moléculas y las fuerzas intermoleculares y en la distribución de cargas positivas y

negativas en las moléculas estableciendo la relación entre presión, volumen, y

temperatura de los fluidos.

Toman Las Forma Del Recipiente Que Lo Contiene: Debido a su separación molecular

los fluidos no poseen una forma definida por tanto no se puede calcular su volumen o

densidad a simple vista, para esto se introduce el fluido en un recipiente en el cual

toma su forma y así podemos calcular su volumen y densidad, esto facilita su

estudio....

Clasificación de fluidos

Todos los líquidos se pueden clasificar como newtonianos o no-Newtonianos. Si la

relación es lineal y el líquido tiene tensión cero a cero gradiente de velocidad,

entonces es neutoniano. Sino cumple con esto es no-Newtoniano, teniendo distintas

clasificaciones y subdivisiones basadas en la curva tensión de corte y su gradiente de

la velocidad.

Para los líquidos no-Newtonianos, el gradiente de velocidad depende de la viscosidad;

es decir, el líquido tiene una más alta o más bajo tensión dependiendo de su

velocidad. De acuerdo a esto, se puede dar la siguiente sub clasificación.

Experimento: Densidad De Los Fluidos

El huevo que flota en agua salada

Materiales:

3 vasos grandes

3 huevos de gallina

1 cuchara

Agua natural

Sal

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Cómo hacer:

Este experimento es muy fácil, en primer lugar hay que verter unas ¾ partes de agua

natural en cada uno de los vasos. Disponer los tres vasos con agua sobre una mesa; en

el primero de estos, añadir 4 cucharadas grandes de sal y revolver durante unos 30

segundos con la cuchara. Hacer lo mismo con el segundo vaso y una vez listo, quitar la

mitad del agua salada y completar con agua natural. El tercer vaso quedará intacto, no

se debe añadir sal. En cada uno de los vasos, añadir 1 huevo y observar qué sucede.

¿Qué sucede?

Como habrás podido apreciar, en el primer vaso (agua salada) el huevo flota hasta la

superficie, en el segundo (½ agua salada y ½ agua natural) el huevo flota relativamente

y en el tercero (agua natural) se hunde y queda en el fondo.

¿Por qué ocurre esto? Pues porque sobre el huevo actúan dos fuerzas: su peso

(la fuerza de gravedad que lo empuja hacia abajo) y el empuje del agua (resistencia del

agua que lo lleva hacia arriba). Si el peso es mayor que el empuje del agua, el huevo se

hunde. En caso contrario flota y si son iguales (o aproximadamente iguales): el huevo

queda en el medio.

OPTICA INTRODUCCION

La óptica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la radiación

electromagnética, sus características y sus manifestaciones. Abarca el estudio de la

reflexión, la refracción, las interferencias, la difracción y la formación de imágenes y la

interacción de la radiación con la materia.

Desde el punto de vista físico, la luz es una onda electromagnética. Según el modelo

utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de

precisión (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):

1. La óptica geométrica: trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el

principio de fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios

homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.

2. La óptica ondulatoria: considera a la luz como una onda plana, teniendo en cuenta su

frecuencia y longitud de onda. se utiliza para el estudio de difracción e interferencia.

3. Óptica electromagnética: considera a la luz como una onda electromagnética,

explicando así la reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y

anisotropía.

4. Óptica cuántica u óptica física: estudio cuántico de la interacción entre las ondas

electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un

papel crucial.

Marco teórico

En física, la óptica geométrica parte de las leyes fenomenológicas de snell (o descartes

según otras fuentes) de la reflexión y la refracción. A partir de ellas, basta hacer

geometría con los rayos luminosos para la obtención de las fórmulas que corresponden a

los espejos, dioptrio y lentes (o sus combinaciones), obteniendo así las leyes que

gobiernan los instrumentos ópticos a que estamos acostumbrados.

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La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del

comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los

objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello

permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la

naturaleza ondulatoria de la luz.

Esta aproximación es llamada de la eikonal y permite derivar la óptica geométrica a

partir de las ecuaciones de maxwell.

Anexos

La óptica se ocupa del estudio de la luz, de sus características y de sus manifestaciones.

La reflexión y la refracción por un lado, y las interferencias y la difracción por otro, son

algunos, de los fenómenos ópticos fundamentales. Los primeros pueden estudiarse

siguiendo la marcha de los rayos luminosos. Los segundos se interpretan recurriendo a la

descripción en forma de onda. El conocimiento de las leyes de la óptica permite

comprender cómo y por qué se forman esas imágenes, que constituyen para el hombre

la representación más valiosa de su mundo exterior.

Desarrollo histórico

La óptica, o estudio de la luz, constituye un ejemplo de ciencia milenaria. Ya Arquímedes

en el siglo III antes de Cristo era capaz de utilizar con fines bélicos los conocimientos

entonces disponibles sobre la marcha de los rayos luminosos a través de espejos y

lentes. Sin planteamientos muy elaborados sobre cuál fuera su naturaleza, los antiguos

aprendieron, primero, a observar la luz para conocer su comportamiento y,

posteriormente, a utilizarla con diversos propósitos. Es a partir del siglo XVII con el

surgimiento de la ciencia moderna, cuando el problema de la naturaleza de la luz cobra

una importancia singular como objeto del conocimiento científico.

La naturaleza de la luz ha sido objeto de la atención de filósofos y científicos desde

tiempos remotos. Ya en la antigua Grecia se conocían y se manejaban fenómenos y

características de la luz tales como la reflexión, la refracción y el carácter rectilíneo de su

propagación, entre otros. No es de extrañar entonces que la pregunta ¿qué es la luz? Se

planteara como una exigencia de un conocimiento más profundo. Los griegos primero y

los árabes después sostuvieron que la luz es una emanación del ojo que se proyecta

sobre el objeto, se refleja en él y produce la visión. El ojo sería, pues, el emisor y a la

vez el receptor de los rayos luminosos.

A partir de esa primera explicación conocida, el desarrollo histórico de las ideas sobre la

naturaleza de la luz constituye un ejemplo de cómo evolucionan las teorías y los modelos

científicos a medida que, por una parte, se consolida el concepto de ciencia y, por otra,

se obtienen nuevos datos experimentales que ponen a prueba las ideas disponibles.

DESARROLLO DEL EXPERIMENTO

OBJETIVO: Fabricar un telescopio refractor con materiales sencillos de conseguir, y

entender el funcionamiento del mismo.

Materiales

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dos botellas plásticas de 2 litros

1 lupa grande

1 lupa pequeña o lente de relojero

Tijeras

cinta adhesiva

Las lentes de relojero se conocen como tal, y son como pequeñas lupas que utilizan los

profesionales de la relojería. si no consigues una, también puedes utilizar un lupa

pequeña.

Procedimiento

Afortunadamente, el video muestra en detalle cómo fabricar el telescopio paso a paso. de

todos modos, haré un breve comentario.

No hay una medida estándar de longitud de tu telescopio, precisamente porque no

sabemos qué lentes utilizarás. Dependiendo de eso, tu telescopio terminará siendo de

mayor o menor longitud. Justamente para ello, es que se realiza esa especie de zuncho

con la segunda botella; para poder variar la distancia entre las lentes.

Cuando lo termines, seguramente no se verá con claridad a través de él. eso significa

que debes graduarlo, aumentando o disminuyendo su longitud, hasta que se vea con

total nitidez.

Como funciona

Hay muchos experimentos de física que permiten explicar el funcionamiento de las

lentes, pero éste en particular tiene la ventaja que es muy interactivo, pues no se limita

sólo a demostrar un fenómenos sino que además tenemos como resultado un bonito

telescopio casero.

Hay diferentes tipos de lentes, las más conocidas de todas son las lentes convergentes

(lupas comunes) y que son las que utilizamos en este experimento. su nombre se debe a

que los rayos de luz que inciden sobre una lente como ésta, terminan concentrados

(convergiendo) en un punto, llamado foco. la siguiente imagen lo describe:

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Teniendo eso en cuenta, podemos ver lo que sucede cuando combinamos las dos lentes

(dale clic para ampliarla):

Es decir, la lente mas grande (llamada objetivo) toma una gran cantidad de luz y la

concentra en un punto dentro del telescopio (foco). Luego la lente mas pequeña (llamada

ocular) “amplifica” la luz de ese foco y la proyecta de modo que pueda ingresar por

nuestra pupila. Es por eso que la distancia debe ser la correcta; ambos focos deben

coincidir.

Siguiendo los rayos de luz (flechas rojas) te darás cuenta que la imagen se invierte, y

eso es justamente lo que sucederá en este telescopio. Para volver a rotar la imagen, se

necesitará una lente extra más, colocada cerca del objetivo (lente pequeña cercana al

ojo).

Comentarios

Este instrumento, es en esencia, sencillo, su construcción está al alcance de cualquier

aficionado con inquietud de observar los astros y que tenga cierta tendencia a la

habilidad manual.

Es un instrumento que a los fines astronómicos, sirve para captar luz de objetos que se

encuentran en el infinito, y de ésta forma la luz que recibe, la concentra gracias al

objetivo en el plano focal del telescopio y, como la imagen que forma esa luz, es muy

pequeña, necesitamos de un sistema de lentes (ocular), para que la misma se amplíe, y

de esta forma, nos muestre detalles.

ACUSTICA La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y

ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia.

A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento,

percepción o reproducción del sonido.

La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el

aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), ó 1235

km/h en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 20 °C).

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Introducción

Una sensación auditiva que está producida por la vibración de algún objeto. Estas

vibraciones son captadas por nuestro oído y transformadas en impulsos nerviosos que se

mandan a nuestro cerebro.

RAMAS DE ACÚSTICA

• AEROACÚSTICA: generación de sonido debido al movimiento violento en el aire.

• ACÚSTICA EN FÍSICA: análisis de los fenómenos sonoros, mediante modelos físicos y

matemáticos.

• ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA: estudio del control del sonido, tanto del aislamiento

entre recintos habitables.

• BIOACÚSTICA: estudio de la audición animal (murciélagos, perros, delfines, etc.) y

así comprender como utilizan el sentido auditivo (como radares, detectando sonidos

de baja frecuencia o como protección para si mismo).

• ACÚSTICA AMBIENTAL: estudio del sonido en exteriores, el ruido ambiental y sus

efectos en las personas y la naturaleza, estudio de fuentes de ruido como el tránsito

vehicular, ruido generado por trenes y aviones, establecimientos industriales, talleres,

locales de ocio y el ruido producido por el vecindario (la contaminación auditiva).

• ACÚSTICA SUBACUÁTICA: relacionada sobre todo con la detección de objetos

sumergidos mediante el sonido (se utiliza en barcos o en submarinos sonar).

• ACÚSTICA MUSICAL: estudio de la producción de sonido en los instrumentos

musicales, y de los sistemas de afinación de la escala.

• ELECTROACÚSTICA: estudia el tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la

captación (micrófono y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado

comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces), etc.

• ACÚSTICA FISIOLÓGICA: estudio del funcionamiento del aparato auditivo, desde la

oreja a la corteza cerebral (el oído y sus componentes, así como sus repercusiones,

enfermedades y trastornos).

• ACÚSTICA FONÉTICA: análisis de las características acústicas del habla y sus

aplicaciones.

• MACROACÚSTICA: estudio de los sonidos extremadamente intensos, como el de las

explosiones, turborreactores

DESARROLLO DEL LABORATORIO

MATERIALES:

• Dos copas de cristal

• Dos cerillos

• Agua

PROCEDIMIENTO:

Pon las dos copas de cristal juntas, pero sin que se toquen. Sobre una de ellas, coloca

dos cerillos.

Ahora moja la yema de tu dedo índice, y comienza a recorrer el borde de la otro copa.

Varía la presión que realizas, y la velocidad, hasta escuchar un zumbido. Verás como los

cerillos comienzan a moverse como por arte de magia, sin que nada ni nadie los toque.

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EXPLICACIÓN

Cuando frotamos el borde la copa, logramos que ésta vibre a una alta frecuencia.

Podemos escucharlo, porque dicha frecuencia se encuentra dentro del rango audible (eso

no quiere decir que si no lo oímos, un cuerpo no pueda estar vibrando)

La copa vibrando, transmite dicho movimiento de alta frecuencia al aire, justamente por

ese medio llega a nuestros oídos. Como vimos, el sonido se transmite en este medio (el

aire) mediante cambios rápidos de presión del mismo. De modo que ya sabemos que la

vibración de un objeto, puede transmitirse a través del aire (como así también de otros

fluidos).

Pero ¿por qué se mueven los cerillos? Simple. Así como esos cambios de presión de aire

hacen vibrar nuestro tímpano (para que este lo transforme en una señal eléctrica y

nuestro cerebro lo interprete como un sonido) también hacen vibrar la copa. Este

vibración inducida, hace que el coeficiente de rozamiento entre los cerillos y la copa pase

de ser estático a dinámico. Eso sumado a los movimientos (imperceptibles) de la copa,

da como resultado que los cerillos comiencen a moverse.

ELECTRICIDAD La electricidad (del griego electrón, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico

cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos

mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de

electrones

En ingeniería eléctrica, la electricidad se usa para generar:

luz mediante lámparas

calor, aprovechando el efecto Joule

movimiento, mediante motores que transforman la energía eléctrica en energía

mecánica

señales mediante sistemas electrónicos, compuestos de circuitos eléctricos que

incluyen componentes activos (tubos de vacío, transistores, diodos y circuitos integrados)

y componentes pasivos como resistores, inductores y condensadores.

El fenómeno de la electricidad ha sido estudiado desde la antigüedad, pero su estudio

científico sistemático no comenzó hasta los siglos XVII y XVIII. A finales del siglo XIX los

ingenieros lograron aprovecharla para uso residencial e industrial. La rápida expansión de

la tecnología eléctrica en esta época transformó la industria y la sociedad. La electricidad

es una forma de energía tan versátil que tiene un sinnúmero de aplicaciones, por

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ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación. La electricidad es la

columna vertebral de la sociedad industrial moderna

HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

Tales de Mileto (624-543 a. C.)

Fue un filósofo griego, fundador de la escuela jónica, considerado como uno de los siete

sabios de Grecia.

Desde el punto de vista de la electricidad, fue el primero en descubrir que si se frota un

trozo de ámbar, este atrae objetos más livianos, y aunque no llego a definir que era

debido a la distribución de cargas, si creía que la electricidad residía en el objeto frotado.

De aquí se ha derivado el término electricidad, proveniente de la palabra elektron, que

en griego significa ámbar, y que la empezó a emplear hacia el año 1600 d. C., el físico y

médico ingles William Gilbert, cuando encontró esta propiedad en otros muchos cuerpos.

Alexander Graham Bell (1847-1922)

Este físico e inventor escocés, nació en Edimburgo y estudió en las universidades de

Edimburgo y Londres. Se dedico principalmente al estudio de cuestiones relacionadas con

el sonido y debe su fama al invento del primer teléfono realmente utilizable y a sus

estudios sobre los efectos de la sordera.

Bell emigró a Canadá en 1870 y llegó a Estados Unidos en 1871, donde se nacionalizo en

1882. Comenzó dando clases a sordomudos y divulgando el sistema denominado

lenguaje visible, que había desarrollado su padre, el educador escocés Alexander Melville

Bell.

Desde los 18 años, Bell había trabajado sobre la idea de la transmisión del habla, y en

1874, mientras trabajaba, junto con su ayudante Thomas Watson en un telégrafo

múltiple, mejoró el teléfono, que patento definitivamente como suyo en 1876, a pesar de

que este ya había sido desarrollado en 1849 por el emigrante italiano, afincado en Nueva

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York, Antonio Meucci, pero que debido a problemas económicos no lo había podido

patentar ni comercializar el mismo. En 1877 fundó la Compañía de Teléfonos Bell.

En 1880 le concedió Francia el premio Volta, dotado con 50.000 francos, por el invento

del teléfono. Con este dinero, fundó el Laboratorio Volta en la ciudad de Washington,

donde el mismo año, junto con sus socios, inventaron el fotófono, aparato que transmite

sonidos por rayos de luz y en 1886 desarrolla el primer cilindro de cera para grabar, que

sentó las bases del gramófono moderno.

Después de 1895, el interés de Bell se dirigió fundamentalmente a la aeronáutica. Bell

también fue uno de los cofundadores de la National Geographic y fundador de la revista

Science.

Thomas Alva Edison (1847-1931)

Este gran investigador norteamericano está considerado como el mayor inventor de

todos los tiempos, ya que invento entre otras muchas cosas: la lámpara incandescente,

el telégrafo moderno, el fonógrafo, un sistema generador de electricidad, un aparato

para grabar sonidos y un proyector de películas; también construyo el primer ferrocarril

eléctrico. Fundo su famoso laboratorio de Menlo Park, donde llego a registrar 1093

patentes, de inventos desarrolladas por él y sus ayudantes, inventos cuyo desarrollo y

mejora posterior ha marcado profundamente la evolución de la sociedad moderna.

Edison nació en Milán (Ohio), y en su infancia apenas recibió mas enseñanza que los

conocimientos elementales que su madre le enseño. Cuando tenía 12 años empezó a

trabajar vendiendo periódicos y tabaco en el tren que hacia el recorrido entre el pueblo

donde vivía Port Huron y Detroit, dedicando su tiempo libre a la experimentación con

imprentas y con aparatos mecánicos y eléctricos.

En 1876 y con la venta de accesorios telegráficos, Edison ganó 40.000 dólares, con los

que montó su famoso laboratorio de Menlo Park, que le haría famoso en todo el mundo,

por ser el primero dedicado a la investigación industrial. El logro supremo de Edison en la

telegrafía fue el invento de unas máquinas que hacían posible la transmisión simultánea

de diversos mensajes por una línea, lo que aumentó enormemente la utilidad de las

líneas telegráficas existentes. Su invento del emisor telefónico de carbón fue muy

importante para el desarrollo del teléfono, que había sido inventado recientemente por

Alexander Graham Bell.

De Edison hay que destacar su gran capacidad de trabajo y sus extraordinarios dotes

como hombre de empresa, lo que le valió infinidad de honores. En 1878 fue nombrado

caballero de la Legión de Honor francesa y en 1889 comendador de la misma. En 1892

fue galardonado con la medalla Albert de la Sociedad Real de las Artes de Gran Bretaña y

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en 1928 recibió la medalla de Oro del Congreso norteamericano "por el desarrollo y la

aplicación de inventos que han revolucionado la civilización en el último siglo".

CONCEPTOS

Carga eléctrica: es cualquier cuerpo que posea electricidad.

Existen dos tipos de cargas:

Positivas (+), protones.

Negativas (-), electrones.

Objetos que contienen el mismo signo, se repelen, y objetos de cargas contrarias se

atraen.

La carga se mantiene. En la electrificación no se está creando carga, solo se está

transportando, de un lugar a otro manteniendo la carga total.

Electrificación: es la pérdida o ganancia de electrones de un objeto.

Todos los cuerpos son neutros, contienen cargas iguales de los dos tipos.

Cuando se frotan, la carga es transferida de un cuerpo a otro.

LEY DE COULOMB: C.Coulomb fue el primero que estudio las fuerzas eléctricas, y llegó

a la conclusión:

La fuerza de repulsión o atracción de dos cuerpos con carga eléctrica disminuía con el

cuadrado de las distancia.

Esta fuerza, defendía de la cantidad de carga eléctrica de los cuerpos y del medio

donde se encontraban.

La fuerza con que se repelen o atraen dos cargas en reposo es igual al producto de las

cargas dividido entre el cuadrado de la distancia que hay entre ellas, todo multiplicado

por la constante del medio en que se encuentre.

F es el valor de la repulsión o atracción de las dos cargas. Su unidad es el newton (N )

K es la constante variable del medio. Si se trata del vacío.

q son las cargas que interactúan. Se miden en culombios ( C )

d se refiere a la distancia entre las q. Su unidad es el metro ( m )

CAMPO ELÉCTRICO

Denominamos campo eléctrico, a la región del espacio en la que una carga electrizada

situada en un punto de ese espacio experimenta una fuerza eléctrica.

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La intensidad de un campo eléctrico lo resumimos como la fuerza (F) que experimenta la

unidad de carga positiva (+) si se sitúa en el campo eléctrico.

Corriente eléctrica

Se conoce como corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas. La corriente

puede estar producida por cualquier partícula cargada eléctricamente en movimiento; lo

más frecuente es que sean electrones, pero cualquier otra carga en movimiento produce

una corriente. La intensidad de una corriente eléctrica se mide en amperios, cuyo

símbolo es A.

Potencial eléctrico

El concepto de potencial eléctrico tiene mucha relación con el campo eléctrico. Una carga

pequeña ubicada en un campo eléctrico experimenta una fuerza, y para haber llevado

esa carga a ese punto en contra de la fuerza se necesito trabajo. El potencial eléctrico en

cualquier punto se define como la energía requerida para mover una carga de prueba

ubicada en el infinito a ese punto. Por lo general se mide en voltios, donde un voltio es el

potencia en el que un julio (unidad) de trabajo debe gastarse para traer una carga de un

culombio del infinito. Esta definición formal de potencial tiene una aplicación práctica,

aunque un concepto más útil es el de diferencia de potencial, y es la energía requerida

para mover una carga entre dos puntos específicos. El campo eléctrico tiene la propiedad

especial de ser conservativo, es decir que no importa la trayectoria realizada por la carga

de prueba; todas las trayectorias de dos puntos específicos consumen la misma energía,

y además con un único valor de diferencia de potencial.

Electromagnetismo

Se denomina electromagnetismo a la teoría física que unifica los fenómenos eléctricos

y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos son obra de Faraday, pero fueron

formulados por primera vez de modo completo por Maxwell. La formulación consiste en

cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales, conocidas como ecuaciones de Maxwell, que

relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales:

densidad de carga eléctrica, corriente eléctrica, desplazamiento eléctrico y corriente de

desplazamiento.

El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los que

intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos

eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre la materia

Circuitos

En un circuito eléctrico básico. La fuente de tensión V en la izquierda provee una

corriente I al circuito, entregándole energía eléctrica al resistor R. Del resistor, la

corriente regresa a la fuente, completando el circuito.

Un circuito eléctrico es una interconexión de componentes eléctricos tales que la carga

eléctrica fluye en un camino cerrado, por lo general para ejecutar alguna tarea útil.

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Los componentes en un circuito eléctrico pueden ser muy variados, puede tener

elementos como resistores, capacitores, interruptores, transformadores y electrónicos.

Los circuitos electrónicos contienen componentes activos, normalmente semiconductores,

exhibiendo un comportamiento no lineal, necesitando análisis complejos. Los

componentes eléctricos más simples son los pasivos y lineales.

El comportamiento de los circuitos eléctricos que contienen solamente resistencias y

fuentes electromotrices de corriente continua está gobernado por las Leyes de Kirchoff.

Para estudiarlo, el circuito se descompone en mallas eléctricas, estableciendo un sistema

de ecuaciones lineales cuya resolución brinda los valores de los voltajes y corrientes que

circulan entre sus diferentes partes.

La resolución de circuitos de corriente alterna requiere la ampliación del concepto de

resistencia eléctrica, ahora ampliado por el de impedancia para incluir los

comportamientos de bobinas y condensadores. La resolución de estos circuitos puede

hacerse con generalizaciones de las leyes de Kirchoff, pero requiere usualmente métodos

matemáticos avanzados, como el de Transformada de Laplace, para describir los

comportamientos transitorios y estacionarios de los mismos.

Aplicaciones de la electricidad

La electricidad tiene un sinfín de aplicaciones tanto para uso doméstico, industrial,

medicinal y en el transporte. Solo para citar se puede mencionar a la electrónica,

Generador eléctrico, Motor eléctrico, Transformador, Maquinas frigoríficas, aire

acondicionado, electroimanes, Telecomunicaciones, Electroquímica, electroválvulas,

Iluminación y alumbrado, Producción de calor, Electrodomésticos, Robótica, Señales

luminosas.

También se aplica la inducción electromagnética para la construcción de motores

movidos por energía eléctrica, que permiten el funcionamiento de innumerables

dispositivos

Electricidad en la naturaleza

El fenómeno eléctrico más común del mundo inorgánico son las descargas eléctricas

atmosféricas denominadas rayos y relámpagos. Debido al rozamiento de las partículas de

agua o hielo con el aire, se produce la creciente separación de cargas eléctricas positivas

y negativas en las nubes, separación que genera campos eléctricos. Cuando el campo

eléctrico resultante excede el de ruptura dieléctrica del medio, se produce una descarga

entre dos partes de una nube, entre dos nubes diferentes o entre la parte inferior de una

nube y tierra. Esta descarga ioniza el aire por calentamiento y excita transiciones

electrónicas moleculares.

TIPOS DE ELECTRICIDAD

Electricidad Estática

Los objetos neutros pueden cargarse por fricción, por contacto con un objeto cargada

positiva o negativamente o por inducción (en el conductor en movimiento en el interior

de un campo magnético, en este caso la carga inducida tiene una polaridad opuesta a la

carga que genera.)

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El fenómeno puede ser tan vivo que provoque chispas visibles en la oscuridad, como

cuando pasamos rápidamente la mano sobre el lomo del gatito regalón o cuando nos

sacamos violentamente el chaleco de fibras plásticas.

Electricidad Dinámica:

Este tipo de electricidad que podemos manejar y controlar, de tal modo que produzca

determinados efectos.

Existen muchas fuerzas que generan electricidad dinámica, entre ellas:

La energía química a través de todos los tipos de pilas conocidos.

La energía magnética a través de los gigantescos alternadores de una usina eléctrica,

el dínamo de la bicicleta o el microgenerador formado por un micrófono dinámico o la

cápsula de tocadiscos magnética.

La energía térmica que provoca la generación de tensiones eléctricas en dos metales

distintos al ser calentados.

La energía luminosa que en las celdas solares provoca el desprendimiento de

electrones. Muy usadas hoy en día en las naves espaciales.

La energía mecánica que provoca la generación de tensiones en ciertas sustancias

llamadas piezoeléctricas; al ser golpeadas violentamente. Se emplean en sistemas de

encendido de cocinas, automóviles, encendedores, etc., también en las cápsulas de

tocadiscos del tipo cristal o cerámica.

Corriente Eléctrica

Si tomamos un trozo de alambre, debemos suponer que todos los electrones que lo

constituyen están en equilibrio. Ahora bien, si unimos los extremos de un alambre, uno al

contacto central de una pila de linterna y el otro extremo a la parte inferior metálica de

ella, se establecerá una corriente eléctrica. En efecto, en la pila y por causa de un

proceso químico, se produce en su parte, una acumulación de electrones (polo -), y en su

contacto central una carencia de ellos; se ha establecido entonces un desequilibrio

eléctrico. En el instante de conectar el alambre, el punto carente de electrones tratará de

absorber los electrones libres de cada átomo del cobre, los que serán reemplazados por

los electrones sobrantes en la parte externa de la pila. Durante un tiempo, millones y

millones de electrones estarán desplazándose por el alambre, estableciéndose así una

corriente eléctrica. La energía química de los elementos internos de la pila se irá

paulatinamente agotando, y con ello disminuirá el caudal de electrones en circulación.

Después de un tiempo el desnivel eléctrico será casi nulo y la corriente será

prácticamente cero.

LEY DE OHM

La ley de Ohm nos explica y nos permite obtener 3 magnitudes eléctricas muy

importantes.

Intensidad: la cantidad de electrones que pasan por un punto en la unidad de tiempo. Su

unidad son los amperios (A)

Voltaje: es la fuerza con la que circulan los electrones. Su unidad son los voltios (v)

Resistencia: es la aposición del material a la corriente eléctrica. Su unidad son los

Ohmios.

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Elaborado por: Alumnos Sexto Año Ciencias

La intensidad de corriente es directamente proporcional al voltaje y inversamente

proporcional a la resistencia del conductor.

EXPERIMENTO

Existen innumerables experimentos sencillos de electricidad que se pueden llevar a

cabo para comprobar las maravillas de la física, la química, etcétera. Si te apasionan

estas ciencias, y te gustaría poner en práctica la teoría, no dudes tener en cuenta las

demostraciones. Se trata básicamente de experimentos, pero no de cualquier tipo, sino

relacionados íntimamente con la electricidad. Se caracterizan porque se pueden llevar a

cabo fácilmente, así que no dudes en poner manos a la obra.

El primer experimento que pondremos a su disposición es muy sencillo, y permite

aprender el concepto de conductividad en tres casos diferentes: agua sola, agua con

sal y agua con sal congelada.

Materiales:

Tres pilas (tipo D)

Tres trozos de alambre

Una lamparita de 2,5 volts y su zócalo

Un vaso con agua

Sal

Procedimiento:

Arma un circuito en donde conectes dos alambres a ambos lados del zócalo de la

lámpara. A continuación, conecta uno de esos alambres a una de las pilas y el otro al

vaso con agua. Seguido de esto, conecta el alambre de la pila a otra pila diferente. Por

último, saca otro alambre del otro extremo de la pila e introdúcelo en el vaso de agua.

Observa si enciende la lamparita. Después agrega sal y observa los resultados. Por

último, congela el agua y fíjate qué es lo que sucede.

Experimento: Prueba la electricidad estática.

Materiales:

Globo inflado

Prenda o tejido de lana

Procedimiento:

Frotar el globo repetidamente en la prenda de lana, con el fin de cargarla con energía

estática. A continuación, apoyarlo en el techo o el piso. Observarás que queda pegado a

la superficie, debido a la carga eléctrica que contiene.

¿Cómo funciona?

Primero veámoslo como un motor eléctrico. Ya explicamos en otros experimentos

caseros, que una corriente eléctrica genera un campo magnético. Este campo está

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representado en el video, por el imán dibujado sobre la bobina de alambre de cobre. El

mismo interactúa con el campo magnético del imán que esta debajo, y gira media vuelta

hasta que ambos quedan orientados. Pero en ese momento, las escobillas y el colector

hacen que se invierta la polaridad, es decir, la corriente comienza a circular de modo

inverso. De modo que todo el conjunto gira nuevamente media vuelta para alinear el

campo magnético como antes, pero otra vez, cuando esto ocurre la polaridad se invierte.

Este ciclo se repite una y otra vez.

Ahora lo veremos como un generador eléctrico. Así como una corriente genera un campo

magnético, un campo magnético puede generar una f.e.m. (fuerza electro motriz) la

cual, a su vez, puede generar una corriente. Es decir, lo inverso a un motor, es un

generador. El alambre se mueve sobre el imán, de modo que corta las líneas de campo

magnético de éste, y se genera dicha f.e.m. Nuestro generador produciría una corriente

alterna, si no fuera gracias al colector, el cual invierte la polaridad como vimos antes, y

permite que una escobilla siempre sea el positivo, mientras que la otra el negativo.

Experimento: Generador Eléctrico Casero

Hoy vamos a fabricar un generador eléctrico casero realmente fácil, tanto en su

construcción, como en los materiales que necesitaremos. Una vez terminado, podrás

generar electricidad y hasta utilizarlo para encender diodos leds (entre otras cosas).

OBJETIVOS

Construir un dispositivo que nos permita generar electricidad de forma casera y

entender cómo funciona.

MATERIALES

Lectora de CD o DVD

Un CD o DVD

Goma eva, foam o foamy

Pegamento

Tapa de una botella

Cualquier tornillo que tenga rosca en toda su longitud, dos tuercas y dos

arandelas para él

Trozo de madera

Bolígrafo

Marcador

Tijera

Pegamento

Taladro o perforadora y mecha

Puedes conseguir fácilmente y gratis una lectora de CD/DVD en una casa de

computación. Allí desechan a diario las descompuestas, de modo que no tendrán

problemas en regalarte una.

PROCEDIMIENTO

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Elaborado por: Alumnos Sexto Año Ciencias

Una lectora de CD o DVD contiene dos motores eléctricos, uno que hace girar el disco,

y otro que abre la bandeja de la misma. Nosotros necesitamos el segundo, así que debes

desarmar la unidad y quitarlo. Ta darás cuenta fácilmente cual es cual.

Para que nuestro generador de electricidad casero gire, vamos a fabricar un sencillo

mecanismo. Pega sobre el CD o DVD, un trozo de goma eva (conocido también como

foamy o foam). Con esto nos aseguramos que no habrá “patinaje” o deslizamiento entre

el disco y el eje del motor.

Necesitamos un eje alrededor del cual girará nuestro disco compacto. Así que toma una

tapa plástica de una botella, y has un pequeño orificio en el centro de la misma, para que

pueda pasar el tornillo. Terminado esto, pega la tapa en el centro del CD/DVD.

La manija la haremos pegando un trozo de bolígrafo en el borde del disco. El eje de este

sistema, se consigue al colocar el tornillo por el orificio que realizamos en la tapa,

colocando las tuercas y arandelas como se detalla en el video.

Para seguir con nuestro experimento de física, pegamos el motor sobre la madera.

Una vez que ha secado, montamos manualmente el sistema que fabricamos con el disco,

como se muestra en el video, y marcamos el centro. Allí haremos un pequeño orificio con

el taladro, para luego enroscar el tornillo.

Para terminar nuestro generador casero de corriente continua, colocamos un diodo

led en los terminales del motor de la lectora, hacemos girar, y veremos cómo el mismo

se enciende gracias a la corriente eléctrica que estamos generados. Recuerda, que un

diodo led sólo tiene una polaridad, es decir, si lo conectas al revés no encenderá. Así que

si tu generador eléctrico parece no funcionar, es probable que tengas que conectarlo a la

inversa de como lo hiciste (o también puedes hacer girar el disco en el otro sentido)

¿Cómo funciona?

El motor eléctrico que le quitamos a la lectora, contiene en su interior unos imanes fijos

que generan un campo magnético, y un núcleo que gira en donde se encuentran

bobinas de alambre de cobre. Le ley de Faraday nos dice que cuando un conductor corta

las líneas de campo magnético, se genera en él una corriente eléctrica. Y es justamente

lo que sucede en estos experimentos de física.

Los imanes generan un campo magnético fijo, mientras que el núcleo, el cual hacemos

girar permite que las espiras de alambre de cobre corten dichas líneas de campo. El

resultado es obvio se genera una corriente eléctrica la cual podemos utilizar, por ejemplo

para encender un diodo led.

La corriente generada debería ser del tipo alterna, pero gracias a un sistema mecánico

denominado de colector y escobillas, termina siendo continua. Este tipo de generador

eléctrico es también conocido como dínamo, y data de los años 1832, en donde un

fabricante de herramientas en Francia fabrico el primero que se conoce.

Conclusiones:

Pudimos observar que un generador contiene imanes y alambre de cobre, estos generan

un campo electromagnético transformando a energía mecánica a energía eléctrica dado

que la energía eléctrica se produce por un movimiento de electrones, este generador

sirve de un campo magnético para producir este movimiento generando una fuerza

electromotriz capaz de generar corriente eléctrica alterna este generador como este se lo

conoce como alternador.

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MAGNETISMO

Líneas de fuerza magnéticas de un imán de barra, producidas por limaduras de hierro

sobre papel.

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción

o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado

propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus

aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son

influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.

El magnetismo es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas

fundamentales de la naturaleza. Las fuerzas magnéticas son producidas por el

movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones, lo que indica la

estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo. El marco que enlaza ambas

fuerzas, es el tema de este curso, se denomina teoría electromagnética. La manifestación

más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los

materiales magnéticos como el hierro. Sin embargo, en toda la materia se pueden

observar efectos más sutiles del magnetismo. Recientemente, estos efectos han

proporcionado claves importantes para comprender la estructura atómica de la materia

El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno

de los dos componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo, la luz.

El comportamiento magnético de un material depende de la estructura del material y,

particularmente

Clasificación de los materiales magnéticos

Tipo de material Características

No magnético No afecta el paso de las líneas de Campo magnético.

Diamagnético Material débilmente magnético. Si se sitúa una barra

magnética cerca de él, ésta lo repele.

Paramagnético Presenta un magnetismo significativo. Atraído por la barra

magnética.

Ferromagnético Magnético por excelencia o fuertemente magnético. Atraído

por la barra magnética.

Antiferromagnético No magnético aún bajo acción de un campo magnético

inducido.

Ferrimagnético Menor grado magnético que los materiales ferromagnéticos.

Superparamagnético Materiales ferromagnéticos suspendidos en una matriz

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dieléctrica.

Ferritas Ferromagnético de baja conductividad eléctrica.

Unidades del SI relacionadas con el magnetismo

Tesla [T] = unidad de campo magnético.

Weber [Wb] = unidad de flujo magnético.

Amper [A] = unidad de corriente eléctrica, que genera campos magnéticos.

El campo magnético

Una barra imantada o un cable que transporta corriente pueden influir en otros

materiales magnéticos sin tocarlos físicamente porque los objetos magnéticos producen

un „campo magnético‟. Los campos magnéticos suelen representarse mediante „líneas de

campo magnético‟ o „líneas de fuerza‟. En cualquier punto, la dirección del campo

magnético es igual a la dirección de las líneas de fuerza, y la intensidad del campo es

inversamente proporcional al espacio entre las líneas.

En el caso de una barra imantada, las líneas de fuerza salen de un extremo y se curvan

para llegar al otro extremo; estas líneas pueden considerarse como bucles cerrados, con

una parte del bucle dentro del imán y otra fuera. En los extremos del imán, donde las

líneas de fuerza están más próximas, el campo magnético es más intenso; en los lados

del imán, donde las líneas de fuerza están más separadas, el campo magnético es más

débil. Según su forma y su fuerza magnética, los distintos tipos de imán producen

diferentes esquemas de líneas de fuerza.

La estructura de las líneas de fuerza creadas por un imán o por cualquier objeto que

genere un campo magnético puede visualizarse utilizando una brújula o limaduras de

hierro. Los imanes tienden a orientarse siguiendo las líneas de campo magnético. Por

tanto, una brújula, que es un pequeño imán que puede rotar libremente, se orientará en

la dirección de las líneas. Marcando la dirección que señala la brújula al colocarla en

diferentes puntos alrededor de la fuente del campo magnético, puede deducirse el

esquema de líneas de fuerza.

Igualmente, si se agitan limaduras de hierro sobre una hoja de papel o un plástico por

encima de un objeto que crea un campo magnético, las limaduras se orientan siguiendo

las líneas de fuerza y permiten así visualizar su estructura.

Los campos magnéticos influyen sobre los materiales magnéticos y sobre las partículas

cargadas en movimiento. En términos generales, cuando una partícula cargada se

desplaza a través de un campo magnético, experimenta una fuerza que forma ángulos

rectos con la velocidad de la partícula y con la dirección del campo. Como la fuerza

siempre es perpendicular a la velocidad, las partículas se mueven en trayectorias curvas.

Los campos magnéticos se emplean para controlar las trayectorias de partículas cargadas

en dispositivos como los aceleradores de partículas o los espectrógrafos de masas.

INTRODUCCION

Como sabemos, los imanes poseen un campo magnético, el cual puede ser más o

menos poderoso, dependiendo del mismo. También sabemos que dos imanes pueden

atraerse si acercamos el norte de uno con el sur del otro. En este caso, estamos

enfrentando dos polos iguales, es decir, el norte de uno con el norte del otro, o el sur de

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uno con el sur de otro. Los campos de igual polaridad se repelen, y la fuerza lograda en

esta ocasión supera el peso del imán, permitiendo la levitación. Lograr un equilibrio es

casi imposible, por ello, en este experimento se utiliza el tubo central para que el imán

no caiga hacia uno de los lados.

DESARROLLO DE EXPERIMENTO

Objetivo:

Lograr que un imán flote en el aire, venciendo su propio peso, gracias a su campo

magnético.

Materiales:

Dos altavoces o parlantes grandes

Tubo de plástico o cartón de 2 cm aproximadamente

Los imanes cerámicos circulares como los que verás en el video se encuentran en los

altavoces o parlantes grandes, como por ejemplo los equipos de audio de los

automóviles. Puedes conseguir un par justamente en una casa de audio, ya que por más

que el altavoz este descompuesto, el imán igualmente funcionará.

Obviamente tendrás que desarmar el altavoz para quitar el imán. Ten mucho cuidado

porque el material con que están hechos es muy frágil y ante cualquier cosa se romperá.

Procedimiento:

Toma uno de los imanes y coloca en el centro de él, un tubo de cartón o plástico. Si

queda flojo puedes afirmarlo con un poco pegamento, como por ejemplo la pistola de

silicona, pegamento de dos componentes, etc.

Para terminar, pon el otro imán por el tubo. Verás cómo el mismo quedará flotando o

levitando.

MARCO TEORICO

Para que tenga lugar la levitación en presencia de un campo gravitatorio, es preciso:

Una fuerza que contrarreste el peso del cuerpo (la fuerza de gravedad que actúa sobre el

objeto que levita).

Para que se halle en suspensión estable, es necesaria una fuerza adicional que

contrarreste cada pequeño desplazamiento del objeto en levitación.

Levitación diamagnética de una rana viva.

Desde el punto de vista científico, la levitación se puede dar debido a los siguientes

efectos:

Levitación electrostática: para ello es necesario que el objeto que levita esté cargado

eléctricamente, de modo que con un campo eléctrico adecuado se produzca una

fuerza igual y opuesta a la de la gravedad. Este tipo de levitación es el que se da, por

ejemplo, en el experimento clásico de la gota de aceite realizado por primera vez por

Robert Millikan.

Levitación magnética: en esta forma de levitación se pueden agrupar la debida a

imanes (por ejemplo, dos imanes atravesados por un hilo, dispuestos de forma que

se enfrenten polos iguales; esta versión es conocida también como pseudolevitación,

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ya que en realidad requiere de una ligadura adicional, como por ejemplo el hilo

comentado), la debida a la superconductividad (concretamente por causa del efecto

Meissner), la debida al diamagnetismo, o la suspensión electromagnética (la cual, con

la ayuda de servomecanismos, es aplicada en trenes de levitación magnética).

Levitación aerodinámica: en este caso se juega con las variaciones en la presión

ejercida por gases para mantener objetos en posición estable, como en el caso de los

helicópteros (los aviones no se pueden considerar objetos en levitación, ya que, con

alguna excepción como el McDonnell Douglas AV-8 Harrier II, necesitan estar en

movimiento, por lo que no se puede decir que estén en posición estable).

Levitación acústica: es posible debido a los efectos no lineales de las ondas sonoras

intensas, aunque en la práctica esto se ha realizado tan sólo con objetos de unos

pocos gramos de masa.

Levitación óptica: emplea la presión de radiación para hacer levitar objetos de poca

masa, usando el principio de la conservación del momento (el objeto absorbe los

fotones, con lo que el momento de estos es transferido al objeto en levitación). Por lo

general, en este tipo de levitación, se emplean láseres.

Anti gravedad: forma de levitación que no ha sido observada ni demostrada. Según

ciertas hipótesis en el ámbito de la física teórica. Bajo ciertas condiciones físicas los

objetos en lugar de atraerse se repelerían gravitacionalmente (de modo que tendrían

una "masa negativa") mediante la acción de antigravitones (la hipotética antipartícula

del gravitón). No obstante, de acuerdo con las principales líneas de investigación

actuales, se considera improbable o indemostrable que pueda existir la antigravedad

como tal. La falta de pruebas científicas, unido a la incomprensión actual de una

teoría cuántica de la gravedad, han llevado a numerosos autores de ciencia ficción a

incorporar esta forma de levitación en las tramas de su producción literaria.

CONCLUSIONES:

Aprendimos a mucho con levitación de imanes ya que nos muestra el campo

magnético que poseen los imanes que puede ser muy poderoso.

Con este experimento aprendimos que los campos de igual polaridad se repelen, y la

fuerza lograda en esta ocasión supera el peso del imán, permitiendo la levitación.

GLOSARIO

Polaridad.- Tendencia de las moléculas a ser atraídas o repelidas por cargas eléctricas.

Repelen.- Tercera persona del plural Presente, modo Subjuntivo del verbo

Magnetismo.- El magnetismo es un fenómeno físico por el que los objetos ejercen

fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales

Levitación.- Se denomina levitación el efecto por el que un cuerpo u objeto se halla en

suspensión estable en el aire, sin mediar de otro objeto físico en contacto con el primero

que sustente al que levita o "flota".

URSS.- URSS es un acrónimo de Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas y pertenece

a la categoría Regional.

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CUESTIONARIO

1. Cuáles son las leyes de Newton?

2. Explique el experimento sobre la Ley de Inercia (grafique)

3. Defina Mecánica

4. Cuáles son los tipos de mecánica existentes?

5. Cuáles son los conceptos básicos dentro de mecánica?

6. Defina: Espacio, Tiempo, Masa, Fuerza.

7. Enuncie la 3era. Ley de Newton

8. Explique el experimento de acción y reacción (grafique)

9. Defina: Empuje, Dinámica, Movimiento

10. Que son fluidos?

11. Que tipos de fluidos existen?

12. Cuáles son las propiedades de los fluidos?

13. Mediante un ejemplo defina Tensión superficial

14. Mediante un ejemplo defina Viscosidad

15. Enumere tres características de los fluidos

16. Explique el experimento de fluidos (grafique)

17. Qué es Óptica?

18. Qué es Luz?

19. Cuáles son las ramas de la óptica?

20. Explique el experimento de la elaboración del telescopio (grafique)

21. Qué es Acústica

22. Qué estudia la acústica?

23. Cuáles son las ramas de la acústica?

24. Explique el experimento de las copas realizado (grafique)

25. Qué es electricidad?

26. Qué significa ámbar?

27. Cuáles son los usos de la electricidad?

28. Quién fue Tales de Mileto?

29. Quién fue Alexander Graham Bell?

30. Defina carga

31. Cuáles son los tipos de carga?

32. Qué es electrificación?

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33. Qué sucede cuando dos cuerpos se frotan?

34. Cuál es el enunciado de la Ley de Coulomb?

35. Qué es campo eléctrico?

36. Qué es corriente eléctrica?

37. Qué es potencial eléctrico?

38. Qué es circuito?

39. Cuáles son los tipos de electricidad?

40. Defina electricidad estática?

41. Qué es electricidad eléctrica?

42. Enuncie la Ley de Ohm

43. Explique el experimento de electricidad estática (grafique)

44. Explique el experimento de generador eléctrico casero (grafique)

45. Qué es magnetismo?

46. De qué depende el comportamiento magnético del material?

47. Cuál es la clasificación de los materiales magnéticos?

48. Cómo se define a la Levitación?

49. Qué tipos de Levitación existen?

50. Explique el experimento de Levitación (grafique)