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FÍSICA
MANIFESTACIONES DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA
MATERIA
• Comprender de que manera la materia se comporta internamente
OBJETIVO
ATENCIÓN• Los diferentes conceptos que se presentan• Corriente y Circuito Eléctrico• Electromagnetismo• Sonido• Luz
• Los ejemplos de problemas que se tratan
CORRIENTE ELÉCTRICACuando los electrones se mueven a través de un conductor, se genera una CORRIENTE ELÉCTRICA
Conductor: Material que permite que los electrones circulen libremente en él. Metales: Oro, Plata, Cobre
Aislante: Material que dificulta el paso de los electrones. Vidrio Plástico, Madera
CIRCUITO ELÉCTRICOTrayectoria cerrada a través de la cual circula corriente eléctrica
Conductor: Forma la trayectoria y transporta los electrones
Fuente de fuerza electromotriz: Establece la diferencia de potencial que mueve los electrones
Receptor: Dispositivo que transforma la energía eléctrica en otra forma de energía (Foco, motor, etc)
CIRCUITO ELÉCTRICODIFERENCIA DE POTENCIAL: Trabajo realizado para mover una carga de un punto a otro de un campo eléctrico
)(VVoltCoulombJoule
qW
V
INTENSIDAD: Trabajo realizado para mover una carga de un punto a otro de un campo eléctrico
)(AAmperesegundoCoulomb
tq
I
RESISTENCIA: Oposición al paso de la corriente eléctrica. Se expresa en Ohm (Ω)
LEY DE OHM
“La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un circuito eléctrico, es directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R)
RV
I
AV
AmpereVolt
IV
R
La unidad de resistencia Ω equivale a:
CIRCUITO EN SERIE
La Intensidad es igual en todo el circuito: IT = I1 = I2 = I3 = …
La Resistencia Total es la suma de todas: RT = R1 + R2 + R3 + …
El Voltaje Total es la suma de los Voltajes: VT = V1 + V2 + V3 + …
CIRCUITO EN PARALELO
El Voltaje es igual en todo el circuito: VT = V1 = V2 = V3 = …
La inversa de la Resistencia Total es la suma de las inversas de
todas las resistencias:
La Intensidad Total es la suma de las Intensidades: IT = I1 + I2 + I3 + …
...1111321
RRRRT
EJERCICIOTres resistencias de 10, 20 y 30 Ohms respectivamente están conectadas en serie a una fuente de 50 V. Calcular la resistencia total del circuito y la intensidad de la corriente que circula por él.
Tenemos la siguiente información: V= 50, R1=10, R2=20, R3 =30
Para encontrar la resistencia tenemos RT = R1 + R2 + R3
Por lo que al sustituir valores tenemos que RT=10+20+30 = 60
Para calcular la Intensidad tenemos I=V/R por lo que al sustituir valores tenemos que I=50/60 dando como resultado 0.833
El resultado del problema es RT= 60 Ohms e I=0.833 Amperes
POTENCIA ELÉCTRICA
Es la rapidez con la que se consume la energía eléctrica
tE
P
VIP P = Potencia (W)
V = Voltaje (V)
I = Intensidad de Corriente (A)
P = VA = Watt
EJERCICIO¿Cuál es la intensidad de la corriente que circula por una plancha cuya potencia es de 375 W si está conectada a una fuente de 120 V?
Tenemos la siguiente información: V= 120, P=375
Si deseamos encontrar I, tenemos que P=VI, por lo que al despejar resulta: I=P/V
Por lo que al sustituir valores tenemos que I=375/120
Teniendo como resultado: I=3.125 Amperes
ELECTROMAGNETISMO
Estudia los fenómenos que se producen por la interacción entre un campo magnético y un campo eléctrico
“Una corriente eléctrica genera un campo magnético y un campo magnético genera un campo eléctrico”
Motor: Transforma energía eléctrica en energía mecánica
Generador: Transforma energía mecánica en energía eléctrica
Transformador: Aumenta o disminuye la tensión eléctrica
ONDASToda perturbación sobre un estado de equilibrio que se propaga en un medio
Cresta: Es la parte superior de la onda
Nodo: Puntos en los que la onda corta a la línea de equilibrioEje de Propagación: Línea sobre la que se propaga la onda
Valle: Es la parte inferior de la onda
Elongación: Distancia de la línea de equilibrio a cualquier punto de la onda
ONDASAmplitud: Elongación máxima (+) hacia la cresta o (-) hacia el valleLongitud de Onda: Distancia entre dos valles o dos crestas consecutivas (λ)Período (T): Tiempo que tarda en producirse una onda completa (se mide en segundos)
Frecuencia: Número de ondas que se producen en una unidad de tiempo (se mide en Hertz)
HzsT
f 11
Frecuencia: Es la longitud de onda multiplicada por la frecuencia de la onda
v= λf
sm
smv 1
ONDASAmplitud: Elongación máxima (+) hacia la cresta o (-) hacia el valleLongitud de Onda: Distancia entre dos valles o dos crestas consecutivas (λ)Período (T): Tiempo que tarda en producirse una onda completa (se mide en segundos)
Frecuencia: Número de ondas que se producen en una unidad de tiempo (se mide en Hertz)
HzsT
f 11
Frecuencia: Es la longitud de onda multiplicada por la frecuencia de la onda
v= λf sm
smv 1
Ondas Transversales: La perturbación se mueve perpendicular a la propagación de la onda. Ejemplo: La luz
Ondas Longitudinales: La perturbación se mueve en el sentido de propagación de la onda. Ejemplo: Sonido
EJERCICIOLa velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s, cuál es la frecuencia de una onda con una longitud de 17.4 m.
Tenemos la siguiente información: V= 340, longitud de onda=17.4
Para encontrar la frecuencia tenemos f=V/longitud de onda
Por lo que al sustituir valores tenemos que f=340/17.4 por lo que el resultado es: 19.54 Hertz
SONIDO
Perturbación por compresión sobre un cuerpo y que se propaga en un medio elástico. Onda longitudinal que se propaga en el espacio. Requiere de un medio para propagarse y su velocidad depende del medio, es mayor en los sólidos y menor en los gases. En el aire es de 340 m/s
Intensidad: Permite distinguir sonidos fuertes de sonidos débiles, depende de la amplitud. Se mide en decibeles
Tono: Permite distinguir sonidos agudos de sonidos graves, depende de la frecuencia. Se mide en Hertz
Tono: Permite distinguir la fuente que produce un sonido. El rango audible es de 20 y 20,000 Hertz
PROPIEDADES DE LAS ONDAS
Reflexión: Desviación que experimenta una onda al chocar con un obstáculo
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexiónθi = θr
Refracción: Desviación que experimenta una onda al pasar de un medio a otro
domediovelocidadermediovelocidad
accióníndicerefr21
ii
i
vv
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Las radiaciones electromagnéticas tienen longitudes de onda variadas, desde las mas pequeñas como son los rayos gamma, hasta las ondas de radio que miden kilómetros.
Ejemplos: Rayos x, microondas, rayos infrarrojos y ultravioleta y espectro visible
La luz es parte del espectro electromagnético viaja como onda pero se comporta como partícula al interactuar con la materia.
Los objetos eflejan la luz y por eso vemos las cosas, la luz reflejada es el color que vemos. El blanco refleja toda la luz y el negro la absorbe toda. A mayor frecuencia de la onda, mayor energía
LENTES
fP
1
Una de las principales aplicaciones de la refracción de la luz son los lentes, que pueden ser: convergentes o divergentes
Foco (F). Punto en que los lentes concentran la luz que los atraviesanDistancia focal (f). Separación entre el foco y la lentePotencia de una lente (P). Es el inverso de la distancia focal. Se mide en dioptrías.
Lentes convergentes
Lentes divergentes
ENFERMEDADES DE LA VISIÓNHipermetropía: No ver bien de cerca, la imagen se forma atrás de la retina. Se corrige con lentes convergentesMiopía: No ver bien de lejos. La imagen se forma delante de la retina. Se corrige con lentes divergentes
CONCLUSIONES
Como puedes observar, los conceptos estudiados son sencillos y sus efectos los observamos día a día, aunque no vemos la forma como se realiza, los efectos de la estructura interna se aprecian de forma cotidiana y se han encontrado grandes beneficios de su utilización.
Recuerda siempre el método general estudiado para la resolución de problemas.
Repasa los conceptos y ejercicios presentados para que se te facilite la identificación y resolución de los mismos.
¡¡¡ AHORA TE INVITAMOS A QUE TE DIVIERTAS RESOLVIENDO LOS
EJERCICIOS QUE SE PRESENTAN A CONTINUACIÓN !!!