Fisica ll
"TAREAS Y TRABAJOS SEMANALES"
"Semana 1"pag. 79
GOTA FRIA...
La gota fría es un fenómeno meteorológico anual que suele coincidir con el inicio del otoño y la primavera prácticamente en zonas montañosas. Se experimenta particularmente en diversos lugares como lo fue en Guadalajara y otros lugares a lo largo de la costa este y las islas, aunque sus efectos pueden sentirse en zonas interiores también.
A grandes rasgos, la gota fría es el resultado de un frente de aire polar frío (corriente en chorro) que avanza lentamente sobre la tierra y que al chocar con el aire más cálido de zonas montañosas, genera fuertes y dañinas tormentas. Puede designarse como un volumen limitado de aire frío en los niveles altos de la atmósfera, la gota fría puede ser como un anticiclón que puede tener entre 5000 y 10 000m de altitud.
Al producirse esta incursión del chorro polar en latitudes menores, se genera una "gota" de aire frio que se ve rodeada de una gran masa de aire caliente, a menudo el ascenso de la columna de aire es tan rápida que se enfría muy bruscamente, produciéndose granizo.
En consecuencia, influye más lentamente, pero también más al norte lo que provoca un desplazamiento al norte de las borrascas del frente polar.
Semana 2
"GASES Y LIQUIDOS"
Algunos experimentos de diferentes actividades pueden contener los estados de la materia; solido, liquido y gaseoso. Estos estados suelen estar en actividades que pueden ser practicadas en el hogar o cualquier otro sitio.
Por lo que a continuación se presentará una pequeña actividad que usualmente se hace en todos los hogares de cualquier comunidad, ya que principalmente esta actividad es al poner agua a hervir.
Cuando una persona realiza esta actividad, esta ocupando los estados de la materia, ya que utiliza una sustancia liquida y ésta se evapora formando el estado gaseoso, por que al estar en una cierta cantidad de calor, hace que el agua tome un cambio de liquido a gaseoso, por lo que las moléculas del agua al estar estable están solo en un lugar, pero al estar en otro tipo de energía ( en calor ) las moléculas se mueven muy rápidamente, haciendo que cambien de estado liquido a gaseoso.
Otro ejemplo puede ser cuando ponemos una paleta de hielo en una superficie o en un lugar donde los rayos del sol tengan mayor calentamiento, haciendo que la paleta de hielo se derrita, pasándose de un estado solido a estado liquido...
Con estos ejemplo llegué a la conclusión que cualquier estado de gases o líquidos pueden ser de diferentes formas, ya que pueden hacerse al cambiar el estado de materia con la que son elaborados obteniendo diferentes cambios es sus estructuras.
Líquidos y gases
Los fluidos pueden encontrarse en estados líquido o gaseoso. La propiedad fundamental que distingue líquidos y gases es la compresibilidad. En los gases, el volumen que ocupa una determinada masa puede variar de forma muy importante como consecuencia de variaciones de presión y de temperatura. En líquidos, por el contrario, la densidad es muy poco sensible a variaciones de presión y temperatura. No obstante, en flujos de gases en los que las variaciones de presión y temperatura sean pequeñas, también lo serán las variaciones de densidad, y puede suponerse entonces que el gas se comporta como un fluido incompresible.
Gracias a todo esto, podemos llegar a un punto donde los gases y los líquidos suelen ser sustancias que al tener un cambio de temperatura sufren cambios, convirtiéndose en otros cuerpos de sustancias...
Ley de los gases ideales
Los gases ideales es una simplificación de los gases reales que se realiza para estudiarlos de manera más sencilla. En sí es un gas hipotético que considera:
- Formado por partículas puntuales sin efectos electromagnéticos.
- Las colisiones entre las moléculas y entre las moléculas y las paredes es de tipo elástica, es decir, se conserva el momento y la energía cinética.
- La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura.
- Los gases se aproximan a un gas ideal cuando son un gas mono atómico, está a presión y temperatura ambiente.
Ley de los gases reales
Un gas real se define como un gas con un comportamiento termodinámico que no sigue la ecuación de estado de los gases ideales.
Un gas puede ser considerado como real, a elevadas presiones y bajas temperaturas, es decir, con valores de densidad bastante grandes. Bajo la teoría cinética de los gases, el comportamiento de un gas ideal se debe básicamente a dos hipótesis:
– Las moléculas de los gases no son puntuales.
– La energía de interacción no es despreciable.
La representación gráfica del comportamiento de un sistema gas-líquido, de la misma sustancia, se conoce como diagrama de Andrews.
Hidrostática e hidrodinámica
La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos o de la hidráulica que estudia los fluidos en estados de equilibrio; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.
La hidrodinámica estudia la dinámica de los líquidos. Para el estudio de la hidrodinámica normalmente se consideran tres aproximaciones importantes:
- Que el fluido es un liquido incompresible.
- Se considera despreciable la perdida de energía por la viscosidad.
- Se supone que el flujo de los líquidos es en régimen estable o estacionario.
Semana 3
Semana 4
Semana 5
EXPERIMENTOS...
"Electroestática"
"Electrodinámica"
" Electroestática y Electrodinámica"
La electrostática es la rama de la física que analiza los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de sus cargas eléctricas, es decir, el estudio de las cargas eléctricas en equilibrio. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen. Históricamente, la electrostática fue la primera rama del electromagnetismo en desarrollarse. Con la postulación de la ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser analizadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
*La electricidad estática se usa habitualmente en xerografía en la que un pigmento en polvo (tinta seca o tóner) se fija en las áreas cargadas previamente, lo que hace visible la imagen impresa.
*En electrónica, la electricidad estática puede causar daños a los componentes, por lo que los operarios han de tomar medidas para descargar la electricidad estática que pudieran haber adquirido.
La electrodinámica se fundamenta, precisamente, en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica para desplazarse. Todos los cuerpos conocidos en la naturaleza, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, se componen de átomos o moléculas de elementos químicos simples o compuestos. Las moléculas del agua que tomamos para aliviar la sed, por ejemplo, están formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). En un vaso de agua están presentes miles de millones de moléculas formadas por esos dos elementos químicos.
Todos los átomos o moléculas simples se componen de un núcleo formado por protones y neutrones, y alrededor de ese núcleo gira constantemente una nube de electrones situados en una o en varias órbitas, según el elemento químico de que se trate, de forma similar a como giran los planetas alrededor del sol. Es decir, que cada átomo viene siendo un sistema solar en miniatura, tal como se puede ver en la ilustración del átomo de cobre (Cu), que aparece a la izquierda. Los protones de los átomos poseen siempre carga eléctrica positiva, los neutrones carga neutra y los electrones carga eléctrica negativa. La cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo neutro siempre es igual a la de los electrones que se encuentran girando en sus respectivas órbitas. Un átomo en estado neutro tiene el mismo número de cargas negativas que positivas.
En conclusión cuando un átomo cede o pierde electrones se convierte en un ión positivo o catión, pues la cantidad de protones con carga positiva superará a la de los electrones con carga negativa. Si por el contrario, el átomo en lugar de ceder electrones los capta o gana en su última órbita, se convierte en un ión negativo o anión, al ser superior la cantidad de electrones con carga negativa en relación con la carga positiva de los protones agrupados en el núcleo. Es necesario aclarar que el máximo de electrones que puede contener la última capa u órbita de un átomo son ocho.
Semana 6
Semana 7
Hipótesis
La electrostática se produce entre los cuerpos como consecuencia de sus cargas eléctricas
. La carga eléctrica es la propiedad de la materia responsable de los fenómenos electrostáticos, cuyos efectos aparecen en forma de atracciones y repulsiones entre los cuerpos que la poseen, mientras que la electrodinámica se produce en el movimiento de los electrones o cargas eléctricas que emplean como soporte un material conductor de la corriente eléctrica para desplazarse.
Todos los cuerpos conocidos en la naturaleza, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos, se componen de átomos o moléculas de elementos químicos simples o compuestos.
Todos los átomos o moléculas simples se componen de un núcleo formado por protones y neutrones, y alrededor de ese núcleo gira constantemente una nube de electrones situados en una o en varias órbitas, según el elemento químico de que se trate, de forma similar a como giran los planetas alrededor del sol, cada átomo viene siendo un sistema solar en miniatura.
Los protones de los átomos poseen siempre carga eléctrica positiva, los neutrones carga neutra y los electrones carga eléctrica negativa. La cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo neutro siempre es igual a la de los electrones que se encuentran girando en sus respectivas órbitas. Un átomo en estado neutro tiene el mismo número de cargas negativas que positivas.
Para finalizar la hipótesis. cuando un átomo cede o pierde electrones se convierte en un ión positivo o catión, pues la cantidad de protones con carga positiva superará a la de los electrones con carga negativa. Si por el contrario, el átomo en lugar de ceder electrones los capta o gana en su última órbita, se convierte en un ión negativo o anión, al ser superior la cantidad de electrones con carga negativa en relación con la carga positiva de los protones agrupados en el núcleo.
Semana 8
"Resistencia eléctrica"
Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de corriente eléctrica a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre.
Semana 9
"Potencial eléctrico"
El potencial eléctrico en un punto, es el trabajo a realizar por unidad de carga para mover dicha carga dentro de un campo electroestatico desde el punto de referencia hasta el punto considerado, ignorando el componente irrotacional del campo eléctrico. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga positiva unitaria q desde el punto de referencia hasta el punto considerado, en contra de la fuerza eléctrica y a velocidad constante. Aritméticamente se expresa como el cociente:
El potencial eléctrico solo se puede definir unívocamente para un campo estático producido por cargas que ocupan una región finita del espacio. Para cargas en movimiento debe recurrirse a los potenciales de Liénard-Wiechert para representar un campo electromagnético que además incorpore el efecto de retardo, ya que las perturbaciones del campo eléctrico no se pueden propagar más rápido que la velocidad de la luz.
"Ley de Joules"
Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste se calienta, emitiendo energía, de forma que el calor desprendido es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al tiempo durante el que está circulando la corriente y al cuadrado de la intensidad que lo atraviesa.
Si todas las magnitudes utilizadas en esta fórmula están expresadas en las unidades del sistema internacional, el resultado se obtiene en julios.
Sin embargo es muy habitual utilizar la caloría como unidad de energía. En ese caso para convertir el valor obtenido en julios a calorías debe multiplicarse por el factor de conversión 0,24
"Circuito eléctrico"
El circuito eléctrico es el recorrido establecido de antemano que una corriente eléctrica tendrá. Se compone de distintos elementos que garantizan el flujo y control de los electrones que conforman la electricidad.
Los circuitos eléctricos están presentes en toda instalación que haga uso de energía eléctrica. Son indispensables para el funcionamiento de artefactos y maquinaria. Existe una determinada lógica para organizar un circuito y de esta circunstancia dependerá mucha de la infraestructura instalada. Es por ello que suelen diagramarse con antelación para cubrir potenciales percances. Los circuitos eléctricos no solo están presentes en edificios, sino que cualquier artefacto andando implica uno.
"Conexión de resistencia en series paralelas y mixtas "
Resistencia en serie
Cuando dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie en un circuito y al aplicar un voltaje, todas las resistencias son recorridas por la misma corriente.
Y para calcular la resistencia total en el circuito con resistencias en series se hace de la siguiente manera
RT=R1+R2+R3
Resistencia en paralelo
Cuando dos o más resistencias se encuentran en paralelo al aplicar voltaje todas tienen la misma caída de tencion.
Resistencia mixta
Cuando un conjunto de resistencias en serie están conectadas con un conjunto de resistencias en paralelo se les llama que están conectadas de forma mixta.
Para calcular la resistencia total del circuito se tiene que simplificar las resistencias que están en serie y las que están en paralelo, asi que el conjunto de resistencias se resuelven por separado y el resultado cada vez será más sencillo y al final estas se suman, obteniendo asi la resistencia total.
Ejercicios...
Semana 10
"Magnetismo"
El magnetismo es el conjunto de fenómenos físicos mediados por campos magnéticos. Estos pueden ser generados por las corrientes eléctricas o por los momentos de las partículas constituyentes de los materiales. Es parte de un fenómeno más general: el electromagnetismo. También denomina a la rama de la física que estudia dichos fenómenos.
El níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones se encuentran entre algunos de los materiales que presentan propiedades magnéticas que son fácilmente observables, y comúnmente se llaman imanes.
Estos materiales son ferromagnéticos e interactúan fuertemente con los campos magnéticos externos a la vez que generan un campo magnético propio. Esto permite la tan conocida repulsión y atracción entre los polos de los imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
Estos materiales son ferromagnéticos e interactúan fuertemente con los campos magnéticos externos a la vez que generan un campo magnético propio. Esto permite la tan conocida repulsión y atracción entre los polos de los imanes. Sin embargo, todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de un campo magnético.
El fenómeno del magnetismo es ejercido por un campo magnético, por ejemplo, una corriente eléctrica o un dipolo magnético crea un campo magnético, este al girar imparte una fuerza magnética a otras partículas que están en el campo.
"Campo magnético"
Un campo magnético es una descripción matemática de la influencia magnética de las corrientes eléctricas y de los materiales magnéticos. El campo magnético en cualquier punto está especificado por dos valores, la dirección y la magnitud; de tal forma que es un campo vectorial. Específicamente, el campo magnético es un vector axial, como lo son los momentos mecánicos y los campos rotacionales. El campo magnético es más comúnmente definido en términos de la fuerza de Lorentz ejercida en cargas eléctricas.
"Interacción entre cargas eléctricas y magnéticas"
La respuesta es que la fuente de los campos son las propias cargas. Una carga eléctrica produce un campo en todo el espacio.
La fuerza de una carga sobre otra es el resultado del campo de una de ellas actuando sobre la otra carga. Una carga eléctrica, situada a una cierta distancia de otra carga percibe el campo de la otra carga y experimenta una fuerza. Y viceversa. Entonces, hay un mediador. Es el campo el que media la interacción entre ambas cargas.
La misma idea se usa para los campos magnéticos, que son campos que afectan a imanes, alambres con corriente, o cargas en movimiento. La fuerza que ejerce un imán en otros objetos -objetos con propiedad "magnética"- se produce a partir del campo magnético producido en el espacio por el imán.
El resultado de los efectos eléctricos y magnéticos combinados es el campo electromagnético, el cual tiene interacción con cargas, imanes o corrientes eléctricas.
"Leyes del electromagnetismo"
Ley de Gauss
Gauss estudio el campo eléctrico relacionando el flujo eléctrico con las superficies cerradas. Tras sus estudios llegó a la conclusión de que el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada era igual a:
Donde 
es la permeabilidad eléctrica del vacío.
es la permeabilidad eléctrica del vacío.
Gauss estudió de forma análoga los campos magnéticos. Durante sus estudios descubrió que el flujo magnético a través de cualquier superficie cerrada eran siempre nulos.
Este descubrimiento se traduce en la inexistencia de monopolos magnéticos y, por tanto, que las líneas de campo magnético sean siempre cerradas.
Ley de Ampere
La ley de Ampére tiene una analogía con el teorema de Gauss aplicado al campo eléctrico. De la misma forma que el teorema de Gauss es útil para el cálculo del campo eléctrico creado por determinadas distribuciones de carga, la ley de Ampére también es útil para el cálculo de campos magnéticos creados por determinadas distribuciones de corriente. La ley de Ampére dice: "la circulación de un campo magnético a lo largo de una línea cerrada es igual al producto de 
por la intensidad neta que atraviesa el área limitada por la trayectoria".
por la intensidad neta que atraviesa el área limitada por la trayectoria".
Que podemos expresar tal y como se muestra en la Ecuación 1.
Ley de Faraday
Durante años Faraday buscó la forma de producir corriente a partir de un campo magnético. En 1831 empezó a ver como su trabajo daba los primeros frutos. Faraday dispuso una espira conectada a un galvanómetro, como es de esperar en estas condiciones, dado que no existe generadores conectados, dicho galvanómetro no marca circulación de corriente por la espira. Pero observó que si introduce un imán en el centro de la espira, mientras este se está acercando, el galvanómetro se desvía marcando la existencia de corriente en la espira; cuando el imán se mantiene quieto en el interior de la espira el galvanómetro vuelve a indicar la ausencia de corrientes; finalmente, al extraer el imán, mientras este se aleja de la espira, el galvanómetro vuelve a desviarse pero esta vez en sentido opuesto.
En La ley de inducción de Faraday se afirma que:
“La fuerza electromotriz inducida es igual a la variación de flujo magnético por unidad de tiempo”
Matemáticamente esta ley se expresa así:
Donde R es la resistencia del circuito, en este caso, la resistencia será la obtenida en el circuito formado por el galvanómetro y la espira.
Aportaciones de Oersted
En 1820 el investigador danés Hans Christian Oersted intentaba encontrar la relación que existía entre la electricidad y el magnetismo.
Oersted colocó una brújula al lado de un hilo conductor que estaba conectado a una pila, y observó que los muchos cambios que hasta ese momento había hecho en la posición del hilo conductor no afectaban para nada a
la brújula.
Por puro azar, estando el hilo conductor desconectado de la pila, situó este hilo en la misma dirección que la aguja de la brújula. A continuación conectó de nuevo el hilo a la pila; en ese momento la aguja de la brújula giró
bruscamente hasta situarse perpendicular al hilo conductor.
De esta forma, por primera vez se observó que un campo eléctrico influía sobre un imán. Y así se demostró que un conductor eléctrico por el que circula una corriente eléctrica crea a su alrededor un campo magnético.
Reporte...
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