Electromagnetismo

 

Electromagnetismo

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicasvectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.

Dentro de esta rama se hallan, por el hecho de basarse en las leyes del electromagnetismo, la electrodinámica y la inducción electromagnética, que tratan, respectivamente, de las acciones ponderomotríces entre las corrientes eléctricas y de las fuerzas electromotrices inducidas en un circuito por la variación del flujo electromagnético. Las leyes del electromagnetismo son la base del funcionamiento de los electroimanes de los motores eléctricos, las dinamos y los alternadores.

La conexión entre la electricidad y el magnetismo ya se sospechaba desde hace mucho tiempo, y en el año 1820 el físico Danés Hans Christian Orsted demostró que un flujo de corriente eléctrica a través de un hilo produce un campo electromagnetico. Andre-Marie Ampere, en Francia, repitió inmediatamente los experimentos de Orsted y en poco tiempo fue capaz de expresar la relación entre corriente y conductor con una fórmula matemática simple y elegante. Además demostró que un flujo de corriente eléctrica en disposición circular produce un dipolo magnético.

 

 

 

 

Ley de Boyle

Ley de Boyle

La ley de Boyle-Mariotte, o ley de Boyle, formulada independientemente por el físico y químico anglo-irlandés Robert Boyle (1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte (1676), es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante.

La ley dice que:

La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

o en términos más sencillos:

A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.

Matemáticamente se puede expresar así:



donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante   para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:




donde:





Además, si se despeja cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:



Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales o perfectos particularizada para procesos isotérmicos de una cierta masa de gas constante.

Junto con la ley de Charles, la ley de Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.

Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.

Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
P⋅V=kP⋅V=k

(el producto de la presión por el volumen es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

P1⋅V1=P2⋅V2P1⋅V1=P2⋅V2
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Electricidad

 

Electricidad

La electricidad es un fenomeno físico cuyo origen son las cargas electricas y cuya energia se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones.

Se denomina circuito eléctrico a una serie de elementos o componentes eléctricos o electrónicos, tales como resistencias, inductancias, condensadores, fuentes, y/o dispositivos electricos semiconductores, conectados eléctricamente entre sí con el propósito de generar, transportar o modificar señales electrónicas o eléctricas. En la figura podemos ver un circuito eléctrico, sencillo pero completo, al tener las partes fundamentales:
Una fuente de energía eléctrica, en este caso la pila o bateria.
Una aplicación, en este caso una lampara incandesente.
Unos elementos de control o de maniobra, el interruptor.
Un instrumento de medida, el amperimetro, que mide la intensidad de corriente.
El cableado y conexiones que completan el circuito.

Un circuito eléctrico tiene que tener estas partes, o ser parte de ellas.

Presión Atmosférica

Presión Atmosférica 

La presión atmosférica es la fuerza por unidad de área que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

La presión atmosférica en un punto coincide numéricamente con el peso de una columna estática de aire de sección recta unitaria que se extiende desde ese punto hasta el límite superior de la atmósfera. Como la densidad del aire disminuye conforme aumenta la altura, no se puede calcular ese peso a menos que seamos capaces de expresar la variación de la densidad del aire en función de la altitud o de la presión, por lo que no resulta fácil hacer un cálculo exacto de la presión atmosférica sobre un lugar de la superficie terrestre. Además tanto la temperatura como la presión del aire están variando continuamente, en una escala temporal como espacial, dificultando el cálculo. Se puede obtener una medida de la presión atmosférica en un lugar determinado pero de ella no se pueden sacar muchas conclusiones; sin embargo, la variación de dicha presión a lo largo del tiempo permite obtener una información útil que, unida a otros datos meteorológicos (temperatura atmosférica, humedad y vientos), puede dar una imagen bastante acertada del tiempo atmosférico, en dicho lugar e incluso un pronóstico a corto plazo del mismo.

La Presión atmosférica es el peso que ejerce el aire de la atmósfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire.

Como se sabe, el planeta tierra esta formado por una presión sólida (las tierras), una presión liquida (las aguas) y una gaseosa (la atmósfera).

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve todo el planeta y esta formado por mezcla de gases que en conjuntos llamamos aire, como todos los cuerpos, tiene peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre es lo que llamamos presión atmosférica.

La presión atmosférica varia, no siempre es igual en los diferentes lugares de nuestro planeta y nuestro país, ni en la diferente época del año.

Como podemos ver la presión ejercida. Por lo atmosférica se debe al peso (P: m.z) de la misma su valor es de 1001.000 páscales que corresponde a la presión normal. Existen otras unidades para medir la presión y la equivalencia entre estos son: 101.000 Pa = 1 atm = 760 mm Hg = 101 mb

Diferencia entre Calor y Temperatura

Diferencia entre Calor y Temperatura

Todos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. Amenudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo. Por ejemplo, la temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye. Las temperaturas más altas tienen lugar cuando las moléculas se están moviendo, vibrando y rotando con mayor energía.

Si tomamos dos objetos que tienen la misma temperatura y los ponemos en contacto, no habrá transferencia de energía entre ellos porque la energía media de las partículas en cada objeto es la misma. Pero si la temperatura de uno de los objetos es más ala que la otra, habrá una transferencia de energía del objeto más caliente al objeto más frío hasta que los dos objetos alcancen la misma temperatura.

La temperatura no es energía sino una medida de ella, sin embargo el calor sí es energía.

Calor

El calor y la temperatura tienen relación entre sí, pero para entender dicha asociación hay que estar familiarizados con el concepto de energía cinética de los objetos.

La energía cinética fue descubierta por primera vez por el Conde de Rumford, quien notó que se producía calor en el agujero del barril de un cañón. Dedujo que esto se debía al movimiento que tenía lugar en el objeto. De todo esto dedujo también que cada vez que una fuerza actúa sobre un cuerpo y hace que éste se mueva, se está trabajando con energía: la energía cinética. Esto constituye su más importante aporte a la termodinámica. La importancia de conocer este concepto se debe a que el calor está comprendido entre la energía cinética.

La temperatura es básicamente la medición de la energía cinética media de las moléculas. Esto significa que la temperatura de algo será más baja si la energía cinética media de las moléculas es baja; mientras que será alta si la energía cinética es alta.

Temperatura

La temperatura se refiere a la medida de lo que es caliente, frío o tibio con respecto a algún estándar. Para este fin muchas veces se utiliza el termómetro.

Mayormente se mide la temperatura en grados Celsius, pero internacionalmente, también se utiliza la escala Kelvin o escala absoluta (Kelvin (K)) y la escala Fahrenheit.

Calor

Es la energía que se transfiere entre los cuerpos u objetos debido a la variación de la temperatura (es importante aclarar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica). El calor está relacionado con la temperatura, porque siempre fluye desde los objetos más calientes hasta los objetos más fríos y la temperatura es la magnitud en la que se mide este flujo o energía.

La diferencia entre el calor y la temperatura , también viene dada porque en el caso de la temperatura, ésta depende de la masa que tenga la sustancia. Por ejemplo: 30 gramos de agua a 70 grados centígrados tendrá más energía térmica que 25 gramos de agua a 70 grados centígrados.

Calor 

El calor puede ser descrito como la cantidad de energía térmica contenida en un objeto. La medición del calor se realiza en Joule o Julio (J).

El calor puede ser transferido de un objeto a otro por tres medios diferentes: conducción, radiación y convección. Queda clara la diferencia entre el calor y la temperatura; ya que el calor es la energía y la temperatura es la magnitud que se encarga de medir dicha energía.

Para finalizar, el objeto con la temperatura más alta tiende a ser el que transfiere el calor al otro objeto con la temperatura más baja; este último es que el recibe la transferencia.

Diferencias clave entre calor y temperatura

La temperatura se encarga de medir la energía cinética (en este caso energía térmica), mientras que el calor es la energía térmica que posee un cuerpo.

La temperatura se mide en grados Celsius, escala Kelvin o grados Fahrenheit; mientras que el calor se mide en Julios o Joules.

 

Diferencia entre peso y masa

Diferencia entre peso y masa

La masa y el peso son diferentes propiedades, que se definen en el ámbito de la física. La masa es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que el peso es una medida de la fuerza que es causada sobre el cuerpo por el campo gravitatorio.

Por lo tanto la masa de un objeto no cambiará de valor sea cual la ubicación que tenga sobre la superficie de la Tierra (suponiendo que el objeto no está viajando a velocidades relativistas con respecto al observador), mientras que si el objeto se desplaza del ecuador al Polo Norte, su peso aumentará aproximadamente 0,5 % a causa del aumento del campo gravitatorio terrestre en el Polo.

La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Todos los cuerpos están hechos de materia, en mayor o menor medida. La masa se mide en una balanza y la unidad de medida es el kilogramo (kg). Su valor es constante, no dependiendo de la altitud y latitud. Es una magnitud escalar y sufre aceleraciones. 

El peso es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. La masa de los cuerpos es atraída por la fuerza de gravedad de la Tierra, esa fuerza hace que el cuerpo (la masa) tenga un peso. El peso se mide con un dinamómetro y la unidad de medida es el Newton (N). Su valor varía según su posición, dependiendo de la altitud y latitud. Es una magnitud vectorial y produce aceleraciones.

Masa y peso son dos términos que a menudo se utilizan de manera indistinta en la vida cotidiana. Muchas personas hablan de la masa de un objeto como si fuera su peso y del peso para referirse a la masa. Pero estos conceptos son muy diferentes y a continuación veremos cuáles son esas diferencias entre ambos.

Masa

La masa es la cantidad de materia que posee un objeto. Se divide en dos tipos: masa inercial y masa gravitacional. El tipo más común usado en la Física es la masa inercial, que es una medida cuantitativa de la resistencia de un objeto a la aceleración. Por otra parte, la masa gravitacional es una medida de la magnitud de la fuerza de atracción que se ejerce sobre objeto determinado.

Peso

El peso se refiere a la medida de la fuerza de gravedad sobre un objeto. Éste difiere constantemente, ya que la fuerza de gravedad no es igual en todos lados (el peso de una persona no es igual en la Tierra y en la Luna. Ejemplo: una persona con una masa de 50 kg y un peso de 491 newtons en la Tierra; en la Luna tendrá la misma masa, pero sólo pesará 81,5 newtons).

Fuerza en Fisica

Fuerza

En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N , nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su aportación a la física, especialmente a la mecánica clásica. El newton es una unidad derivada del SI que se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa.

Otro concepto es que una fuerza es una influencia que hace que un cuerpo libre de someterse a una aceleración. Fuerza también puede ser descrito por conceptos intuitivos como un empujón o un tirón que puede causar un objeto con masa para cambiar su velocidad (que incluye a comenzar a moverse de un estado de reposo), es decir, acelerar, o que pueden hacer que un objeto flexible a deformarse. Una fuerza tiene tanto magnitud y dirección, lo que es un vector de cantidad.

 

Leyes de Newton

Leyes de Newton 

Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican una gran parte de los problemas planteados en mecánica clásica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Primera Ley de Newton

La primera ley de Newton, establece que un objeto permanecerá en reposo o con movimiento uniforme rectilíneo al menos que sobre él actúe una fuerza externa. Puede verse como un enunciado de la ley de inercia, en que los objetos permanecerán en su estado de movimiento cuando no actuan fuerzas externas sobre el mismo para cambiar su movimiento. Cualquier cambio del movimiento implica una aceleración y entonces se aplica la Segunda ley de Newton; De hecho, la primera ley de Newton es un caso especial de la segunda ley, en donde la fuerza neta externa es cero.

La primera ley de Newton, contiene implicaciones sobre la simetría fundamental del Universo, en la que el estado de movimiento en línea recta debe considerarse tan natural como el estado de reposo. Si un objeto está en reposo respecto de una marco de referencia, aparecerá estar moviéndose en línea recta para un observador que se esté moviendo igualmente en línea recta respecto del objeto. No hay forma de saber que marco de referencia es especial, de modo que, todos los marcos de referencias de velocidad rectilínea constante son equivalentes.

Segunda Ley de Newton

La segunda ley del movimiento de Newton dice que:

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintética mente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

Tercera Ley de Newton 

La tercera Ley de Newton se puede enunciar formalmente así:

"Las fuerzas siempre ocurren en pares. Si el objeto A ejerce una fuerza F sobre el objeto B, entonces el objeto B ejerce una fuerza igual y opuesta -F sobre el objeto A"

o en forma común:
 "Cada acción tiene una reacción igual y opuesta"

Observe este requisito importante: ¡Deben estar involucrados dos objetos! Existe toda una suerte de situaciones en donde dos fuerzas iguales y opuestas actúan sobre el mismo objeto,cancelándose uno a otro, de manera que no ocurre aceleración alguna (o siquiera movimiento). Esto no es un ejemplo de la tercera ley, sino de equilibrio entre las fuerzas. 

Diferencia entre Distancia y Desplazamiento

Diferencia entre Distancia y Desplazamiento 

La diferencia principal entre distancia y desplazamiento es que:

• la distancia es una medida de la longitud total recorrida a lo largo del camino,
• el desplazamiento solamente tiene en cuenta la longitud entre la posición inicial (partida) y  final (llegada).

La distancia se mide para determinar cuán largo es un camino entre dos puntos. El odómetro de tu automóvil mide la distancia a medida que viajas de un lugar a otro. El desplazamiento, sin embargo, mide la distancia en línea recta entre el punto inicial y el punto final. La distancia es siempre igual o mayor que el desplazamiento.

Gravedad

¿Que es la Gravedad?

La gravedad es una de las cuatro interacciones fundamentales. Origina la aceleración que experimenta un cuerpo físico en las cercanías de un objeto astronómico. También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.

Si un cuerpo pesado está situado en las proximidades de un planeta, un observador a una distancia fija del planeta medirá una aceleración del objeto dirigida hacia la zona central de dicho planeta, si el objeto no está sometido al efecto de otras fuerzas. En la superficie de la Tierra, la aceleración originada por la gravedad es 9,80665 m/s², aproximadamente.