Cuadernillo de Datos de Física 2016

Cuadernillo de datos de FsicaPrimera evaluacin: 2016

4084

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Publicada en febrero de 2014

Publicada en nombre de la Organizacin del Bachillerato Internacional, una fundacin educativa sin fines de lucro con sede en 15 Route des Morillons, 1218 Le Grand-Saconnex, Ginebra (Suiza), por

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Cardiff, Wales CF23 8GLReino Unido

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Organizacin del Bachillerato Internacional, 2014

La Organizacin del Bachillerato Internacional (conocida como IB) ofrece cuatro programas educativos exigentes y de calidad a una comunidad de colegios en todo el mundo, con el propsito de crear un mundo mejor y ms pacfico. Esta publicacin forma parte de una gama de materiales producidos con el fin de apoyar dichos programas.

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Programa del DiplomaCuadernillo de datos de Fsica

Versin en espaol del documento publicado en febrero de 2014 con el ttulo Physics data booklet

Contenidos

Constantes fundamentales 1

Multiplicadores mtricos (SI) 2

Conversiones de unidades 3

Smbolos de circuitos elctricos 4

Ecuaciones: Temas troncales 5

Ecuaciones: Temas adicionales del Nivel Superior 8

Ecuaciones: Opciones 10

Cuadernillo de datos de Fsica

Constantes fundamentales

Magnitud Smbolo Valor aproximado Aceleracin en cada libre (superficie de la Tierra) g 9,81 m s2 Constante gravitacional G 6,67 1011 N m2 kg2 Constante de Avogadro A 6,02 1023 mol1 Constante de los gases R 8,31 J K1 mol1 Constante de Boltzmann B 1,38 1023 J K1 Constante de StefanBoltzmann 5,67 108 W m2 K4 Constante de Coulomb k 8,99 109 N m2 C2 Permitividad del espacio libre 0 8,85 1012 C2 N1 m2 Permeabilidad del espacio libre 0 4 107 T m A1 Velocidad de la luz en el vaco c 3,00 108 m s1 Constante de Planck h 6,63 1034 J s Carga elemental e 1,60 1019 C Masa en reposo del electrn e 9,110 1031 kg = 0,000549 u = 0,511 MeV c2 Masa en reposo del protn p 1,673 1027 kg =1,007276 u = 938 MeV c2 Masa en reposo del neutrn n 1,675 1027 kg =1,008665 u = 940 MeV c2 Unidad de masa atmica unificada u 1,661 1027 kg = 931,5 MeV c2 Constante solar S 1,36 103 W m2 Radio de Fermi 0 1,20 1015 m

1 Cuadernillo de datos de Fsica

Multiplicadores mtricos (SI)

Prefijo Abreviatura Valor

peta P 1015 tera T 1012 giga G 109 mega M 106 kilo k 103 hecto h 102 deca da 101 deci d 101 centi c 102 mili m 103 micro 106 nano n 109 pico p 1012 femto f 1015


Conversiones de unidades

1 radin (rad) 180

Temperatura (K) = temperatura (C) + 273 1 ao luz (al) = 9,46 1015 m 1 prsec (pc) = 3,26 al 1 unidad astronmica (ua) =1,50 1011 m 1 kilovatio-hora (kWh) = 3,60 106 J hc = 1,9910-25 J m = 1,24 10-6 eV m


Smbolos de circuitos elctricos

celda pila fuente de CA interruptor voltmetro ampermetro resistencia resistencia variable

lmpara potencimetro fotorresistencia (LDR) termistor

transformador resistencia calentadora

diodo capacitor

A V


Ecuaciones: Temas troncales

Nota: Todas las ecuaciones afectan solamente a la magnitud de las cantidades. No se utiliza notacin vectorial.

Subtema 1.2: Incertidumbres y errores Subtema 1.3: Vectores y escalares Si : = entonces : = + Si : =

entonces :

=

+

+

Si : = entonces :

=

H = cos V = sen

Subtema 2.1: Movimiento Subtema 2.2: Fuerzas

= + = + 1

22

2 = 2 + 2 = ( + )

2

= f f =

Subtema 2.3: Trabajo, energa y potencia Subtema 2.4: Cantidad de movimiento e impulso

= K = 122 P = 122 P = Potencia = Rendimiento = trabajo til de salidatrabajo total de entrada = potencia til de salidapotencia total de entrada

= =

K = 22 Impulso = =


Subtema 3.1: Conceptos trmicos Subtema 3.2: Modelizacin de un gas

= = =

= A

= K = 32 = 32 A

Subtema 4.1: Oscilaciones Subtema 4.4: Comportamiento de las ondas

= 1

12

= sen 2sen 1 = 21 =

Interferencia constructiva: diferencia de caminos = Interferencia destructiva: differencia de camino = ( + 1

2)

Subtema 4.2: Ondas progresivas

= Subtema 4.3: Caractersticas de las ondas

2 2 = 0cos2 Subtema 5.1: Campo elctrico Subtema 5.2: Efecto calrico de las corrientes

elctricas

=

= 12

2

= 140

=

(J) = (eV)

=

=

Leyes de circuito Kirchhoff: = 0 (lazo) = 0 (nodo) =

= = 2 = 2

total = 1 + 2 + 1total

= 11

+ 12

+ =

Subtema 5.3: Celdas elctricas Subtema 5.4: Efectos magnticos de las corrientes elctricas

= ( + ) = sen = sen


Subtema 6.1: Movimiento circular Subtema 6.2: Ley de la gravitacin de Newton

= = 2

= 42

2

= 2

= 2 =

2

=

=

2

Subtema 7.1: Energa discreta y radiactividad Subtema 7.2: Reacciones nucleares

= =

= 2

Subtema 7.3: La estructura de la materia Carga Quarks Nmero barinico

2

3 u c t 1

3

1

3 d s b 1

3 Todos los quarks tienen un valor de extraeza de 0 excepto el quark extrao que tiene extraeza de 1

Carga Leptones -1 e 0 e Todos los leptones tienen un nmero leptnico de 1 y los antileptones tienen un nmero leptnico de 1

Fuerza gravitacional

Fuerza nuclear dbil

Fuerza electromagntica

Fuerza nuclear fuerte

Partculas afectadas Todas Quarks, leptones Cargadas Quarks, gluones Partculas mediadoras

Gravitn W+, W, Z0 Gluones Subtema 8.1: Fuentes de energa Subtema 8.2: Transferencia de energa trmica Potencia = energatiempo Potencia = 1

23

= 4 mx (metros) = 2,90 103(kelvin) = potencia

albedo = potencia dispersada totalpotencia incidente total


Ecuaciones: Temas adicionales del Nivel Superior

Subtema 9.1: Movimiento armnico simple Subtema 9.2: Difraccin de rendija nica

= 2

= 2 = 0 sen ; = 0 cos = 0 cos ; = 0 sen = (02 2) K = 122(02 2) T = 12202 Pndulo: = 2

Masaresorte : = 2

=

Subtema 9.3: Interferencia

= sin Interferencia constructiva: 2 = ( + 12) Interferencia destructiva: 2 =

Subtema 9.4: Resolucin Subtema 9.5: Efecto Doppler

= 1,22

=

=

Fuente en movimiento: = s Observador en movimiento: = 0

=

Subtema 10.1: Descripcin de los campos Subtema 10.2: Los campos en accin

= = = =

=

=

P = = P = = 12

G = 122 E = 122 esc = 2 orbital =


Subtema 11.1: Induccin electromagntica Subtema 11.3: Capacitancia

= cos =

= =

=

paralelo = 1 + 2 + 1serie

= 11

+ 12

+ =

= 122

= = 0 = 0 = 0

Subtema 11.2: La generacin y transmisin de energa

rms = 02

rms = 0

2

= 00

= rmsrms

mx = 00 = 1

200

ps

= ps

= sp

Subtema 12.1: La interaccin de la materia con la radiacin

Subtema 12.2: Fsica nuclear

= mx = = 13,6

2

= 2

() = ||2

4

4

= 01/3 = 0 = 0 sen


Ecuaciones: Opciones

Subtema A.1: Los orgenes de la relatividad Subtema A.2: Transformaciones de Lorentz

= = = 11 22

= ( ) ; = ( ) = (

2) ; = (

2)

= 1 2 = 0 = 0

()2 ()2 = ()2 ()2

Subtema A.3: Diagramas de espacio-tiempo

= tan1

Subtema A.4: Mecnica relativista (NS solamente) Subtema A.5: Relatividad general (NS solamente)

= 02 0 = 02 K = ( 1)02 = 0 2 = 22 + 024 = K

=

2

s = 22 = 0

1 s Subtema B.1: Cuerpos rgidos y dinmica de rotacin

Subtema B.2: Termodinmica

= sen = 2 = = 2 f = i + f

2 = i2 + 2 = i + 122 = Krot = 122

= + = 3

2

=

53 = constante (para gases monoatmicos)

= = trabajo til efectuadoentrada de energa Carnot = 1 frocaliente


Subtema B.3: Fluidos y dinmica de fluidos (NS solamente)

Subtema B.4: Vibraciones forzadas y resonancia (NS solamente)

= ff = 0 + f = constante 1

22 + + = constante

D = 6 =

= 2 energa almacenadaenerga disipada por ciclo = 2 frecuencia de resonancia energa almacenadaprdida de potencia

Subtema C.1: Introduccin a la toma de imgenes Subtema C.2: Instrumentacin de imgenes 1

= 1

+ 1

= 1

= io

=

= i

o

punto cercano = + 1 ; ininito =

= oe

Subtema C.3: Fibras pticas

= 1sen atenuacin = 10 log 0

Subtema C.4: Imgenes mdicas (NS solamente)

I = 10 log 10 = 0 1

2= ln2

= Subtema D.1: Magnitudes estelares Subtema D.2: Caractersticas y evolucin de las

estrellas

(prsec) = 1 (arco segundo)

= 4 =

42

mx = 2,9 103 m K 3,5

Subtema D.3: Cosmologa Subtema D.5: Ampliacin de cosmologa (NS solamente)

= 0

= 0

1 = 0

10

= 43

c = 328

11

Cuadernillo de datos de Fsica

ContenidosConstantes fundamentalesMultiplicadores mtricos (SI)Conversiones de unidadesSmbolos de circuitos elctricosEcuaciones: Temas troncalesEcuaciones: Temas adicionales del Nivel SuperiorEcuaciones: Opciones

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