F sica 5to ano:~ Electricidad, Magnetismo y F sica...

F́ısica 5to año: Electricidad,Magnetismo y F́ısica Moderna

Daŕıo MitnikInstituto de Astronoḿıay F́ısica del Espacio

Departamento de F́ısicaUniversidad deBuenos Aires

Argentina

Repaso Cargas Conductores Coulomb Campo Equilibrio Flujo Potenciales Capacitores

Basado en el LibroFundamentos de F́ısica,

Raymond Serway y Chris Vuille.

Daŕıo Mitnik (IAFE – UBA) F́ısica 5to CNBA 2019


Basado en el LibroCollege Physics,

Raymond Serway y Chris Vuille.



Otro libro recomendado:F́ısica Universitaria,Sears y Zemansky.



Programa del Curso

I Unidad 1: Electrostática

I Unidad 2: Electrodinámica

I Unidad 3: Magnetismo

I Unidad 4: Ondas Electromagnéticas

I Unidad 5: F́ısica Moderna



Programa del Curso

1. Fuerzas Eléctricas y Campos EléctricosI Cargas EléctricasI Conductores y AisladoresI Ley de CoulombI El Campo EléctricoI Conductores en Equilibrio ElectrostáticoI Flujo Eléctrico y Ley de GaussI Diferencia de PotencialI Capacitores



0. Repaso



Unidades

Sistema MKS

I Longitud: Metro (m)

I Masa: Kilogramo (Kg)

I Tiempo: Segundo (s)

A tener en cuenta:

I Análisis Dimensional

I Conversión de Unidades

I Órdenes de Magnitud

I Manejo de Unidades apropiadas



Bloques Constituyentes de la Materia

I MoléculasI Átomos

I ElectronesI Núcleo

I NúcleoI ProtonesI Neutrones

Quarks · · ·



Sistemas de Coordenadas

Coordenadas Cartesianas: Coordenadas Polares:



Trigonometŕıa

Seno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

0 1 2 3 4



Trigonometŕıa

Seno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

√0√

1√

2√

3√

4



Trigonometŕıa

Seno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

√02

√12

√22

√32

√42



Trigonometŕıa

Seno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

0 121√2

√32 1



Trigonometŕıa

Coseno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

4 3 2 1 0



Trigonometŕıa

Coseno:

0◦ 30◦ 45◦ 60◦ 90◦

1√32

1√2

12 0



Trigonometŕıa

Calcular:

sin 37◦

cos 37◦



Trigonometŕıa

No se olviden de poner ”RAD” o ”GRAD”

x◦ =x(rad)× 180◦

π



Trigonometŕıa



Movimiento en 1 dimensión

Desplazamiento:

∆x = xf − xi

Velocidad:

v =∆x

∆t



Vectores

Sistema de Coordenadas:

Vectores Equivalentes:



Suma de Vectores



Componentes de un Vector

A =√A2x +A

2y



Componentes de un Vector



Producto Escalar

~A · ~B = |A| |B| cos θ

El resultado es un escalar:

~A · ~B = AxBx +AyBy



Producto Vectorial

~A× ~B = |A| |B| sin θ ~n

El resultado es un vector:

~A× ~B = ~C

donde

Cx = AyBz −AzByCy = AzBx −AxBzCz = AxBy −AyBx



Movimiento en 2 dimensiones

Desplazamiento:

∆~r = ~rf − ~ri

Velocidad:

~v =∆~r

∆t



Enerǵıa

Trabajo realizado por Fuerza Constante:

W = ~F ·∆~r

En 1 dimensión:

W = Fx ∆x



Teorema Trabajo–Enerǵıa

Enerǵıa Cinética:

Ek =1

2mv2

El trabajo neto que se realiza sobre unobjeto es igual al cambio de su enerǵıacinética

Wneto = Ekf − Eki = ∆EkSi hay fuerzas no–conservativas

Wnc +Wc = ∆Ek



Teorema Trabajo–Enerǵıa

Si la fuerza es conservativa, se define la Enerǵıa Potencial:

W = −∆EpPor ejemplo, en el caso de la gravitación:

Wg = −(Epf − Epi) = −(mg yf −mg yi)

El teorema del trabajo y la enerǵıa se generaliza:

Wnc = (Ekf − Eki) + (Epf − Epi) = ∆Ek + ∆EpSi no hay fuerzas no–conservativas

∆Ek + ∆Ep = 0 −→ ∆Ek = −∆Ep


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