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 !!!