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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica

Tema 1

Movimiento periódico Frecuencia de oscilacion: Movimiento armónico simple (M.A.S)

Sistema masaresorte

Frecuencia angular Ley de Hooke F= -kX Segunda ley de Newton F = ma , por lo tanto ma = -kX Expresión de posición con respecto al tiempo Frecuencia angular

Función de velocidad Función de aceleración X (m) es la distancia que se estira el resorte K (N/m) es la constante elástica del resorte m= masa a= aceleración A = amplitud Φ = constante de fase W = frecuencia angular v = velocidad

Tema 2 Péndulo simple

Péndulos F = ma , por lo tanto ma = -mg senθ Relación entre aceleración lineal y angular y Posición angular con respecto al tiempo Frecuencia angular

Función de velocidad angular

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica función de aceleración valores máximos de la velocidad angular y la aceleración angular: F = fuerza m = masa a = aceleración g = gravedad R = radio Φ = constante de fase Fuerza Péndulo físico

Torca Aceleración angular

Posición angular con respecto al tiempo: Frecuencia angular

Función de velocidad angular ω Función de aceleración α: Los valores máximos de la velocidad angular y la aceleración angular: El momento de inercia con respecto al eje de rotación F = fuerza m = masa a = aceleración g = gravedad T= torca I = inercia = amplitud angular d= distancia del eje de rotación

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica

Torca Péndulo de torsión

Segunda ley de Newton para la dinámica rotacional Aceleración angular

Posición angular con respecto al tiempo: Frecuencia angular

función de velocidad angular ω función de aceleración α valores máximos de la velocidad angular y la aceleración angulares: K = constante de torsión θ = desplazamiento angular m = masa a = aceleración angular g = gravedad T= torca I = inercia = amplitud angular d= distancia del eje de rotación Φ es la constante de fase

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica Tema 3

Ondas mecánicas Posición de la perturbación (onda) Ondas en una cuerda

Velocidad de la onda

Frecuencia angular

Frecuencia de oscilación

Número de onda

𝑘=

2𝜋 𝜆

Velocidad transversal de la onda A= amplitud m= masa L= longitud Te= tensión w= frecuencia angular f= frecuencia de oscilación k= número de onda Vy= velocidad transversal de la onda

Tema 4

Superposición de ondas Ecuación de la onda resultante Interferencia constructiva y destructiva

la ecuación de la onda resultante es:

Onda estacionaria

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica Tema 5

Sonido Intensidad

Nivel de sonido

I0 = 1 x 10 -12 es conocido como la intensidad umbral I0 = 1 x 10 -12 W/m2 es conocido como la intensidad umbral      I  I 0 10 10       Frecuencias de resonancia en función del modo de vibración

n es el modo de vibración v es la velocidad de propagación de las ondas

m es el modo de vibración para valores impares v es la velocidad de propagación de las ondas L es la longitud del tubo “cerrado”.

Efecto Doppler

En donde f´ es la frecuencia que escucha el observador. f es la frecuencia que emite la fuente v es la velocidad del sonido. vo es la velocidad del observador. vF es la velocidad de la fuente. Los signos dependen si el movimiento relativo es de acercamiento o alejamiento, que se puede analizar mediante los siguientes casos: Fuente y observador acercándose, en este caso los signos son: Fuente y observador alejándose, en este caso los signos son: Fuente persigue al observador, en este caso los signos son: Observador persigue a la fuente, en este caso los signos son:

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica Tema 6

Mecánica de fluidos

Presión

F= fuerza A= área Presión manométrica Presión atmosférica

Prensa hidráulica Principio de Arquímedes Ecuación de Bernoulli

Tema 7

Temperatura Para convertir de Celsius a Fahrenheit, se emplea esta ecuación: Conversiones

Para convertir de Fahrenheit a Celsius, la ecuación resulta:

Para convertir de Kelvin a Celsius, la ecuación resulta: Para convertir de Celsius a Kelvin, la ecuación resulta:

Expansión lineal

ΔL = cambio de longitud ΔT = cambio de temperatura α = coeficiente de expansión lineal L0 = longitud inicial T = temperatura inicial A= amplitud m= masa L= longitud

Expansión superficial Página 6 de 11 Coordinación de Evaluación Institucional

FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica A0= área inicial T0= temperatura inicial ΔT = cambio de temperatura ΔA = cambio en área

Expansión volumétrica en sólidos: Expansión térmica volumétrica

Expansión volumétrica en líquidos: V0= volumen inicial T0= temperatura inicial ΔT = cambio de temperatura ΔV = cambio de volumen α = coeficiente de expansión lineal

Tema 8

Calor Ecuación de calor en cambio de temperatura En donde Q es el calor, m la masa de la sustancia, ΔT el cambio de temperatura, c es el calor específico de la sustancia. Ecuación de calor en cambio de fase En donde Q es el calor, m la masa de la sustancia, L es el calor latente

Sustancia

Calor específico cal/gr °C

Calor latente

Calor en cal/gr

Hielo

0.5

fusión

80

Agua

1

Vapor de agua

0.48

vaporización

540

Tema 9

Propiedades térmicas de la materia

Flujo de calor

1 BTU = 1054 joules A = área

ΔT = cambio de temperatura K = conductividad térmica

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica L = espesor

Ecuación de calor en cambio de fase En donde Q es el calor, m la masa de la sustancia, L es el calor latente

Tema 10

Primera Ley de la termodinámica W = F(ΔX), en donde ΔX es el desplazamiento del pistón Si la fuerza es variable y producida por la presión del gas

Trabajo dV es el diferencial de volumen, asociado al cambio de volumen del gas desde un volumen inicial VO hasta un volumen final Vf. Cuando la presión permanece constante:

Variables de estado

Transferencia de energía térmica en gases

P es la presión (Pascales) T la temperatura (Kelvin) V el volumen (m3) n es el número de moles del gas en cuestión R es la constante general de los gases ideales

n es el número de moles c es el calor específico, para el caso de un gas monoatómico:

Primera Ley de la termodinámica En donde Q es el calor transferido o extraído del gas. W es el trabajo mecánico realizado por los pistones. ΔU es el cambio de la energía interna del gas. Página 8 de 11 Coordinación de Evaluación Institucional

FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica

Eficiencia térmica

Tema 11

Procesos termodinámicos Q=0

Proceso Adiabático

n es el número de moles CV es el calor específico molar a volumen constante TO y TF son las temperaturas inicial y final R es la constante de los gases ideales PO y VO son la presión y volumen iniciales y PF , VF son la presión y volumen finales.

γ es el parámetro termodinámico llamado constante adiabática Q= W + ΔU ,en donde Q, W, ΔU, son diferentes de cero

Proceso Lineal

Proceso isotérmico Proceso isovolumétrico o Isocórico

Q= ΔU = nCV (TF-TO ) n es el número de moles CV es el calor específico molar a volumen constante TO y TF son las temperaturas inicial y final Trabajo:

Proceso Isobárico

VO y VF son los volúmenes inicial y final Calor:

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica

Q= nCP (TF - TO ) n es el número de moles CP es el calor específico molar a volumen constante TO y TF son las temperaturas inicial y final Eficiencia termodinámica

Tema 12

Máquinas térmicas 𝑇1−𝑇2

Ciclo de Carnot

Eficiencia =

Ciclo de Otto

Eficiencia:

Segunda ley de la termodinámica

Eficiencia:

Tema 13

𝑇1

Naturaleza y propagación de la luz Ley de reflexión Ley de Snell

θINCIDENCIA = θREFLEJADO n1 sen(θ1 )= n2 sen(θ2 ) n1 y n2 son los índices de refracción de los medios incidentes y refractados θ1 y θ2 se refieren a los ángulos de los rayos incidente y refractado

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FORMULARIO Física II: fluidos calor y óptica Tema 14

Óptica geométrica En lentes convergentes Potencia óptica en dioptrías En lentes divergentes

f es la distancia focal

Formula del fabricante de lentes f es la distancia focal a determinar n es el índice de refracción del material de la lente (puede ser vidrio o plástico) R1 y R2 son los radios de curvatura de las superficies de la lente de los lados izquierdo y derecho

Tema 15

Formación de imágenes Formula de Gauss

do y di son las distancias de la lente, hacia al objeto, como a la imagen, respectivamente. f es la distancia focal de la lente.

Amplificación o aumento lateral

ho es la altura del objeto hi es la altura de la imagen Distancia focal Formación de imágenes con espejos R = radio de la curvatura del espejo

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