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RESUMEN FISICA APLICADA Magnitudes: cualquier propiedad que pueda medirse directa e indirectamente. Magnitudes de base: son aquellas que funcionalmente son independientes las unas de las otras. Ej: longitud, masa, tiempo, temperatura. Magnitudes derivadas: son aquellas que se producen por la ejecución de operaciones matemáticas con las magnitudes de base. Ej: velocidad, presión, fuerza, aceleración. Magnitudes escalares: se definen por un número y una unidad. Ej: masa, tiempo, temperatura. Magnitudes vectoriales: se define por un vector. Ej: velocidad, aceleración, fuerza. Vector: representado por una flecha que tiene intensidad o modulo, dirección y sentido. Medición: comparar con la unidad de medición. Establecer cuantas veces entra la magnitud a medir en una unidad elegida como patrón. Patrón: representación física de una unidad de medición. Sistema Internacional de medición (SI): asocia unidades a magnitudes de base. Se utiliza en la mayoría de los países. Ej: segundos para el tiempo. Otros sistemas de medición: MKS, CGS y Británico. Tubo de rayos x: transforma energía eléctrica en rayos x. Electrostática: cargas eléctricas en reposo (mejor en el vacio). Fuerzas de atracción: cargas distintas se atraen. Fuerzas de repulsión: cargas iguales se repelen. Ambas fuerzas actúan a pleno en el vacío. Material de conducción: traspaso de carga de un material a otro. Fenómenos de electrización:  Por frotación: cuando se frota un cuerpo la carga se transfiere de un cuerpo a otro.  Por contacto: cuando se tocan dos cuerpos la carga se transfiere de un cuerpo a otro.  Por inducción: cuando se acercan dos cuerpos pero no se tocan y la carga se transfiere de un cuerpo a otro. Ley de Coulomb: la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional a la distancia que lo separa. F=k.q1.q2 d2 Electricidad: propiedad de la materia (carga eléctrica positiva y negativa). Campo eléctrico: zona de influencia de una carga eléctrica. E= F E= Kq q d

Potencial: se define como el trabajo necesario para mover desde el infinito una carga de un C hasta un punto deseado. Es la energía eléctrica para cada C de carga. Su unidad es el Volt (joule = Nm). V= Kq (potencial generado por una carga). Coloumb d V = Vf – Vi = L q Capacitores: son dos placas de metal de campo uno positivo y uno negativo que en el medio tienen algún tipo de material. Función: almacenar carga (ej: batería). Campo eléctrico capacitores: se forma en el medio, depende del material y la carga. C= q capacidad capacitores es igual a la carga dividido la diferencia del potencial. V Fórmulas capacitores en serie: Qt = q1 = q2 = q3… Vt = V1 + V2 + V3… 1 = 1 + 1 + 1… Ct C1 C2 C3 Cuando son DOS capacitores

Ct = C1.C2 C1 + C 2

Fórmulas capacitores en paralelo: Qt = q1 + q2 + q3… Vt = V1 = V2 = V3… Ct = C1 + C2 + C3… Características importantes: almacena energía eléctrica, la corriente no fluye a través del capacitor y existe un campo electrostático entre las placas y el dieléctrico. Cuando saco capacidad total de un capacitor en paralelo el resultado me da más grande que el capacitor máximo. Cuando saco capacidad total de un capacitor en serie el resultado me da más chico que el capacitor mínimo. Electrodinámica:  Corriente eléctrica: es la circulación de electrones o cargas eléctricas que hay en un conductor si unimos dos cuerpos, uno cargado positivamente y otro negativamente.  Intensidad de corriente eléctrica: se simboliza con la letra I y es la cantidad de carga eléctrica que pasa por una sección transversal de un conductor en la unidad de tiempo. Si la carga eléctrica es constante tendremos: I= Q t Si el flujo de la carga no es constante, tendremos: I= Q Unidad=[c] = Amper t s Materiales ante el paso de la corriente eléctrica:  Conductores: los electrones libres son la causa de que los metales sean buenos conductores de la electricidad y del calor.

 Semiconductores: unidos por enlaces covalentes, al aumentar la temperatura en estos materiales, se rompen algunos de estos enlaces y quedan electrones libres. Su conductibilidad dependerá del número de electrones libres.  Aislantes: no disponen de electrones libres porque necesitan todos sus electrones de valencia para realizar sus enlaces. Algunos de estos enlaces moleculares se pueden romper, de tal manera que quede algún electrón libre y haga que el material conduzca muy poco la electricidad. Ejemplo: aire. Efecto Oesterd: toda carga en movimiento va a generar un campo magnético (imán). Y el magnetismo producido por la corriente eléctrica se llama electromagnetismo. Genera fuerzas de atracción y repulsió n. Campo magnético: zona de influencia de un imán. Para darme cuenta que hay un imán tengo que traer otro imán. El campo magnético generado es proporcional a la intensidad de la corriente circulante, es decir, que el campo será tanto más grande cuanto mayor sea la corriente. Es un campo vectorial, pero que no produce ningún efecto sobre cargas en reposo, en cambio, tiene influencias sobre cargas eléctricas en movimiento.  Polos: son los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur. Los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen. Ejemplo: electrón en movimiento genera un campo electromagnético (fuerzas eléctricas y magnéticas). Efecto Joule: calentamiento de un material por el paso de la corriente eléctrica. Depende de:  La cantidad de electrones.  Dimensiones del material conductor: largo y sección (área = ancho por alto).  Tipo de material: cuando peor conductor sea más va a calentar. 1J= 4,184 calorías

1caloría= 0,239J

Resistencia: oposición al material al paso de la corriente eléctrica. Fórmula: R= p . l R: resistencia [ohm] s p: resistividad eléctrica, está medido para cada material [ohm m] l: largo [m] s: sección o área [m2]  Mayor área: menor resistencia.  Mayor largo: mayor resistencia. Ley de Ohm V=I.R V=I.R Potencia: unidades [W=J] s 2 =V.I =I .R

W: watts (unidad de transferencia de energía).

Calor disipado: calor del efecto joule Q=  . t

Circuito eléctrico: camino cerrado por el cual va a circular corriente eléctrica.  Receptores: elementos que van a reaccionar al paso de la corriente eléctrica. Ejemplo: resistencia, lamparita, motor.  Elementos de comando (llave de paso) y elementos de seguridad (térmica, protección de goma).  Conductor: caracteriza el circuito.  Conductor ideal: cuya resistencia es 0.  Fuente de energía: aporta diferencia de potencial (energía) para el movimiento de carga. Ejemplo: pilas, alternador, red eléctrica. Ecuaciones de Kirchoff:  Ecuaciones de nodo: un nodo es un punto de bifurcación o punto donde empalman.  Ecuaciones de malla o circuito cerrado: un camino cerrado es cuando salgo de un punto y vuelvo al mismo punto. Y la sumatoria de caídas de potencial en una malla es 0. VR1 (caída de potencial de R1) = It.R1 VR2 (caída de potencial de R2) = I1.R2 VR3 (caída de potencial de R3) = I2.R3 R (potencia disipada en R1) = VR1.It = It2.R1 = VR1 R1 2 PR2 (potencia disipada en R2) = VR2.I1 = I1 .R2 = VR2 R2 2 PR3 (potencia disipada en R3) = VR3.I2 = I2 .R3 = VR3 R3 Ppila= Vfuente.It Ppila= PR1 + PR2 + PR3 Mediciones en circuito:  Amperímetro: mide corriente eléctrica.  ¿cómo se conecta un amperímetro?: se conecta en serie.  ¿Cómo va a ser la resistencia del amperímetro (R A)?: lo más bajo posible para que no modifique la intensidad de corriente. Ley de Ohm: V= I.(R+R A).  El campo magnético mueve la aguja proporcionalmente a la intensidad de la corriente.  Voltímetro: mide diferencia de potencial.  ¿Cómo se conecta un voltímetro?: en paralelo.  ¿Cómo va a ser la resistencia del voltímetro (R V)?: lo más alto posible.  ¿Va a ser infinita la resistencia del voltímetro?: no porque para hacer una medición necesito aunque sea un poquito de intensidad de corriente eléctrica. Ley de Ohm: V= (IT-IV).R Ley de Faraday: la variación de campo magnético dentro de un circuito induce (produce algo sin tocarlo) una fuerza electromotriz (le hace diferencia de potencial). I=-  : Variación de flujo de campo magnético T  Camino cerrado de material conductor (alambre): en el medio hay un imán y si tenemos una manivela que mueve el imán e induce una fuerza motriz, un potencial o una corriente.

Imanes artificiales: son las piezas construidas especialmente para conservar propiedades magnéticas. Estas propiedades pueden comunicarse por diferentes métodos:  Por influencia: es suficiente acercar un potente imán y colocarlo durante cierto tiempo cerca de la pieza que se desea imantar.  Por frotamiento: se realiza frotando repetidamente un imán contra una pieza no imantada, siempre en el mismo sentido y con el mismo polo del imán que se debe mantener con cierta inclinación.  Por electromagnetismo: se hace circular una corriente eléctrica por un cable enrollado en la pieza que se desea imantar. Corriente alterna:  V(t) = Vp.SEN (f.t+p) Vp: potencial pico F: frecuencia p: desfasaje  I(t) = Ip.SEN (f.t+p) Ip: intensidad de corriente pico  ¿Por qué la corriente alterna utiliza sen (trigonometría)?: porque es cíclica.  ¿Por qué la corriente alterna es cíclica?: porque los alternadores van a moverse de manera circular uniforme respecto del tiempo.  Todo movimiento cíclico va a tener una expresión matemática trigonométrica.  Circuito de corriente alterna: circuito LRC (básico). Tiene un campo magnético variable (depende del valor de potencial y frecuencia), tiene resistencia, capacitor y bobina o inductor (L- henry).  Valor eficaz: un valor que pusieron los electricistas. V ef = Vp/ 2 Vm = Vp.0,637  Ley de Ohm: Vef = Ief.Z Vp = Ip.Z Vm = Im.Z  Impedancia (Z): oposición al paso de la corriente debido a resistencia (R), autoaducción (reactancia inductiva X L) y fenómenos de capacidad (reactancia capacitiva XC). Unidad = ohm  Reactancia: es la reacción que tiene un capacitor o un inductor en contra de la tensión alterna aplicada. Los efectos de las reactancias capacitiva e inductiva se oponen, son contrarios.  Reactancia inductiva XL = W.L W = frecuencia angular (2.F) unidad = ohm  ¿qué es la autoaducción?: es la inducción de una fuerza electromotriz opositora a la fuente generada en una bobina por el paso de una corriente alterna dada por la fuente en cuestión.  Reactancia capacitiva XC = 1 W = frecuencia angular (2.F) unidad = ohm W.C 2 2  Z = R + (XL - XC) Circuito resistivo: solamente tiene resistencia o la diferencia entre las reactancias es despreciable frente al resistivo. Circuito carácter inductivo: XL predomina. Se dice que la corriente (I) se atrasa respecto tensión (V). Y se dice que V e I estas desfasados. Fi es distinto de cero y va a decir cuánto se atrasa I respecto de V. Esto es resultado de la oposición que ofrece XL a la tensión. Circuito carácter capacitivo: XC predomina. Se dice que I se adelanta respecto de V y se dice que V e I están desfasados. Fi es distinto de cero y va a decir cuánto se adelanta I respecto de V.

Circuito resonante: circuito RLC donde la reactancia inductiva (XL) es igual a la reactancia capacitiva (XC) por lo tanto Z=R (es como si fuese solo resistivo). Frecuencia de resonancia: FR = 1 2 LC Circuito RL: I se atrasa respecto de V Z = R2 + XL2 Circuito RC: I se adelanta respecto de V Z = R2 + XC2 Transformador: dispositivo que transforma una tensión alterna en otra tensión alterna (puede ser más alta o más baja). Transformador ideal: tenemos circuito primario y circuito secundario (o de salida). El campo magnético de la bobina primaria (que es variable) va a inducir un campo magnético variable dentro de la bobina secundaria. Entonces, por ley de Faraday se induce una fuerza electromotriz (voltaje alterno de salida) en el circuito secundario. Fórmulas transformador ideal: Vp = Vs Ej: Vs = Vp . Ns Ns = Np . Vs Np Ns Np Vp  Np: número de vueltas o espiras de bobina del circuito primario.  Ns: número de vueltas o espiras de bobina del circuito secundario.  Ns: relación de transformación. Np  Si Ns es mayor a 0 el trasformador es elevador de la tensión. Np  Si Ns es menor a 0 el trasformador es reductor de la tensión. Np Transformador real: dentro de la bobina hay pérdidas. Física nuclear  Materia: todo lo que ocupa lugar en el espacio. Su componente principal es el átomo. Modelo atómico de Dalton:  Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y dimensiones.  Los átomos de elementos diferentes siempre son diferentes.  Los átomos pueden combinarse para formar compuestos químicos. Modelo atómico de Thomson:  En 1987 descubrió el electrón.  Modelo del budín de pasas: el átomo está compuesto por electrones de carga negativa incrustados en un átomo positivo.  Postulaba que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del átomo, suspendidos en una nube de carga positiva.  Al haber carga positiva y negativa se encontraba un equilibrio, neutralidad. Modelo atómico de Rutherford:  La parte positiva está en el centro y la parte negativa gira alrededor desordenadamente como si fuese el sistema solar. Modelo atómico de Bohr:  Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.

 Órbitas fijas y ordenadas que se nombran de adentro hacia afuera y se le asigno letras. Cada órbita admite hasta cierto nivel de energía. Modelo atómico de Schrodinnger:  Cambio concepto de órbitas a orbitales.  Electrón en continuo movimiento y no se sabe la ubicación. El orbital lo llama zona de probabilidad de encontrar a un electrón. Es un volumen que se ve como una nube.  Principio de incertidumbre: no se puede conocer velocidad y tiempo simultáneamente de un electrón.  Los orbitales tienen niveles de energía y subniveles de energía. Consecuencias: luminiscencia, espectro de absorción, espectro de emisión y producción de radiación ionizante.  La radiación ionizante puede darle energía de más a un electrón y ya no puede estar en su orbital original y para pasar a otro orbital de más energía va a tener que absorber energía con un valor determinado de la luz o radiación de cierta longitud de onda.  La variación energética de los electrones cuando saltan de un orbital a otro se emite a través de la onda electromagnética. Estructura atómica  Átomo: compuesto por un núcleo que tiende a la estabilidad con protones y neutrones y por fuera del núcleo los electrones ordenados en orbitales.  Excitación: cuando el átomo tiene energía de más trata de expulsarla.  Cada átomo tiene su composición química que lo diferencia de los otros y el número de protones determina a que elemento nos referimos.  Los elementos de la tabla periódica tiene igual cantidad de protones, neutrones y electrones. Excepto el hidrógeno que no tiene neutrón.  Átomo ionizado: diferencia de carga, tiene más protones o más electrones.  Carga del protón: 1,602.10-19 C.  Carga del electrón: -1,602.10-19 C.  Cada átomo tiene el mismo número de electrones que de protones.  Los electrones, en su recorrido orbital, están sometidos a la fuerza de atracción del campo eléctrico del núcleo y a la fuerza de repulsión de los electrones de las capas inferiores.  Cuanto más alejados estén los electrones del núcleo, más pequeña será la fuerza de atracción de este núcleo.  Los electrones de la órbita más externa se llaman electrones de valencia y determina la afinidad química del elemento. Núcleo atómico  Las fuerzas que mantienen la cohesión del núcleo se denominan fuerzas nucleares de corto alcance.  La energía invertida en mantener la cohesión del núcleo se denominan energía de unión nuclear.  El núcleo debe verse como una estructura dinámica, no estática, en la que existen fuerzas opuestas que tienden a mantenerlo unido y otras fuerzas que actúan para descomponerlo.

 En un núcleo estable, las fuerzas disgregadoras no llegan a predominar, mientras que si lo hacen en un núcleo inestable.  Se dice que el núcleo experimenta la desintegración radiactiva (ley de desintegración radiactiva).  UMA: unidad de masa atómica (1,66.10-27kg). Equivale a la doceava parte de la masa de un átomo neutro de carbono.  Protón: 1,00728 u neutrón: 1,00867 u electrón: 0,0055u  Si sumamos las masas de cada una de las partículas que componen un núcleo atómico, la masa del núcleo indicada en su número másico es menor que la masa real (la suma de las masas) que tienen los nucleones cuando están separados. A esta diferencia se le denomina defecto de masa.  Defecto de masa: lo podemos transformar en energía y esa energía es la responsable de que se mantenga unido el átomo (energía de enlace).  La energía se calcula mediante la ecuación: E=m.C 2  C=3.108 m/s (velocidad de la luz).  1 UMA: 931 MeV (mega electrovolt).  La energía de enlace se calcula multiplicando 931 MeV por la diferencia de la masa real y teórica.  Electrovolt: energía cinética que adquiere un electrón cuando se acelera a causa de una diferencia de potencial de 1 volt. 1eV= 1,602.10 -19 J Configuración del electrón  Cada uno de los orbitales va a aceptar un máximo de electrones y un máximo de energía.  Capa 1 (más interna): capa K (máximo de 2 electrones).  Capa 2: capa L (máximo de 8 electrones).  Capa 3: capa M (máximo de 18 electrones).  Capa 4: capa N (máximo de 32 electrones).  Capa 5: capa O (máximo de 50 electrones).  Capa 6: capa P (máximo de 72 electrones).  Capa 7: capa Q (máximo de 98 electrones).  Cuando cambian de nivel de energía, esa energía no se pierde se transforma.  Diferencia entre niveles de energía: fotón (paquete de energía).  Regla de las diagonales(ejemplo): el oxígeno tiene 8 electrones 1s2 2s2 2p4 Estructura atómica  N° Atómico (Z): es igual al número de protones que hay en el núcleo de un átomo y es igual a la carga positiva del núcleo. El Z es característico de cada elemento.  N° Másico (A): es igual a la suma de los protones (Z) más el número de neutrones (N) que hay en el núcleo. A=Z+N.  Isótopos: los átomos que tienen el mismo número atómico pero diferentes números másico. Igual Z.  IsóbAros: los núcleos atómicos que tienen el mismo número másico pero diferentes número atómico. Igual A.  IsótoNos: los átomos que tienen el mismo número de neutrones pero diferente número de protones. Igual N.

 Isómeros: los átomos que tienen el mismo número atómico y el mismo número másico, pero diferentes propiedades (W).  Nucleído: especie atómica que está definida por su número de masa, su carga nuclear y el estado energético de su núcleo. Los nucleídos inestables se denominan radionucleídos. Actualmente se conocen más de 1500 diferentes, de los cuales 265 son formas estables de los elementos naturales. Los restantes son inestables, desintegrándose hasta transformarse en uno de los núcleos estables con la emisión de partículas y radiación.  Radiactividad: es un fenómeno por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados reactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, entre otros. Proceso espontáneo donde un núcleo inestable libera energía para volverse estable expulsando una partícula o fusionándose con otra.  Debido a esa capacidad se les suele denominar radiaciones ionizantes. Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas (en forma de rayos x o rayos gamma, con altas energías por lo que se utiliza en radioterapia) o corpusculares (pueden ser núcleos de helio, electrones, positrones, protones u otras).  Radiactividad natural: está presente por la misma naturaleza de los átomos y no se puede controlar. Es una propiedad que radica en el interior mismo del átomo. El conjunto de las radiaciones naturales se lo conoce como radiación de fondo.  Radiactividad artificial: se produce por intervención humana aunque su fuente sea natural. Se produce cuando se bombardean ciertos núcleos estables con partículas apropiadas.  Radiación corpuscular: corresponde a la masa (cuerpo) de las partículas.  Desintegración alfa: ocurre en átomos pesados e inestables. Liberan partícula alfa o partícula de helio compuesta por 2 protones y 2 neutrones. El elemento cambia el número másico (Z-2) y cambia el número A (A-4). Es de poco alcance, muy poco penetrante y muy ionizante.  Des...