Trabajo y Energía

La fuerza tiene algunas condiciones para que exista:

• Presencia de una fuerza que actúe sobre el objeto.
• Desplazamiento del objeto debido a la fuerza.

Fórmula: T = F. d

La unidad fundamental del trabajo es el Joule. De acuerdo a la relación 1 Joule = 1 newton . 1 m

Energía

Energía: capacidad de un sistema físico para realizar un trabajo. Se conocen diferentes tipos:

• Energía mecánica: conjunto constituido por la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo.
• Energía cinética: asociada al movimiento de los cuerpos, depende de la masa y velocidad de los mismos.
• Energía potencial: energía capaz de generar un trabajo, como resultado de la posición del mismo.
• Energía eléctrica: fenómenos electromagnéticos que generan electricidad para mover motores, producen iluminación urbana y permiten el uso de electrodomésticos.
• Energía eólica: asociada con el movimiento de las masas del aire.
• Energía nuclear: latente en el núcleo de los átomos, capaz de proporcionar vías para usos pacíficos o para la destrucción.
• Energía calórica: calentamiento de la materia (sólido, líquido y gases) y la capacidad de producir trabajo.
• Energía solar: vital para todos los seres vivos que habitan en el planeta. Mantiene el equilibrio ecológico.
• Energía química: almacenada principalmente en combustibles, sustancias químicas y alimento. Los seres vivos cuando ingieren componentes de su dieta diaria adquieren el potencial para realizar trabajo.

Teorema de la conservación de energía: la energía no puede ser creada ni destruida. Puede transformarse de una forma a otra, pero la cantidad total de energía permanece constante.

Luz y Sonido

Onda

1. Perturbación que se propaga en un medio determinado.
2. Perturbación que viaja de un punto a otro a través de un medio físico.

Modo de transmisión:

Estructura material por la cual se propaga la onda (sólida, líquida y gaseosa) exceptuando las ondas electromagnéticas que no necesitan un medio físico para propagarse.

Tipos de ondas:

• Transversales: se mueven en dirección perpendicular.
• Longitudinales: se mueven en dirección paralela.
• De superficie: las partículas son sometidas a un movimiento circular.
• Mecánicas: caracterizan las ondas y necesitan un medio para propagarse.
• Electromagnéticas: caracterizan las ondas y no necesitan un medio para propagarse.

Sonido

1. Onda mecánica que produce compresiones y expansiones en el medio donde viaja.

Rango audible del ser humano: 20Hz a 20.000Hz (frecuencia).

Frecuencias infrasónicas (menores de 20Hz) y frecuencias ultrasónicas (mayores de 20.000Hz).

El sonido es una onda mecánica longitudinal y NO se propaga al vacío.

Luz

1. Onda electromagnética capaz de estimular la retina del ojo.
2. Aspecto visible de la luz, tiene un rango del rojo (760 nanómetros) al violeta (380 nanómetros).

Estructura de la Materia

Átomo: unidad fundamental de la que está formada la materia.

Partes:

• Núcleo: centro del átomo, contiene neutrones y protones.
• Electrones: partículas con carga eléctrica negativa, orbitan el átomo y lo equilibran o electrifican dependiendo de su cantidad.
• Protones: partículas con carga eléctrica positiva.
• Neutrones: partículas con carga eléctrica nula.

Propiedades Eléctricas de la Materia

• Puede ser carga neta (igual de protones y electrones), carga positiva (más protones que electrones) y carga negativa (más electrones que protones).
• Cargas eléctricas iguales se repelen.
• Cargas eléctricas distintas se atraen.

Conductores y Aislantes

• Conductores: material en el cual los electrones pueden moverse con facilidad a lo largo y ancho de su estructura.
• Materiales aislantes: son malos conductores de la electricidad, aunque pueden intervenir en el proceso de cambio de electrones, no se mueven en la estructura interna.

Ley de Coulomb

Fórmula:

F = K . q1 . q2 / r²

• F = fuerza eléctrica.
• Q = carga eléctrica positiva y negativa.
• R = distancia entre las cargas.
• K = constante de proporcionalidad, equivale a 9 . 10⁹ N . m² / C²

• La unidad de fuerza eléctrica es Newton (N).
• La unidad de carga eléctrica es Coulomb (C).
• La unidad de distancia es el metro (m).

Transformaciones y Equivalencias

1 μC = 10^-6 C microCoulomb

1 nC = 10^-9 C NanoCoulomb

1 pC = 10¹² C PicoCoulomb