Principios de Física
Mecánica Clásica
Principio de Conservación de la Energía Mecánica
El principio de conservación nos dice que el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas sobre un objeto es igual a la variación de energía mecánica (EM). Wfnc = Incremento de EM. Si el trabajo realizado por las fuerzas no conservativas (FNC) es nulo o no existen FNC, la energía mecánica del sistema es constante.
Teorema de las Fuerzas Vivas
El teorema de las fuerzas vivas enuncia que a la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento se le denomina energía cinética (EC). El trabajo realizado por una fuerza al actuar sobre un cuerpo durante un cierto intervalo de tiempo es igual a la variación de EC que experimenta el cuerpo en ese tiempo.
Leyes de Kepler
1ª Ley: Los planetas siguen trayectorias elípticas alrededor del sol, estando este situado en uno de sus focos. El punto más cercano es el perihelio y el más lejano el afelio.
2ª Ley: El área barrida por un planeta en su órbita en un intervalo de tiempo determinado es siempre la misma. La velocidad de traslación con que se mueven los planetas alrededor del sol no es constante, es mayor cuanto más cerca del sol se encuentre.
3ª Ley: Formula… y el cuadrado del periodo de traslación es proporcional al cubo del semieje mayor de la elipse…
Velocidad de Escape y Órbita Geoestacionaria
La velocidad de escape es la velocidad mínima que habría que comunicar a un objeto para que abandone el campo gravitatorio de un planeta y no vuelva a él.
La órbita estacionaria es la órbita que describe un satélite alrededor de la Tierra con el mismo periodo de rotación que esta. Si la órbita está sobre el ecuador y es una circunferencia se le denomina geoestacionaria.
Movimiento Armónico Simple (MAS)
Un MAS es el que realiza una partícula que recorre indefinidamente, en un movimiento de vaivén, un segmento rectilíneo, es decir, cambia su posición alternativamente de un lado al otro de un punto fijo de equilibrio.
En el MAS, la posición, velocidad y aceleración se expresan con funciones sinusoidales.
- Longitudinales: la dirección de propagación es paralela a la dirección de vibración (muelle).
- Transversales: la dirección de propagación es perpendicular a la dirección de vibración.
Ondas
Ondas Estacionarias
Una onda estacionaria es un caso particular de interferencia y es el resultado de la interferencia de dos ondas idénticas (longitud de onda, frecuencia y amplitud) que se propagan en la misma dirección y sentidos opuestos dentro de un medio. No transportan energía ya que no se propagan.
Reflexión y Refracción de la Luz
La reflexión se produce cuando un rayo luminoso se propaga por un medio, choca contra un obstáculo y retrocede por el mismo medio cambiando la dirección y sentido.
- Primera ley: el rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano.
- Segunda ley: el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
La refracción es el fenómeno donde un rayo luminoso incide oblicuamente sobre la superficie de separación de dos medios con distinto índice de refracción, produciéndose un cambio en la dirección del rayo refractado.
- Ley de Snell: el cociente entre el seno del ángulo… (explicar la fórmula).
La reflexión total es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz, atravesando un medio de índice de refracción n2 menor que el de n1, se refracta de modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios. Este fenómeno solo se produce para un ángulo límite.
Física Moderna
Efecto Fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico: para algunas frecuencias no se produce este efecto, por mucha intensidad que tenga la luz, lo que no coincide con las predicciones de la física clásica que afirma que la energía de una onda es proporcional al cuadrado de la intensidad. Se observa que por debajo de una frecuencia umbral no se produce fotoemisión. Resumiendo, la física clásica no es capaz de explicar la existencia de una frecuencia umbral.
Teoría de Einstein
Einstein, basándose en la hipótesis de Planck, supuso que no solo los intercambios de energía estaban cuantizados sino que la propia radiación está constituida por partículas llamadas fotones que transportan energía de forma discreta, en cuantos. Propuso que este resultado experimental solo vale si la energía de radiación está distribuida en fotones. La energía de cada uno viene dada por E=hv.
Hipótesis de De Broglie
De Broglie partió de la naturaleza cuántica de la luz de Einstein. Si en determinados procesos las ondas electromagnéticas que forman la luz se comportan como corpúsculos, De Broglie se preguntó por qué no podría ser de manera inversa, es decir, que una partícula material pudiese mostrar el comportamiento de una onda.
Principio de Incertidumbre de Heisenberg
La física clásica es determinista y afirma que es posible conocer el estado de cualquier sistema físico, en cualquier instante, si se conoce en un instante determinado. Heisenberg analizó las situaciones experimentales y llegó a la conclusión de que a nivel microscópico no es posible desarrollar un modelo determinista.
Desintegración Radiactiva
Emisión alfa (α): Son núcleos de Helio: 2 protones y dos neutrones. La emisión alfa está formada por partículas pesadas y su velocidad de emisión es baja, oscilando entre un 5% y un 7.5% de la velocidad de la luz. Su poder de ionización es el más alto ya que tiende a captar electrones para convertirse en helio atómico y su poder de penetración es muy bajo.
Cuando un núcleo emite una partícula alfa, su número másico decrece en cuatro unidades y su número atómico en dos, convirtiéndose en un elemento situado dos posiciones más a la izquierda en la tabla periódica.