FUERZA DE LORENTZ

la fuerza de Lorentz es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.

Cuando una carga eléctrica en movimiento, se desplaza en una zona donde existe un campo magnético, además de los efectos regidos por la ley de Coulomb, se ve sometida a la acción de una fuerza.
Supongamos que una carga Q, que se desplaza a una velocidad v, en el interior de un campo magnético B. Este campo genera que aparezca una fuerza F, que actúa sobre la carga Q, de manera que podemos evaluar dicha fuerza por la expresión:

F=Qv*B

Como la fuerza es el resultado de un producto vectorial, será perpendicular a los factores, es decir, a la velocidad y al campo magnético. Al ser perpendicular a la velocidad de la carga, también lo es a su trayectoria, por lo cuál dicha fuerza no realiza trabajo sobre la carga, lo que supone que no hay cambio de energía cinética, o lo que es lo mismo, no cambia el módulo de la velocidad. La única acción que se origina, cuando la partícula entra en el campo magnético, es una variación de la dirección de la velocidad, manteniéndose constante el módulo.

Campo magenetico de la tierra

El campo magnético terrestre presente en la Tierra no es equivalente a un dipolo magnético con el polo S magnético próximo al Polo Norte geográfico, y, con el polo N de campo magnético cerca del Polo Sur geográfico, sino más bien presenta otro tipo especial de magnetismo. Es un fenómeno natural originado por los movimientos de metales líquidos en el núcleo del planeta y está presente en la Tierra y en otros cuerpos celestes como el Sol. El Polo Norte Magnético se encuentra a 1800 kilómetros del Polo Norte Geográfico. En consecuencia, una brújula no apunta exactamente hacia el Norte geográfico; la diferencia, medida en grados, se denomina declinación magnética. La declinación magnética depende del lugar de observación, por ejemplo actualmente en Madrid (España) es aproximadamente 3º oeste.

Debido tambien al campo magnetico de la tierra se produce una aurora boreal o polar esta se produce cuando una eyección de masa solar choca con los polos norte y sur de la magnetósfera terrestre, produciendo una luz difusa pero predominante proyectada en la ionósfera terrestre.

Ocurren cuando partículas cargadas (protones y electrones), son guiadas por el campo magnético de la Tierra e inciden en la atmósfera cerca de los polos. Cuando esas partículas chocan con los átomos y moléculas de oxígeno y nitrógeno, que constituyen los componentes más abundantes del aire, parte de la energía de la colisión excita esos átomos a niveles de energía tales que cuando se desexcitan devuelven esa energía en forma de luz visible.

Magnetismo y campo magnetico

El magnetismo es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.

El campo magnético es una región del espacio en la cual una carga eléctrica puntual de valor q que se desplaza a una velocidad v , sufre los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad como al campo. Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente igualdad.

F=qv*B

Ciruito en serie y paralelo

Un circuito en serie es una configuración de conexión en la que los bornes o terminales de los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, interruptores, entre otros.) se conectan secuencialmente

El circuito paralelo es una conexión donde, los bornes o terminales de entrada de todos los dispositivos (generadores, resistencias, condensadores, etc.) conectados coincidan entre sí, lo mismo que sus terminales de salida

Leyes de kirchhoff

Las leyes (o Lemas) de Kirchhoff fueron formuladas por Gustav Robert Kirchhoff en 1845, cuando aún era estudiante. Estas son:

1.la Ley de los nodos o ley de corrientes: En todo nodo, donde la densidad de la carga no varíe en un instante de tiempo, la suma de corrientes entrantes es igual a la suma de corrientes salientes.
2.la Ley de las "mallas" o ley de tensiones: En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión.

o bien , la suma de las intensidades entrantes es igual a la suma de las intensidades salientes

ley de ohm

La Ley de Ohm establece que "la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo", se puede expresar matemáticamente en la siguiente ecuación:

I=V/R
donde, empleando unidades del Sistema internacional, tenemos que:

I = Intensidad en amperios (A)
V = Diferencia de potencial en voltios (V) ó (U)
R = Resistencia en ohmios (Ω).

Modelo de bohr y constante se plank

El modelo de bohr

El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo cuantizado del átomo propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo.
En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a cuatro postulados fundamentales:

1.Los electrones orbitan el núcleo del átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas, tan sólo un número finito de éstas.
2.Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.
3.El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (fotón) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas.
4.Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento angular orbital L de acuerdo con la siguiente ecuación:

L=n*h=n*h/2 pi

Constante de palnk

La constante de Planck, simbolizada con la letra h (o bien ħ=h/2π, en cuyo caso se conoce como constante reducida de Planck), es una constante física que representa al cuanto elemental de acción. Es la relación entre la cantidad de energía y de frecuencia asociadas a un cuanto o a una partícula. Desempeña un papel central en la teoría de la mecánica cuántica y recibe su nombre de su descubridor, Max Planck, uno de los padres de dicha teoría. La constante de Planck relaciona la energía E de los fotones con la frecuencia ν de la onda lumínica

energia potencial electrica, diferencia de potencial y corriente electrica

Energia potencial electrica

Definimos la energía potencial eléctrica de un sistema de cargas como el trabajo que hay que hacer para formar ese sistema de cargas trayéndolas desde una distancia infinita.

Corriente electrica

La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C·s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

potencial electrica

Diferencia de voltaje entre dos puntos, equivalente al trabajo que se necesita para transferir una unidad de carga desde un punto de referencia a otro determinado.

Campo electrico y experimento de millkan

El campo eléctrico, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica dada por la siguiente ecuación:

F=qE

Experimento de millkan

El experimento de la gota de aceite fue un experimento realizado por Robert Millikan y Harvey Fletcher en 1909 para medir la carga elemental (la carga del electrón).

El experimento implicaba equilibrar la fuerza gravitatoria hacia abajo con la flotabilidad hacia arriba y las fuerzas eléctricas en las minúsculas gotas de aceite cargadas suspendidas entre dos electrodos metálicos. Dado que la densidad del petróleo era conocida, las masas de las “gotas ", y por lo tanto sus fuerzas gravitatorias y de flotación, podrían determinarse a partir de sus radios observados. Usando un campo eléctrico conocido, Millikan y Fletcher pudieron determinar la carga en las gotas de aceite en equilibrio mecánico. Repitiendo el experimento para muchas gotas, confirmaron que las cargas eran todas múltiplos de un valor fundamental, y calcularon que es 1,5924|(17).10-19 C, dentro de un uno por ciento de error del valor actualmente aceptado de 1,602176487|(40).10-19 C. Propusieron que esta era la carga de un único electrón.

principio de superposicion de fuerzas

Principio de superposición
La ley descubierta por Newton se aplica al hallar la fuerza de atracción entre dos únicos cuerpos puntuales. Por eso es lógico preguntarse que sucederá cuando tenemos tres o más cuerpos que se atraen gravitatóriamente entre sí. Para ello se ha descubierto el principio de superposición.
Este principio indica simplemente que, a la hora de calcular cual será la fuerza de atracción que siente una partícula por un conjunto de partículas, basta sumar vectorialmente las fuerzas.

Esta propiedad, pese a que estamos acostumbrados a ella, no deja de ser sorprendente. De alguna forma la perturbación que se crea en el espacio y que logra que los cuerpos se atraigan, es independiente de si ya existe otra perturbación creada por otros cuerpos, y simplemente se suman sus resultados respectivos para formar el total.

carga electrica, fuerza electrica y ley de Coulomb

La esencia de la electricidad es la carga eléctrica. Esta cualidad existe en dos clases distintas, que se denominan cargas positivas y negativas. Las cargas eléctricas de la misma clase o signo se repelen mutuamente y las de signo distinto se atraen.

En realidad, la carga eléctrica de un cuerpo u objeto es la suma de las cargas de cada uno de sus constituyentes mínimos: moléculas, átomos y partículas elementales. Por ello se dice que la carga eléctrica está cuantizada. Además, las cargas se pueden mover o intercambiar, pero sin que se produzcan cambios en su cantidad total (ley de conservación de la carga).

Fuerza eléctrica
Los fenómenos de la electrización y la conducción pueden explicarse como el resultado de la acción de fuerzas eléctricas. Entre dos cargas próximas inicialmente en reposo siempre se establece un tipo de fuerzas, llamadas electrostáticas, de tal forma que, si las partículas cargadas son suficientemente pequeñas como para que puedan considerarse puntuales, se cumple en las siguientes condiciones:
La fuerza establecida entre ambas tiene una dirección que coincide con una línea recta imaginaria que une las dos cargas.
La fuerza ejercida sobre una carga apunta hacia la otra cuando las dos tienen distinto signo (fuerza atractiva).
El sentido de la fuerza se dirige hacia el lado opuesto de la carga cuando ambas tienen el mismo signo (fuerza repulsiva).

Ley de Coulomb
La magnitud de las fuerzas eléctricas de atracción y repulsión entre cargas se rige por el principio fundamental de la electrostática, también llamado ley de Coulomb. Esta ley establece que la fuerza de atracción (o repulsión) entre dos cargas eléctricas puntuales de distinto (o igual) signo es directamente proporcional al producto del valor de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:


F=K*Q1 Q2/r al cuadrado

Electricidad (induccion, polarizacion y friccion)

La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre (proceso complejo del que los rayos solo forman una parte).

Induccion: Proceso por el cual un cuerpo adquiere carga eléctrica estática.

Polarizacion: Un material dieléctrico (aislante) puede verse como un conjunto de muchas cargas eléctricas dipolares (de un lado positiva y del otro lado negativa). Si no existe estímulo externo, estas cargas están "desordenadas"; es decir, apuntan en diferentes direcciones y la carga neta total es igual a cero.

Cuando se aplica un campo eléctrico externo, (por ejemplo acercando el material a un objeto fuertemente cargado eléctricamente), la carga eléctrica en el material se POLARIZA, es decir se "ordenan" alineándose en la dirección del campo. Eso produce que la carga total del material sea distinta de cero, lo que le da la propiedad de atraer o repeler otros objetos.

Friccion: Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática).

fenomenos ondulatorios

Los fenómenos ondulatorios son parte importante del mundo que nos rodea. A través de ondas nos llegan los sonidos, como ondas percibimos la luz; se puede decir que a través de ondas recibimos casi toda la información que poseemos
Un fenómeno ondulatorio, o movimiento ondulatorio, es el que realiza una onda al propagarse por un medio o por el vacío. No hay transporte de materia, sino de cantidad de movimiento y energía. El más simple es el de las ondas armónicas

Fenomenos termodinamicos

Un fenomeno termodinamico es aquel en los que se realizan intercambios de calor y de trabajo

Ejemplos:
La maquina de vapor obtenia trabajo a partir del calor
Las locomotoras en su momento, los motores de combustion en sus distintos ciclos ( autos, por ejemplo ) , obtienen trabajo a partir de las cantidades de calor intercambiadas El mismo cuerpo humano lo hace, trabaja a partir de las calorias consumidas
Todo de acuerdo a los principios de la termodinamica
Tambien es un proceso termodinamico la maquina frigorifica, o sea las heladeras Se trata de quitar calor a partir de suministrar trabajo, o calor , como las viejas heladeras a kerosene o los equipos acondicionadores de aire

Ley de la gravitacion universal

Según una leyenda popular, Newton estaba sentado bajo un manzano cuando concibió la idea de que la gravedad se propaga más alla de la Tierra. Quizá levanto la vista por entre las ramas del árbol, hasta observar la caída de una manzana y vió la Luna. En cualquier caso apreció que la fuerza entre la Tierra y una manzana que cae es la misma que tira de la Luna y la obliga a describir una trayectoria orbital en torno a la Tierra.

Para probar la hipótesis Newton comparó la caída de una manzana y la caída de la Luna, es decir, se aleja cuando actúa una fuerza sobre ella. A partir de las consideraciones geométricas la Luna y la manzana deberían caer al mismo tiempo. Sin embargo los cálculos de Newton no coincidieron por lo que disgustado guardo sus papeles en un cajón durante 20 años.

El interés de Newton por este hecho fue reavivado con la llegada de un espectacular cometa en 1680, por lo que retomo el problema a instancias de su amigo Emund Halley. Newton hizo sus correcciones y obtuvo excelentes resultados y publico la Ley de la Gravitación Universal, la cual dice:

"Toda masa atrae a las demás masas con una fuerza que, para dos masas cualesquiera, es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa"

Segunda ley de newton y caida libre

La segunda ley del movimiento de Newton dice que

el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas.

En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y")

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración qu actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g.

Sus vaores son.
g=9.81 m/s2 SI. g=981 cm/s2
g=32.16 ft/s2 S. Inglés.

Lo que diferencia a la caida libre del tiro vertical es que el segundo co,prende subida y bajada, mientras que la cida libre unicamente contempla la bajada de los cuerpos.

Primer ley de Newton, el MRU y el MUA

representecion de las tres leyes de newton con una rana

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
1º
Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.

El movimiento rectilíneo uniforme se caracteriza por:

-Movimiento que se realiza sobre una línea curva.
-Velocidad constante; implica magnitud y dirección cambiante.
-La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.
-Aceleración nula.

Un movimiento uniforme acelerado la velocidad no es constante, lo que si es constante es la aceleracion en este tipo de movimineto la fuerza que actua es exterio o interior

Fenomenos mecanicos

A finales de ese siglo, al estudiar el microcosmos, se desarrollan nuevos conceptos mecánicos, que ya no pueden incluirse en lo que se denomina M. clásica. Las leyes mecánicas se han obtenido mediante cuidadosas observaciones y medidas de masas, posiciones y tiempos, las cuales, a través de un proceso de abstracción y de síntesis, permiten establecer modelos matemáticos o teorías capaces de interpretar los fenómenos observados.

Todos los fenómenos mecánicos pueden englobarse en tres grandes disciplinas, regidas por leyes y principios propios: la cinemática (v.), que analiza los movimientos con independencia de sus causas y sin hacer intervenir la masa; la dinámica (v.), que estudia las fuerzas que originan los movimientos y las leyes que los rigen; y la estática, que trata del equilibrio de las fuerzas.

El movimiento armonico simple y pendular

El movimiento armónico simple (se abrevia m.a.s.) es un movimiento periódico que queda descrito en función del tiempo por una función armónica (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más deuna función armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s..

El movimiento pendular, lo podemos apreciar en nuestra vida cotidiana como ejemplo: en el reloj de pared, en una ciudad de hierro, en centros comerciales, etc.El movimiento pendular es una forma de desplazamiento que presentan algunos sistemas fiscos como aplicación practica al movimiento armónico simple.

Fenomenos fisicos

Se denomina fenómeno físico a cualquier suceso natural observable y susceptible de ser medido con algún aparato o instrumento, donde las sustancias que intervienen en general no cambian, y si cambian, el cambio se produce a nivel microscópico.

Introduccion a la Fisica

La física es muy antigua, los primeros hombres, sin saber ni siquiera que estaban haciendo ciencia ya hacían algunos experimentos de física, es así como llegaron a hacer fuego, inventaron (o descubrieron) la rueda, crearon máquinas simples pero muy efectivas, y así...

El estudio de la naturaleza apasionó al hombre desde el principio, así se fue desarrollando lo que se llamó la "filosofía natural", así es, los filósofos hacían mucha ciencia. Y con el tiempo aparecieron muchas mentes brillantes, algunas con mala suerte, adelantados para su tiempo, como Copérnico o Galileo, y otros con más suerte, el año que moría Galileo derrotado por la inquisición nació Isaac Newton, una más de las mentes brillantes que han hecho un gran aporte a la ciencia, publicó sus "principios matemáticos de la filosofía natural", creó en cálculo diferencial e integral, hizo grandes aportes a la astronomía, aunque no todo el crédito es suyo, pues se basó en el trabajo de muchos de sus predecesores y contemporáneos.

Antes de 1920 la física sólo trataba problemas de la mecánica "tradicional", aquello que impactaba a nuestros sentidos era objeto de estudio, así se estudiaba el movimiento y sus causas (mecánica), la luz (óptica), el calor y la temperatura (termodinámica), los fenómenos eléctricos e imanes (electromagnetismo) etc., A todo este periodo se le llama de física clásica, y muchos pensaban que la física ya no podía descubrir más, pero estaban equivocados.

A principios del siglo pasado Albert Einstein publicó sus 3 artículos famosos que revolucionaron el mundo de las ciencias, y hacia 1920 Plank fundaba la teoría cuántica, y así nacieron las bases de lo que se llama la física moderna, la teoría de la relatividad (la física de lo muy veloz) y la mecánica cuántica (la física de lo muy pequeño), y en el último siglo los científicos fueron descubriendo más y más, la "más moderna de las físicas" hoy en día trata sobre dinámica no lineal, procesos estocásticos y sistemas complejos, !y seguimos descubriendo!

La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre, porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria. Las Ciencias de Ingeniería se establecen directamente sobre las bases de la Física. Sin los conocimientos de la Física no existirían ni autos, ni radios, ni computadores, ni plantas de "generación" o conversión de Energía.
Una parte apreciable de la sociedad actual no es consciente de la importancia que tiene la Ciencia, en general, y la Física, en particular, en nuestras vidas cotidianas. De hecho, en nuestra actividad diaria somos usuarios, y en muchas ocasiones totalmente dependientes, de multitud de dispositivos que se han desarrollado basándose en principios físicos. Son muchos los ejemplos que podrían citarse: los reproductores de discos compactos; los omnipresentes códigos de barras que identifican los productos en los supermercados; la mensajería electrónica; la tecnología digital; los aparatos de diagnosis y tratamiento médicos; los ordenadores... y tantísimos aparatos cotidianos que sería prolijo enumerar.
Todo lo anteriormente citado no hubiera sido posible sin importantes descubrimientos realizados en diversas áreas de la Física, tales como la Óptica, la Electrónica, la Mecánica Cuántica, etc. Descubrimientos derivados tanto de la investigación aplicada como de la investigación básica, esta última, en muchas ocasiones, discriminada frente a la primera en aras de una supuesta rentabilidad inmediata del trabajo realizado.