Revista fisica 5to c lisandro alvarado

a=V/T a= Vf-vi/T Vf= vi+a.t vi=vf-a.t g= a.9.81m/seg2

Integrantes:

Jesús Suárez Yoselin Solano Leibymar Rojas 5to “c” Liceo “Lisandro aLvarado” Profesor: José Garrido 1

un número similar de neutrones (ninguno en el hidrógeno-1). Los protones y los neutrones son llamados nucleones. Más del 99,94 % de la masa del átomo está en el núcleo. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones tienen ambas cargas eléctricas, haciéndolos neutros. Si el número de protones y electrones son iguales, ese átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene

U

más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva,

N átomo es la unidad constituyente más

respectivamente, y se denomina ion.

pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico.1

Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).2 No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos.

Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento.

Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente

By: Jesús Suárez.

2

cuántica el protón es una partícula formada por la unión estable de tres quarks.

Neutrón El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas

PROTÓN

quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6 × 10-19 C), igual Fuera del núcleo atómico, los neutrones son

en valor absoluto y de signo contrario a la del

inestables, teniendo una vida media de 15 minutos

electrón, y una masa 1836 veces superior a la de

(885,7 ± 0,8 s);2 cada neutrón libre se descompone

un electrón.

en un electrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.

Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse en otras partículas. Originalmente se pensó que el protón era una partícula elemental pero desde la década de 1970 existe una evidencia sólida de que es una partícula compuesta. Para el cromo dinámico 3

Quarks

Electrón

Son los fermiones elementales masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varias especies de cuarks se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones.

Los cuarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman junto a los leptones, la

Comúnmente representado por el símbolo: e−, es

materia visible.

una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental negativa.12 Un electrón no tiene

Hay seis tipos o sabores distintos de cuarks que

componentes o subestructura conocidos, en otras

los físicos de partículas [¿quién?] han denominado

palabras, generalmente se define como una

de la siguiente manera:

partícula elemental. En la teoría de cuerdas se dice

1- up (arriba)

que un electrón se encuentra formado por una

2- down (abajo)

subestructura (cuerdas).2 Tiene una masa que es

3- charm (encanto)

aproximadamente 1836 veces menor con respecto

4- strange (extraño)

a la del protón.13 El momento angular (espín)

5- top (cima)

intrínseco del electrón es un valor semientero en

6- bottom (fondo).

unidades de ħ, lo que significa que es un fermión.

Su antipartícula es denominada positrón: es idéntica excepto por el hecho de que tiene cargas —entre ellas, la eléctrica— de signo opuesto.

Cuando un electrón colisiona con un positrón, las dos partículas pueden resultar totalmente aniquiladas y producir fotones de rayos gamma.

4

En la naturaleza, existe la interacción de cuatro fuerzas a saber: la fuerza gravitacional, la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética y la interacción débil.

Así mismo, según Young y Freedman (2009) “las partículas se clasifican de acuerdo con sus interacciones”. por lo tanto existen para cada interacción, un tipo de partícula específica.

La mayoría de los fenómenos que ocurren en la

1- Gravitacional

naturaleza pueden ser explicados a través de cuatro interacciones que ocurren en la naturaleza.

Fenómenos tales como el movimiento de los

Todos los cuerpos son atraídos por una fuerza que

planetas, cometas y otros astros en torno al Sol, el

es directamente proporcional a sus masas, e

movimiento de las cargas en un conductor que

inversamente proporcional al cuadrado de la

inducen a un campo magnético, las fuerzas de

distancia que los separa. La fuerza gravitacional es

atracción que experimentan los electrones en torno

la causante de que los cuerpos caigan y del

al núcleo, la utilización de la energía de los

movimiento de los cuerpos celestes que se

núcleos atómicos, entre muchos otros sucesos,

encuentran en el universo: planetas, satélites,

ocurren gracias a la acción de cuatro fuerzas.

estrellas, galaxias, cometas, entre otros. Su partícula mediadora es el gravitón. Posee un radio de acción infinito.

5

interacción es el gluón. “Son fuerzas de corto

2- Electromagnética

alcance, actúan sólo a distancias que tienen las dimensiones del núcleo atómico”. (Zubero, 2010).

Es considerada la fuerza que actúa sobre las partículas con carga eléctrica. Toda carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor y es de naturaleza atractiva o repulsiva, dependiendo de las cargas. La partícula mediadora es el fotón. Al igual que la interacción gravitacional, posee un radio de acción infinito.

4- Nuclear Débil Este tipo de fuerza es responsable de la desintegración beta de los núcleos de los átomos.

Esta interacción es de corto alcance, es decir, distancias menores que las dimensiones del núcleo.

“Es la interacción responsable de que un quark de un tipo se transforme en un quark de otro tipo

3- Nuclear Fuerte

como ocurre en la desintegración Beta de los núcleos”. (Zubero, 2010). La partícula mediadora

Es la interacción más fuerte que existe y permite

son los bosones.

mantener los nucleones (protones y neutrones), en interacción. Se refiere a la interacción que mantiene unidos a los quarks para formar hadrones, (protones, neutrones y mesones), por lo tanto permite mantener el núcleo unidos. Esta fuerza es la responsable de la estabilidad en toda la materia (Román). La partícula mediadora en esta 6

La carga eléctrica es de naturaleza discreta, fenómeno demostrado experimentalmente por Robert Millikan. Por razones históricas, a los electrones se les asignó carga negativa: –1, también expresada –e. Los protones tienen carga positiva: +1 o +e. A los quarks se les asigna carga fraccionaria: ±1/3 o ±2/3, aunque no se los ha podido observar libres en la naturaleza.

La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.

Una de las principales características de la carga eléctrica es que, en cualquier proceso físico, la carga total de un sistema aislado siempre se conserva. Es decir, la suma algebraica de las cargas positivas y negativas no varía en el tiempo.

7

una simetría del lagrangiano, llamada en física cuántica invariancia gauge. Así por el teorema de Noether a cada simetría del lagrangiano asociada a un grupo uniparamétrico de transformaciones que dejan el lagrangiano invariante le corresponde una magnitud conservada.7 La conservación de la carga implica, al igual que la conservación de la masa, que en cada punto del espacio se satisface una ecuación de continuidad que relaciona la derivada de la densidad de carga eléctrica con la divergencia del vector densidad de corriente eléctrica, dicha ecuación expresa que el cambio neto en la densidad de cargaρ dentro de un

En concordancia con los resultados

volumen prefijado V es igual a la integral de la

experimentales, el principio de conservación de la

densidad de corriente eléctrica J sobre la superficie

carga establece que no hay destrucción ni creación

S que encierra el volumen, que a su vez es igual a

neta de carga eléctrica, y afirma que en todo

la intensidad de corriente eléctrica I:

proceso electromagnético la carga total de un sistema aislado se conserva.

En un proceso de electrización, el número total de protones y electrones no se altera, sólo existe una separación de las cargas eléctricas. Por tanto, no

Esta propiedad se conoce como cuantización de la

hay destrucción ni creación de carga eléctrica, es

carga y el valor fundamental corresponde al valor

decir, la carga total se conserva. Pueden aparecer

de carga eléctrica que posee el electrón y al cual

cargas eléctricas donde antes no había, pero

se lo representa como e. Cualquier carga q que

siempre lo harán de modo que la carga total del

exista físicamente, puede escribirse como

sistema permanezca constante. Además esta conservación es local, ocurre en cualquier región

Siendo N un número entero, positivo o negativo.

del espacio por pequeña que sea.4

Por convención se representa a la carga del

Al igual que las otras leyes de conservación, la

electrón como -e, para el protón +e y para el

conservación de la carga eléctrica está asociada a

neutrón, 0. La física de partículas postula que la 8

carga de los quarks, partículas que componen a protones y neutrones toman valores fraccionarios de esta carga elemental. Sin embargo, nunca se han observado quarks libres y el valor de su carga en conjunto, en el caso del protón suma +e y en el neutrón suma 0.8 Aunque no tenemos una explicación suficientemente completa de porqué la carga es una magnitud cuantizada, que sólo puede aparecer en múltiplos de la carga elemental, se han propuestos diversas ideas: Paul Dirac mostró que si existe un monopolo magnético la carga eléctrica debe estar cuantizada.

En el contexto de la teoría de Kaluza-Klein, Oskar Klein encontró que si se interpretaba el campo electromagnético como un efecto secundario de la curvatura de un espacio tiempo de topología

, entonces la compacidad de comportaría que el momento lineal según la quinta dimensión estaría cuantizado y de ahí se seguía la cuantización de la carga.

La existencia de cargas fraccionarias en el modelo de quarks, complica el panorama, ya que el modelo estándar no aclara porqué las cargas fraccionarias no pueden ser libres. Y sólo pueden ser libres cargas que son múltiplos enteros de la carga elemental.

9

de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre; sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y “resistencia” a la corrosión.

1- Conductores Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro, la plata y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que

La conductividad eléctrica del cobre puro fue

también poseen la propiedad de conducir la

adoptada por la Comisión Electrotécnica

electricidad, como el grafito o las disoluciones y

Internacional en 1913 como la referencia estándar

soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o

para esta magnitud, estableciendo el International

cualquier material en estado de plasma.

Annealed Copper Standard (Estándar Internacional

Para el transporte de energía eléctrica, así como

del Cobre Recocido) o IACS. Según esta

para cualquier instalación de uso doméstico o

definición, la conductividad del cobre recocido

industrial, el mejor conductor es el cobre (en forma

medida a 20 °C es igual a 58.0 MS/m.2 A este

de cables de uno o varios hilos). Aunque la plata es

valor es a lo que se llama 100% IACS y la

el mejor conductor, pero debido a su precio

conductividad del resto de los materiales se

elevado no se usa con tanta frecuencia. También

expresa como un cierto porcentaje de IACS. La

se puede usar el aluminio, metal que si bien tiene

mayoría de los metales tienen valores de

una conductividad eléctrica del orden del 60% de la

conductividad inferiores a 100% IACS pero existen

del cobre, es sin embargo un material tres veces

excepciones como la plata o los cobres especiales

más ligero, por lo que su empleo está más indicado

de muy alta conductividad designados C-103 y C-

en líneas aéreas que en la transmisión de energía

110.3

eléctrica en las redes de alta tensión.1 A diferencia 10

El comportamiento de los aislantes se debe a la

2- Aisladores

barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción que dificulta la

Un aislante eléctrico es un material con escasa

existencia de electrones libres capaces de conducir

capacidad de conducción de la electricidad,

la electricidad a través del material. Para más

utilizado para separar conductores eléctricos

detalles ver semiconductor.

evitando un cortocircuito y para mantener alejadas del usuario determinadas partes de los sistemas eléctricos que de tocarse accidentalmente cuando se encuentran en tensión pueden producir una descarga. Los más frecuentemente utilizados son los materiales plásticos y las cerámicas. Las piezas empleadas en torres de alta tensión empleadas para sostener o sujetar los cables eléctricos sin que éstos entren en contacto con la estructura

1- Electrización por frotamiento

metálica de las torres se denominan aisladores.

La electrización por frotamiento se explica del siguiente modo. Por efecto de la fricción, los electrones externos de los átomos del paño de lana son liberados y cedidos a la barra de ámbar, con lo cual ésta queda cargada negativamente y aquél positivamente. En términos análogos puede explicarse la electrización del vidrio por la seda. En cualquiera de estos fenómenos se pierden o se ganan electrones, pero el número de electrones cedidos por uno de los cuerpos en contacto es igual al número de electrones aceptado por el otro, de ahí que en conjunto no hay producción ni destrucción de carga eléctrica. Esta es la explicación, desde la teoría atómica, del principio 11

de conservación de la carga eléctrica formulado

negativa de uno a otro corresponde, en este caso,

por Franklin con anterioridad a dicha teoría sobre la

a una cesión de electrones.

base de observaciones sencillas.

3-Electrización por inducción 2-Electrización por

La electrización por influencia o inducción es un efecto de las fuerzas eléctricas. Debido a que éstas

contacto

se ejercen a distancia, un cuerpo cargado positivamente en las proximidades de otro neutro

La electrización por contacto es considerada como

atraerá hacia sí a las cargas negativas, con lo que

la consecuencia de un flujo de cargas negativas de

la región próxima queda cargada negativamente. Si

un cuerpo a otro. Si el cuerpo cargado es positivo

el cuerpo cargado es negativo entonces el efecto

es porque sus correspondientes átomos poseen un

de repulsión sobre los electrones atómicos

defecto de electrones, que se verá en parte

convertirá esa zona en positiva. En ambos casos,

compensado por la aportación del cuerpo neutro

la separación de cargas inducida por las fuerzas

cuando ambos entran en contacto, El resultado

eléctricas es transitoria y desaparece cuando el

final es que el cuerpo cargado se hace menos

agente responsable se aleja suficientemente del

positivo y el neutro adquiere carga eléctrica

cuerpo neutro.

positiva. Aun cuando en realidad se hayan transferido electrones del cuerpo neutro al cargado positivamente, todo sucede como si el segundo hubiese cedido parte de su carga positiva al primero. En el caso de que el cuerpo cargado inicialmente sea negativo, la transferencia de carga 12

1- Intensidad

La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que

Si sabemos que la corriente eléctrica es el flujo de

recorre un material.1 Se debe al movimiento de las

carga entre dos puntos de un material conductor,

cargas (normalmente electrones) en el interior del

es lógico que nos podamos preguntar... ¿ y cómo

material. En el Sistema Internacional de Unidades

de rápido se desplazan dichas cargas?. Para

se expresa en C/s (culombios sobre segundo),

responder a esta pregunta, la Física establece una

unidad que se denomina amperio. Una corriente

nueva magnitud que determina la rapidez con la

eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de

que la carga fluye a través de un conductor. Dicha

cargas, produce un campo magnético, un

magnitud recibe el nombre de intensidad de

fenómeno que puede aprovecharse en el

corriente eléctrica o simplemente intensidad de

electroimán.

corriente.

La intensidad de corriente (I) que circula por un conductor es la cantidad de carga (q) que atraviesa cierta sección de dicho conductor por unidad de tiempo (t).

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor por el que circula la corriente que se desea medir.

By: Yoselin Solano 13

2- Unidades de medidas

La intensidad de corriente en el S.I. es el amperio (A), en honor del físico francés André-Marie

1- En serie

Ampère (1775-1836). De esta forma un amperio es la intensidad de corriente que se produce cuando por la sección de un conductor circula una carga de

Los circuitos en serie son aquellos que disponen

un culombio cada segundo.

de dos o más operadores conectados uno a continuación del otro, es decir, en el mismo cable o conductor. Dicho de otra forma, en este tipo de circuitos para pasar de un punto a otro (del polo - al polo +), la corriente eléctrica se ve en la necesidad de atravesar todos los operadores.

Al igual que el culombio, el amperio es de una unidad muy grande, por lo que es común utilizar submúltiplos de esta: miliamperio. 1 mA = 1·10-3 A microamperio. 1 µA = 1·10-6 A nanoamperio. 1 nA=1·10-9 A

Para medirla se utiliza un instrumento denominado amperímetro.

14

2- Pararelo 3- Mixto

Un circuito en paralelo es aquel que dispone de dos o más operadores conectados en distintos cables. Dicho de otra forma, en ellos, para pasar de un punto a otro del circuito (del polo - al polo +), la corriente eléctrica dispone de varios caminos alternativos, por lo que ésta sólo atravesará aquellos operadores que se encuentren en su recorrido.

Los circuitos mixtos son aquellos que disponen de tres o más operadores eléctricos y en cuya asociación concurren a la vez los dos sistemas anteriores, en serie y en paralelo.

En este tipo de circuitos se combinan a la vez los efectos de los circuitos en serie y en paralelo, por lo que en cada caso habrá que interpretar su funcionamiento.

15

ha sido Toshiba, que acaba de presentar E-core, una nueva línea de bombillas que por fuera presentan el aspecto de las de toda la vida, pero que por dentro recuerdan más a un ordenador. No obstante, el funcionamiento es sencillo: a través de una placa con chips de un material semiconductor

Las bombillas LED son unas bombillas que no

como es el silicio, conectada al cable, emite luz al

utilizan alambre, gas, filamentos o halógenos en su

ser atravesada por la corriente. En realidad se trata

interior, sino tan sólo un chip que las hace diez

de una evolución de la tecnología LED que,

veces más eficientes, alargando su duración hasta

aunque conocida desde los años sesenta, su

hacerla superior a cualquier otra actualmente.

escaso desarrollo la había dejado arrinconada.

Claro que, como contrapartida, también son más caras.

Así pues, tras 130 años alumbrando el mundo, ha llegado el relevo con este nuevo sistema de iluminación llamado a dejar atrás los mecanismos tradicionales para abrirle paso al chip. La compañía encargada de traer a nuestro mercado este ingenio 16

Sus Caracteristicas

12-

realizar obras

1-Ahorro energico 2-Larga vida util 3-Proteccion del medio ambiente y salud 4-Alta eficiencia de iluminacion 5-Calidad de luz 6-Ahorra en costes de mantenimiento 7-Versatilidad en aplicaciones 8-Son regulables 9-Encendido inmediato 1011-

Sin necesidad de

Mayor resistencia No emiten calor

17

La resistencia de un conductor depende directamente de dicho coeficiente, además es directamente proporcional a su longitud (aumenta conforme es mayor su longitud) y es inversamente proporcional a su sección transversal (disminuye conforme aumenta su grosor o sección transversal).

Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia Se le denomina resistencia eléctrica a la reducción

eléctrica tiene un parecido conceptual con la

que tienen los electrones al moverse a través de un

fricción en la física mecánica. La unidad de la

conductor. La unidad de resistencia en el Sistema

resistencia en el Sistema Internacional de

Internacional es el ohmio, que se representa con la

Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición, en la

letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán

práctica existen diversos métodos, entre los que se

Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio

encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su

que ahora lleva su nombre. Para un conductor de

magnitud recíproca es la conductancia, medida en

tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente

Siemens.

fórmula:

Por otro lado, de acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia, así: Donde ρ es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material, {\displaystyle \ell } \ell es la longitud del cable y S el área de la sección transversal del mismo.

18

Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

También puede decirse que "la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial e inversamente proporcional a su resistencia"

19

Bueno, primero tuvimos la experiencia de poder comprar los materiales, aunque nos costara, haciendo nosotros el experimento, empezamos por pelar partes del clave del cargador para empezar hacer nuestro circuito, al ya tenerlo listo empezamos colocando nuestras dos resistencias de 22k que son la de codigo rojo – negro – rojo, al ya tenerlas colocadas empezamos a ponerle estaño para que se quedaran pegadas.

Luego al tener eso listo, empezamos a colocar las dos resistencias de 1k que son las de codigo marron – negro – rojo pegandolas nuevamente con estaño. Luego de eso, empezamos colocando los bombillitos leds de bajo de cada resistencia de 1k haciendo el mismo procedimiento de pegarlo con estaño, al tener los bombillos colocados, en cada parte de 22k empezamos a colocar los transistores 2n2222A y empezamos a unir con las puntas de los mismos las de 22k con la de 1k, luego seguimos casando pedasos de cables para seguir uniendo y terminar de unir los transistores con los condensadores en cada lado, eran dos y eran nombrados c1 y c2 luego, empezamos a unir todo cable que quedara suelto, solo quedaron dos puntas que ya serian siendo la positiva y la negativa, conectandolos ya habias logrado nuestro trabajo, hacer que los bombillos leds parpadiaran y encendieran como se les precisaba.

Pensandolo bien, esto fue todo nuestro experimento, pues no pudimos tomar fotos, porque ninguno tenia telefono en ese momento, Gracias..

By: Leibymar Rojas 20