Física
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Física Guía básica
Evolución de los modelos atómicos
En el modelo atómico de Thompson, los electrones de carga negativa se encuentran incrustados en una masa mayor, cuya carga es positiva.
En el modelo propuesto por Rutherford, los electrones de carga negativa orbitan a un núcleo de carga positiva.
Aire (seco)
1,00059
Baquelita
4,9
Nailon
3,4
Papel
3,7
Papel parafinado
3,5
Poliestireno
2,56
Porcelana
6
Vidrio pírex
5,6
Aceite de silicón
2,5
Bohr propuso un modelo en el que los electrones se encuentran en órbitas estacionarias alrededor del núcleo, estos cambian de estado estacionario cuando absorben o emiten energía. El modelo mecánico cuántico cambia el concepto de órbita por el de orbital, donde este último corresponde a una región de probabilidad en la que puede encontrar el electrón.
En el modelo estándar de la materia, los neutrones y protones están conformados por otras partículas menores llamadas quarks.
Concepto
Fórmula
Energía cuantizada
E =n⋅h⋅ f
Primer postulado
nh mvr = 2π
Segundo postulado
Ei – E f = h ⋅ f
Concepto
Fórmula -2,8 ⋅ 10-18 J Energía estacionaria En = n2 –13,6 Energía estacionaria En = 2 eV n Onda-partícula
h λ= m⋅v
Energía de la órbita
E=
-e 2 8πε 0 r
Principio de incertidumbre
∆p⋅∆x≥
Radio orbital
rn =
n2ε 0h2 πme 2
Radio atómico
R = R0 A1/3
h 4π
Electricidad
Electromagnética
infinito
10-2
Fotones
Tipos de electrización
Débil
≈ 103 fm
10-5
Bosones
Gravitacional
infinito
10
Gravitones
Azulada
> 28 000 - 10 000
A
Blanca
> 10 000 - 8000
10 · 10-8
F
Amarilla
> 8000 - 6000
Germanio
0,46
G
Amarilla anaranjada > 6000 - 4900
Silicio
640 1010 a 1014
K
Naranja
> 4900 - 3500
MyL
Roja
> 3500 - 1600
1,7 · 10-8
Oro
2,44 · 10
Aluminio
2,82 · 10-8
Hierro
893
Vidrio
Co
1394
Aceite de silicón 2,5
A V
Pila (generador de corriente continua) Amperímetro Voltímetro
Temperatura (°C)
B
Cobre
Fe3O4
+
Color
40 000 - 28 000
317
Conductor eléctrico
Tipo Azul
1,59 · 10-8
CrO2
Símbolos eléctricos
Tipos espectrales O
Plata
631
Interruptor (circuito abierto)
Principales fórmulas de la Unidad del átomo
Gluones
-39
-8
Constante
Valor
Constante
Valor
ke
≈ 9 · 109 N · m2/C2
π
≈ 3,14159
ε0
8,854 · 10-12 C2/Nm2
c
3 · 108 m/s
e
-1,6 · 10-19 C
h
6,626 · 10-34 J · s
me
9,11 · 10-31 kg
Radio de Bohr
5,29 · 10-11 m
e+
1,6 · 10-19 C
1u
1,66054 · 10-27 kg
mp
1,672 · 10-27 kg
mp (en u)
1,007276 u
mn
1,674 · 10
mn (en u)
1,008665 u
μ0
4π · 10-7 T · m/A
R0
1,2 · 10-15 m
-27
kg
Por contacto. La carga es transferida mediante el contacto entre un cuerpo cargado y otro neutro.
Un condensador corresponde a un dispositivo para almacenar carga eléctrica. Al interior de este existen dos placas paralelas separadas por un material dieléctrico.
Concepto
Energía y masa
E = m ⋅ c2
Decaimiento radiactivo 1
∆N = –λN ∆t
Decaimiento radiactivo 2
N = N 0 ⋅ e - λt
Campo eléctrico 2
Vida media
Tmed =
ln( 2 ) λ
Energía potencial eléctrica
Ee = 931,5(Z ⋅ m p + (A – Z)mn – m)MeV
Receptor (ampolleta)
Fuerza eléctrica Campo eléctrico 1
Resistencia
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Por frotamiento. La carga es transferida por fricción entre los cuerpos.
A La corriente eléctrica corresponde a un flujo de cargas que se mueve por una determinada región de un conductor.
Principales fórmulas de la Unidad de electricidad
Formula
Interruptor (circuito cerrado)
Por inducción. La carga se consigue mediante la proximidad entre un cuerpo cargado con otro eléctricamente neutro.
Todas las fuerzas actúan a distancia, y lo que en apariencia resulta ser el contacto entre dos cuerpos se debe a la acción de fuerzas eléctricas en el mundo microscópico.
Concepto
Energía de enlace
Contenidos: Electricidad y magnetismo, ondas electromagnéticas, modelos atómicos, fuerzas nucleares, teorías de la formación del universo, estructura y procesos físicos al interior de una estrella
Partícula mediadora
1
Ni
n=3
Intensidad relativa
≈ 1 fm
1043
n=2
Alcance de la fuerza
Nuclear fuerte
Fe Núcleo n=1
Interacción
Resistividad de algunos materiales Material Resistividad Ω · m
Temperatura de Curie para sustancias ferromagnéticas Sustancia TCurie (K)
e-
Interacciones fundamentales
© Ediciones SM - Prohibida su reproducción
Constantes dieléctricas de algunos materiales a temperatura ambiente Material Constante k
Nuevo Explor@ndo
Material desarrollado como apoyo para el estudiante contiene: - Esquemas e ilustraciones. - Fórmulas físicas. - Tablas de datos. - Constantes físicas.
Tablas y constantes presentes en el Texto
El átomo
4
Potencial eléctrico
Fórmula q ⋅q Fe = ke 1 2 2 r F E= q'
Diferencia de potencial
Fórmula W A→ B = ∆V q'
Capacitancia
C = kε 0
q r2
Intensidad de corriente
I=
q ⋅ q' r
Ley de Ohm
q r
Resistencia eléctrica
E = ke U = ke
Concepto
V = ke
R=
A d
Concepto
Formula
Resistencias en serie
RE = R1 + R2 + ... = ∑ Ri
Resistencias en paralelo
1 1 1 1 = + +... = ∑ RE R1 R2 Ri W t
Q t
Potencia
∆V I
Potencia eléctrica
P = I ∆V
l A
Potencia disipada
Pd = RI 2
R=ρ
P=
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Física
Nuevo Explor@ndo
Magnetísmo
Nebulosas
El universo Estructuras que conforman una galaxia
N B
S
N S
N
Tiempo
N
B
B
S Al fragmentar un imán en dos o más partes, cada una de estas últimas resulta ser un nuevo imán (con un polo norte y un polo sur).
Líneas de campo sobre una sustancia paramagnética.
Líneas de campo sobre una sustancia diamagnética.
Líneas de campo sobre una sustancia ferromagnética.
Big bounce Expansión
Big crunch
Tiempo
Una aplicación de la fuerza magnética resultante sobre un conductor es el motor eléctrico de corriente continua.
Estrellas
Espira
Cúmulos estelares
Agujeros negros Big chill o big Rip
N Expansión
S
Circuito externo Escobillas
Una de las principales aplicaciones del electromagnetismo son los generadores eléctricos de corriente alterna.
El campo magnético terrestre desvía a las partículas cargadas eléctricamente y que provienen del Sol. Producto de ello se originan las auroras boreales.
Cúmulos de galaxias
La teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión describe lo que ocurrió con el universo a partir de unas pocas fracciones de segundo después de su formación hasta la actualidad. El modelo propuesto por la teoría establece que el universo habría tenido inicialmente un volumen cero, temperatura infinita y densidad infinita. A estas tres condiciones se les denomina singularidad primordial. En dicha singularidad habría estado contenida toda la masa y energía del actual universo. Según la teoría del Big Bang el universo podría tener diferentes destinos dependiendo de su geometría. Si el universo fuera esférico, lo más probable es que la materia y la energía comiencen a atraerse hasta que finalmente el universo sufra un colapso (big crunch). Otra posibilidad es que luego del big crunch el universo vuelva a estallar, este evento es conocido como big bounce. Si la geometría del universo fuera abierta (plana o hiperbólica) el universo podría seguir expandiéndose por siempre (big chill o big rip).
Estrella de neutrones
Principales fórmulas de la Unidad del átomo Concepto
Fórmula
Concepto
Fórmula
Concepto
Formula
F = ILB
Fem
ε = – BLv
Fem máxima
ε max = 2π fNAB
Campo magnético (conductor recto)
B=
µ0 ⋅ I 2π ⋅ r
Fuerza magnética (sobre conductor)
Campo magnético (espira)
B=
µ0 ⋅ I 2R
Fuerza entre conductores
Campo magnético (solenoide)
B=
µ0 NI L
Flujo magnético
Fuerza magnética (carga en mov.)
F = qvB (sen θ )
Ley de Faraday-Lenz
F12 =
µ 0 I1 I 2 L 2πd
φ = B ⋅ S cosθ ε =–
∆φ ∆t
Transformador 1
∆ V2 =
Transformador 2
I1 =
N2 ∆ V1 N1 N2 I2 N1
Estructura del universo a gran escala
Galaxias
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Una estrella es un objeto astronómico que emite luz propia. Técnicamente puede ser considerada como una esfera de plasma. Esta se divide principalmente en tres zonas: núcleo, manto y atmósfera.
Una estrella nace como resultado de la concentración de gas y partículas en una nebulosa. Cuando la presión y temperatura alcanzan cierto rango, al interior de la protoestrella (estrella en formación) comienzan a producirse reacciones termonucleares. Si una estrella alcanza la estabilidad hidrostática, entonces, Se da inicio a una etapa conocida como secuencia principal. Dependiendo de la masa inicial de una estrella, esta puede convertirse después de su muerte en una enana marrón (masa inicial menor que la del Sol) en una enana blanca (masa inicial igual a la del Sol), en una estrella de neutrones o en un agujero negro (masa inicial superior a la del Sol).