30 abr 2010

Introducción a la Física I

Cházaro Rocha Erick Fermín Grupo:430A
Profesor: Marco Antonio Maza Palacios


Fisica I y II


La fisica es la ciencia de medir.




Mágnitudes Físicas fundamentales
Longitud-metros (m)
Tiempo-Segundos(s)
Masa-Kilogramos(Kg)
Temperatura-Kelvin (k)
Intensidad luminosa- Candelas(ca)

Intensidad de corriente eléctrica-Amperes (A)
Cantidad de sustancia-Mol
Magnitudes Fisicas derivadas
Volúmen-m^3
Aceleración-m/s^2
Velocidad- m/s
Presión-p
Densidad-m/v
Cantidades Escalares
Tiempo,distancia,masa,volumen,intensidad luminosa.
Cantidades vectoriales
Velocidad, Aceleración,Fuerza, y Presión
Conversiones
La conversión de unidades es la transformación de una unidad en otra.
Este proceso es con el uso de los factor de conversión
y las muy útiles y tablas de conversión. Bastaría multiplicar una fracción (factor de conversión) y el resultado es otra medida equivalente en la que han cambiado las unidades.
Cuando el cambio de unidades implica la transformación de varias unidades se pueden utilizar varios factores de conversión uno tras otro, de forma que el resultado final será la medida equivalente en las unidades que buscamos, por ejemplo si queremos pasar 8 metros a yardas, lo único que tenemos que hacer es multiplicar 8(0.914)=7.312 yardas.
Ejemplos:´

25km-m/s

25/1·km/h (1000/1)(1/3600)

= 25x1000x1/1x3600 m/s= 6.94m/s-125 m/s^2

Potencias de 10

Para poder resolver diferentes operaciones,despejar formulas y hacer conversiones es necesario saber resolver las potencias.

Positivas

10^0=1
(E,o)

10^1=10
(E,1)


10^2=100
(E,2)

Negativas

10^-1=o.1
10^-2=0.01
10^-3= 0.001


Ejemplos:

o.ooooo1252=12.52x10^-7
13250000=0.1325x10^8
7540000=75.40x10^5
231x10^-7=.000331


Suma de potencias

3x10^8+25000x10^4=
= 3x10^8+2.5x10^8= 5.5x18

.0000251x10^-13+351x10^-15
= 251x10^-19+351x10^15
= 376.1x10^-19= 3.76x10^-17

Resta de potencias

75x10^8-0.00035x^12
= 75x10^8-3.5x10^8
=71.5x10^8
= 7.15x10^9
(es muy simliar a la suma el proceso de potencias)


Multiplicaciones de potencias

(o.2x10^-10)(7x10^-13)= 1.7 x10^-25
(751x10^-20)(3x10^7)=225.3x10^-13
=2.25x10^-10

Las potencias se suman en una multipliación

División de potencias

3x10^8/0.5x10^2=6x10^6

251x10^8/35x10^-3= 7.17x10^11






Fisica Mécanica : Movimiento

En la fisíca se desprende una rama llamada Mécanica en la que se relaciona el movimiento incluyendo respectivamente la cinemática, la dinámica y la estética.

Cinética: Estudia el movimiento sin considerar las causas que lo originan.
Dinámica: Las causas que generan el movimiento.
estética: Estudia los cuerpos en reposo.


Movimiento:

Se dice que un cuerpo se mueve cuando cambia de posición.

x=posición




Rapidez Media:

distancia recorrida-tiempo recorrido

Velocidad Media:

El cambio de posición respecto al tiempo.

Vm=diferencia de posición / tiempo

MRU Movimiento rectilineo uniforme

- Movimiento en una sola dirección y sentido
-velocidad constante

Vm=V

V=Xf-Xi/t esta formual general de la velocidad

Xf=x1+v·t esta es la formula de la posición.


Este tema basicamente nos ayuda a comprender lo más facil de la física mecánica.

Ejercicios

1.un movil se mueve 5.2 metros en 1 minuto

a) Encontrar su ecuación de movimiento
b) gráfica de t-x
c)En que tiempo se encuentra en la posición de 18.2m
d) ¿cual sería su posición a 35.6?



a)

V=5.2-0/60=0.09m/s-formula de la velocidad

Xf=0+00.9t ecuacion del movimiento

Xf=0.09

c)18.2=o.oo9t

18.2/.o9=t=202.2 s


d)x=0.09(35.6)=3.20m



2 Cinthia se encuntra en ese salón 0.11 y va correr la encuentro de mixie que se encuentra inicialmente 0.22 ¿ Si cinthia corre a 0.4m/s y mixie o.5m/m, en que punto del corredor se encuentran?


C: xf=o+0.4t
M: xf=100.0.6t


-x=o+0.4T
x=100-0.6t

0=-100+1f
f=100s

t=100s

x=0+0.4(100) x=40

Sustancia en la ecuación M

M=100.0.6(100)
= 100-60=40

MRUA Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

Sus principales caracterizticas es que se mueven en línea recta y hay cambios de velocidad con respecto al tiempo son constantes.

a=diferencia de velocidad/t

a=Vf-Vi/t

a=VF-Vi/t

xf=xi++vi·t+1/2at^2

Vf^2-Vi^2=-2ad

Vf=Vi+at


Un Auto acelera a 0.8 m/s^2 partiendo del reposo.

a) Plantear las ecuaciones de posición y velocidad del auto.


Vf=Vi+at
Vf=0+0.8(t)
Vf=0.8t

Xf=xi+vit+1/2at^2
Xf=0+0+1/2 0.8 t^2

Xf=1/2·0.8t^2
Xf=0.4t^2

Caida Libre

"movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio."

Formulas g=9.81 a=-g

Xf=x1+vi·t-1/2gt^2

Vf=Vi-gt

Vf^2-Vi^2=-2gd


Ejercicio

Un objeto cae desde una altura de 18.5 m
a) ¿Cuanto tiempo tarda en caer al suelo?

0=18.5+0-4.9t^2
0=18.5-4.9t^2
t^2=18.5/4.9

t=raíz cuadrada de 18.5/-4.9

t= 1.94 s

b) ¿Cuanto tiempo tarda en caer la mitad de la altura?

t^2=9.25/-4.9

t=1.37 s



c)¿Cual es la velocidad en el suelo y cual a la mitad de la altura?

Vf=0-9.81 (1.94)
Vf= 0-19.03
Vf= -19.03 m/s

Vf= 0-9.81 (1.37)
Vf=-13.43

Plano inclinado


El plano inclinado es una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja en la figura.
El
peso del bloque, que es una magnitud vectorial (vertical y hacia abajo), puede descomponerse en dos componentes, F1 y F2, paralelo y perpendicular al plano inclinado respectivamente, siendo:
F1 = G sen(α)
F2 = G cos(α)
Además, la superficie del plano inclinado genera una fuerza de rozamiento FR que también deberemos vencer para poder desplazarlo. Esta fuerza es:la fuerza (G) que tendríamos que aplicar sería la del
peso del bloque debido a la fuerza de la gravedad, es decir: G = P.


Al mismo tiempo, se podría decir que una de las fuerzas que descompone a Peso, la que se encuentra sobre el eje Y, es igual a la normal, o N en el plano. Con esto, se pueden eliminar del plano ya que la suma de las dos es igual a 0. Con esto, y considerando que la fuerza del bloque esta descompuesta ya en un eje, la fuerza a vencer, y única fuerza a vencer, es la fuerza que descompone al sistema y se encuentra sobre el eje X.
En la clase se aplicaron diversos cuadros de resultado donde con el plano inclinado mediamos la gravedad.

Vectores


Un vector es una flecha que une al origen con un punto del sistema cartesiano.

Este se puede representar en forma polar a=(ax,ay)=aUKa

Conversiones de polar y representación

(ax,ay)-aangulo U
a angulo U-(ax,ay)

Suma de vectores

Sean a y b dos vectores

a=(ax,ay)
b=(bx+by)

a+b=(ax+bx,ay+by)
a=(1,3 ) b=(-4,7)

A+5=(-3,10)


Resta de vectores

a-b=(5,-4) con el mismo ejemplo.

Multiplicación de vectores por un escalar.

angulo=escalar
a=(ax,ay)

angulo A= (angulo Ax,Angulo Ay)


Ejemplo

angulo=2
a=(-2,3)
angulo A= (-4,6)



a=5 130º (-16.05,19.15)
b= 10 45º (21.21,21.21)
c=7 260º (-3.63,-20.67)
(8.79,61.03)



Metodo del poligono

e es como la multipliacación en donde se calcula su magnitud pero aqui son mas de 3 angulos y escalares.


Tipos de Energía

Quimica:En la forma de ionización cuando la energía falta para ionizar una molecula.
Termica:Cuando se coloca un envase térmico agregandole agua caliente para que no enfríe.
Sonora:Al encender un foco, o cuando alumbras una habitación con una vela.
Mecanica:Todo tipo de movimiento
Nuclear:La explosión en hirojima
Sol:La casa que funciona gracias al sol
Olas:En el mar
Eolica:En las sabanas hay ventiladores de viento
Mareomotriz:El titanic
Geotérmica: El volcan santa elena
Cinética:El movimiento
Potencial:la ionización

Gravitatoria: en el espacio
Potencial Elástica: Cuando rompes un vidrio
Electromágnetica:el horno de microondas
Motriz del cuerpo:Nuestros Organos en el corazón
Electrica: Los cables de una colonia brindan energía electrica
Interna:Las ceulas de nuestro cuerpo
Desintegración:Rayos Laser
Metabólica:Cambios de peso

Tiro Parabólico

La junta o conferencia comenzó con un ligero en foque al deporte, el profesor mostró las diversas pelotas, de beisbol, de pink ponk, tennis, etc. El las lanzó y vimos que se formaba una parabola y para complementar, nos mostró videos impresionantes de los record guines al igual que los clips de disparo como una introducción.
El tiro parabólico requiere de un trabajo, una fuerza y una magnitud.
Formulario.
Vyº=Vo-gt y=Vot-Yxgt^2
Vx0=Vo Cos U o =Constante
y=Vo sen 0 + c/2gt^2
h=Vo^2sen02/2g R=Vo^2sen200/g
Lo que aprendi fue que eltiro nos sirve para medir cosas que lanzamos cotidianamente, El tiro se relaciona con un movimiento vertical y Horizontal. El tiro Parabólico es la mejor manera de expresar un lanzamiento.
Analizando el tiro llegué a las siguientes conclusiones:
El tiro puede causar un ligero manifiesto simultáneo y afecta en el resultado, como por ejemplo el disparo de la escopeta atravezando y cambiando de dirección por un tiro hasta reventar un globo.
En la física nos sirve para medir el rango que es igual a cuanto tiempo a distancia alcanzó.
El máximo rango es a un glbo de 45º.
Lo vectores cambian constantemente.
La aceleración es la misma cuando empieza el tratamiento que cuando termina.
El tiro para bolico es muy facil de comprobar.

Isaac Newton

Isaac Newton nació el 25 de diciembre de 1642 (esa fecha corresponde al antiguo calendario, siendo en el actual calendario gregoriano el día 4 de enero de 1643) en Woolsthorpe, Lincolnshire, 150 kilómetros al Norte de Londres, Inglaterra. Su padre, granjero puritano, murió de neumonía antes de su nacimiento y su educación estuvo en manos de su madre y de su abuela, quedando al cuidado de ésta última cuando su progenitora contrajo nuevas nupcias y abandonó al pequeño; permaneció con su abuela hasta 1653, año en que murió su padrastro y su madre regresó al hogar. Fue un bebé prematuro por lo que requirió muchos cuidados.


Concurrió a la Free Ganmmar School de Grantham, a diez kilómetros de su pueblo, sin destacarse demasiado del resto. Allí tuvo su estancia en casa del farmacéutico local poseedor de una importante biblioteca que aprovechó el niño en sus ratos de ocio, y una hijastra con la que Isaac Newton mantendría un romance adolescente. Muchos descubrimientos mecánicos fueron parte de esta etapa de su vida (una linterna de papel plegable, un carro propulsado por una especie de tornillo accionado por el conductor, un molino de viento, etc). Volvió a la granja y ese era su destino: cuidar el negocio familiar junto a su madre. Por suerte su tío William, reverendo y diplomado en el Trinity College de Cambridge convenció a ella para enviarlo a esa casa de estudios, a la cual Isaac Newton ingresó pagando su estancia con trabajos serviles, realizados a sus compañeros pudientes. Allí, introvertido, Isaac Newton se interesó por la quimica y la matemática Euclidiana más que por las relaciones humanas. Su primer tutor fue Pulleyn, profesor de griego de esa Universidad. Para sus 20 años Isaac Newton ya había leído las obras de Oughtred, Van Schooten, Kepler, Vieta, Wallis, Galileo, Fermat, Huygens, entre otros, y conoció a Barrow, quien se convertiría en su profesor de matemáticas. Con estos conocimientos matemáticos y geométricos Isaac Newton comienza a plantear su “Teorema del Binomio de Newton” entre los años 1664 y 1665.
Este descubrimiento fue dado a conocer a través de misivas dirigidas al secretario de la Royal Society; en la primera misiva incluye el enunciado de su teorema y en la segunda el detalle. Isaac Newton nunca publicó su estudio, que permitió demostrar que una expresión polinómica se transforma en una serie infinita, y por ende, que un número de series no son más que casos particulares; la publicidad estuvo en manos de Wallis en el año 1685 atribuyéndoselo a Newton.
Sus tres leyes fueron las más importantes que realizó.

Primera ley de Newton

" Todo cuerpo presenta en su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas al cambiar su estado"
Fx=0
Fy=0
Ejercicios
1
Fy=N-W=0
N=W=mg
Fg=(o.5)(9.8)=4.9N N=(Ncos90,Nsen90)
Ff=(Ffcos180,Ffsen180)
Fx=Ncos90+FfCos180+4.9Cos300 Fg=(4.9cos300,4.9sen300)
0-Ff+2.45=0
Fy=1-0.86 M=Coheficiente de fricción
N-4.26=o M=Ff/N02.45/4.26=0.58
N-4.26
2
N=(70)(9.8)=686
N=686
Fg= (686cosx,686senx)
N= (Ncos90,Nsen90)
Ff=(Fcos180,Fsen180)
Fy=Nsen90+Ffsen180+686senx=0
Fy=N+0+686senx=0
Fy=N+686senx=0
N=-686senx
Fx=Ncos90+Ffsen180+686cosU=o
Fx=o-Ff+686cos=0
0.2N=Ff=686cosx U=78.69º
0.2(-686senx)=686cosx

Segunda Ley de Newton

" El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de cual aquella fuerza se imprima"

F=ma

Ejercicios

Un auto viaja a 80 mi /h, ve a u auto a 1.8Km ¿Cual es la fuerza que deben ejercer los frenos para que el auto se pare?

W=1000g
W=9810 N
millas=1609=1693/milla=1Hr/3600=135440/3600=37.72

Vf^2-Vi^2=2ad

0^2-37.62^2=2a(1800)
a=-0.393 m/s
1415.26/1800=2a

0.7862/2=a


F=-0.393(100o)

F=-393.126 N

Tercera Ley de Newton

La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.
¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.

La energía y la exentricidad

La energía
Esta consiste en la masa que tiene atomos que son atraidos. La energía esta en todos lados, esta puede ser potencial o cinética, la primera depende de la posición y la segunda de la velocidad.
Cuan más alto será mas potencia, cual más bajo menos energía.
Ep=mgh
La energía se mide en joules.
Exentricidad

Imaginemos un misil lanzado desde la superficie de la Tierra verticalmente, y que en el punto más alto de su trayectoria explota en varios fragmentos iguales que salen en todas las direcciones con igual velocidad.
El movimiento posterior de los fragmentos, se debe únicamente a la fuerza de atracción de la Tierra y por tanto, describirán órbitas elípticas si su energía total es negativa.

Descripción
El momento angular y la energía de un fragmento de masa m lanzado desde una distancia r0 del centro de la Tierra, con velocidad v0 haciendo un ángulo φ con el radio vector es
Todos los fragmentos tienen la misma energía E, pero distinto momento angular L
En una página previa, demostramos que el
semieje mayor a es independiente del momento angular L, y solamente depende de la energía total E.
Todos los fragmentos tienen el mismo semieje mayor a. Por la tercera ley de Kepler el periodo de todos los fragmentos será el mismo. Todos los fragmentos salen a la vez del mismo punto y regresan después de un tiempo igual al periodo al mismo punto.

Cuestionario sobre la exentricidad y energía

¿Que es el trabajo y su formula?

Trasnferencia de la energía a otra forma W=F.D

¿Que son la energía cinética, potencial y sus formulas?

La cinética se aplica para hacer un movimiento como la velocidad sin saber cual la origina. Ec=m.v

La potencial es la energía es la energía guardada o en reposo Ep=mgh


De las dos unidades de la energía.

Joule y Caloría

Ley cero de la Termodinámica.

Es el indicado del equilibrio térmico en el sentido de que no hay flujos de calor neto entre dos sistemas en contacto térmico que tienen las mismas temperaturas.

"Dos sistemas que individualmente estan en equilibrio térmico con un tercer sistema, están en equilibrio térmico entre si"

Termodinámica: Parte de la física que se fundamenta en las leyes que se relacionan con la energía en forma de trabajo y calor.

La temperatura Kelvin es absoluta.

Primera ley de la termodinámica

Cuando un sistema absorbe una cantidad de Calor y efectúa una cantidad de trabajo W, la energía interna del sistema cambia en una cantidad de conservación de la energía.

"El flujo de calor es una de las formas de un sistema gana o pierde energía hacia sus alrededores, esta energía y calor se obtiene de un trabajo"

29 abr 2010

2ª Ley de la Termodinámica

"La energía calorífica fluye de manera espontanea de una sustancia a alta temperatura, a una sustancia a baja temperatura, a una sustancia a baja temperatura y no fluye de manera espontanea en la dirección contraria, es decir que la tendencia natural del calor es fluri de lo caliente a lo frío, al menos que se aplique un trabajo.

Maquina térmica:

Es un dispositivo que utiliza energía termica para efectuar trabajo, un ejemplo la maquina de vapor agua.

"La energía que se le sumistra la trasforma a trabajo mecánico y la que sobra es menor a la inicial."

La razón del trabajo W efectuado por la máquina, al calor de entrada QH.

eficiencia= trabajo efectuado/calor que entra=E=W/QH



Ciclo de Carnot

N= Eficacia de una maquina de Carnot.

Principio.

"Ninguna Máquina que no se repite y opere entre dos depositos a temperaturas constantes puede tener una eficiencia mayor a una máquina reversible, ádemas, todas las que operen entre las mismas tienen la misma eficiencia."

Entropía: Es una magnitud macrooscopico para llevar a cabo calculos complejos, , la entropía del sistema es igual a un logaritmo de la propbabilidad del sistema.

S=K·in·w

constante por logaritmo natural por trabajo.


Proceso

a) Adición al calor isotermica
b)Expansión
c)Rechazo al calor isontrópico
d) compresión isontrópica


Maquina de Carnot

Es una maquina reversible, es que todo el calor que entra QH se origina en el depósito caliente que está a una sola temperatura Th y todo el calor que expulsa que va a un depósito frío que está a una sola temperatura Tc.

La eficiencia de la máquina depende de la temperatura y no del trabajo.

28 abr 2010

Gases Ideales

La presión absoluta a P de una gas ideal es directamente proporcional al tiempo k y al número de moles del gas, inv proporcional al volumen V del gas.

P=P(n.T/U) en otras palabras PV=nRT

En donde R=8.31 J/(mol.k) en la constante universal de los gases, en un gas ideal las moleculas se consideran como puntos materiales que se mueven libremente por todo el (volumen) recipientes sin influirse mutuamente excepto cuando se mueven.

N=numero de moles

Un gas real se comporta como un gas ideal, cuando un gas ideal, cuando la densidad del gas real es eficientemente baja.

Proceso Térmico

Es aquel donde influye presión,volumen y temperatura consta de 4 procesos.

Isotérmico: Este se hace a temperatura constante se visualiza en un gas ideal Q=W
Isobárico: Es aquel que ocurre a presión W=pV=P(v-v1)
Isocórico: Es a volumen constante Uf-U1=-W
Adiabático (trasnformación) se produce sin intercambio de calor absoluto.
W=mcv(t1-t2)

Ecuación de Estado

Es la que se relaciona la presión, el volumen y la temperatura de un gas pV=nRT

n=es el número de moles
p=presión
V=volumen
T=temperatura R=8.91 a un mol de un gas


Se le llama se relaciona con la ecuación de estado y con cualquier esta propiedad que sirva para determinar el estado de una sustancia.

Introducción a fisica II

Electricidad y magnetismo

Electricidad

Exceso de cargas- positivas
Deficit de Cargas-negativas Benjamín Franklin

Producción de cargas
-Fricción
-Reacción química
-Inducción y Polarización

Ejercicio

-¿Cual sería la masa de un atomo de Au?
cuanta carga positiva y cuanta carga negativa se podría extraer del atomo?

Na79
m 196.47 197(1.6x10^-27)
3.152x10^-25
79(9.1x10^-31) Kg

Tabla de masas y distancias

mp es mas o menos mn 1.6x10^-27
me= mp/183109.1x10^-31
me es mucho mayor a la del protón


Ley de Couloumb

Esta ley afirma que la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas "puntuales" q1 y q2 depende directamente del producto de las caras e inversamente del cuadrado de la distancia entre ellas. Su formula es la siguiente:
Fe = KQq/r^2 vector r
E es la constante de la electricidad
Toda Fuerza de accion hay una reaccion en este se trata de ver la fuerza de atraccion que hay entre dos cargas.

Electron,neutron, proton.

¿ Como se mide el electron?
Existe un procedimiento llamado Millikan que consiste en utilizar la carga electrica que posee una particula, puede ser calculada por la medicion de la fuerza experimentada por ella en un campo electrico de magnitud conocida.
¿Como se mide el proton?
Se puede medir gracias al espin intrinseco. Esta propiedad se aprovecha en la espectroscopia de resonancia magnetica nuclear (RMM). Se puede utilizar posteriormente esta informacion para reconstruit la estructura de una molecula.
¿Como se mide el neutron?

Se utiliza la espectrometria de neutrones es una tecnica experimentar para determinar por medio de neutrones, ciertas propiedades microoscopicas de sustancias cristalinas, etc.



Para medir el electrón, el protón y neutrón existe un procedimiento llamado Millikan que consiste en utilizar la carga eléctrica que posee una partícula, puede ser calculada por la medición de la fuerza experimentada por ella en un campo de magnitud conocida, el proceso tiene como característica los siguientes pasos:

Se necesita luz de arco, gotas de aceite, tubo de rayos x, Microscopio y Batería de alto voltaje. Esta relacionado con el aire y con la ley de Stocks, que dice que la fuerza resiste del aire (6pinv.r)

Los pasos simplemente es hacer que la gota de aceite fluya para que pueda distinguirse el electrón con ayuda de luz ultravioleta etc, este experimento resultó muy satisfactorio e importante para valiosos estudios del átomo.

Existe un instrumento capaz de medir estas cargas, que se trasmiten en forma de ondas llamado espectrómetro, un aparato capaz de analizar el espectro característico de un movimiento ondulatorio. Se aplica a variados instrumentos que operan sobre un amplio campo de longitudes de onda.

El protón se puede medir gracias al espín intrínseco. Esta propiedad se aprovecha en el espectrómetro, se puede utilizar posteriormente la información para reconstruir la estructura molecular de una molécula en este caso el protón.

Se utiliza el espectrómetro de neutrones, es como una técnica experimental para determinar por medio de neutrones, ciertas propiedades microscópicas de sustancias cristalinas.

Polarización e inducción

¿Porqué es equivalente la polarización y la inducción?

La polarizaciçon de la carga sucede cuando, por inducciçon, un lado de la molecula o atomo se hace ligeramente ,ças postivo y otro negativo.

Esto nos dice que el efecto final de esta polarizaciçon consiste en aparecer cargas negativas y positivas distribuidas tal como se ve en la ilustracion.

Experimento de Millikan

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.

Campo Eléctrico.

El campo eléctrico asociado a una carga aislada o a un conjunto de cargas es aquella región del espacio en donde se dejan sentir sus efectos. Así, si en un punto cualquiera del espacio en donde está definido un campo eléctrico se coloca una carga de prueba o carga testigo, se observará la aparición de fuerzas eléctricas, es decir, de atracciones o de repulsiones sobre ella.
La fuerza eléctrica que en un punto cualquiera del campo se ejerce sobre la carga unidad positiva, tomada como elemento de comparación, recibe el nombre de intensidad del campo eléctrico y se representa por la letra E. Por tratarse de una fuerza la intensidad del campo eléctrico es una magnitud vectorial que viene definida por su módulo E y por su dirección y sentido. En lo que sigue se considerarán por separado ambos aspectos del campo E.
La expresión del módulo de la intensidad de campo E puede obtenerse fácilmente para el caso sencillo del campo eléctrico creado por una carga puntual Q sin más que combinar la ley de Coulomb con la definición de E. La fuerza que Q ejercería sobre una carga unidad positiva 1+ en un punto genérico P distante r de la carga central Q viene dada, de acuerdo con la ley de Coulomb.
(imagen)
(imagen)
Cuando se tienen más de 2 cargas, cada una con un campo eléctrico,E1,E2.
Et=E1+E2+E3+.... con dirección
Formulario.
E=F/q F=qE
a=F/m=qE/m E=2piKd=Caso de una carga
a=qE/m
Ejercicios.
Se carga una lámina de 20 cm^2 con 20 C Calcular el campo eléctrico generado.
La aceleración sobre una particula alfa , nucleo D de He=m4u, 2p, 2n
D=20/(2x10^-3) E=2piKd
D=10000 c/m^2 E=2(3.14)(px10^9)(1000)
En esta etapa se quiere calcular la aceleración y el numero de protones que existen en la placa.
"2protones= (1.6x10^-2)
2 neutrones (1.6x10^-23)
2 Electrones (1.6x10^-2)
a= 2.8x10^22m/s^2

Aplicaciones de una placa cargada

1. Ventiladores:

Uno de los aparatos más comunes que producen un campo eléctrico gracias a los capacitares es un ventilador (domestico): Este ventilador es uno de los más claros ejemplos porque el capacitor puede producir demasiada energía en un instante o alternadamente, donde el capacitor esta unido o pegado con una bobina que sirve para crear circuitos, es por eso que la placa cargada puede hacer que el ventilador aumente o disminuya su potencia de ventilación convirtiéndolo en energía eólica.

2. Horno de microondas:

El aparato casero mas utilizado hoy en día para calentar o descongelar bebidas y alimentos es el horno de microondas que tiene la capacidad de producir un campo eléctrico y también magnético para calentar a los alimentos por medio de las moléculas de agua que tienen.

Estos al moverse pueden producir una agitación de una aceleración rápida, ósea sirven como un imán, esta rapidez con la que se mueven y gracias a que las moléculas tienen dipolos eléctricos se atraen y rotan sus cargas hasta poder producir energía caliente que produce el efecto de microondas y listo alimento caliente.También el refrigerador se parece al horno solo que este tiene otros materiales y diferentes tipos de hondas. (por así decirlo)


3. Lámpara o foco doméstico

Este es otro claro ejemplo en que las cargas (positiva y negativa) y el campo eléctrico se forman para rápidamente encender la luz de una habitación. Para esto existe un choque de la electricidad con las moléculas del aire que rodean el cable, la intensidad luminosa puede aumentar o disminuir dependiendo la corriente eléctrica y yo creo que también influye la capacidad de un foco si es de 100 watts o de 60 watts yo creo que eso afecta el campo eléctrico pero según lo que leí esta se puede contener por eso se convierte en un ejemplo.


4. El radar o Antenas Satelitales:

Estos aparatos se utilizaron mucho en la 2ª guerra mundial como estrategias para ver a sus enemigos a unos kilómetros a la redonda, utiliza ondas electromagnéticas para diferentes funciones, medir altitudes, velocidades, direcciones, localizar medios de transporte: el avión el barco, un submarino, etc. Formaciones, Erupciones, terremotos y el propio entorno. Estas ondas son emitidas con el objetivo de localizar un objetivo y regresarlo al punto de origen así es como se puede ver, yo pienso que tiene una simiitud con el horno ya que los dos buscan algo que materializar y utilizarlo, también se carga la placa e intercambian las cargas positiva y negativa, como le sucede a los satélites que emiten sus propias ondas por medio de un campo eléctrico para recoger o canalizar cierta información.


5. Teléfono celular y los walkie Talkie

Estos Emiten y reciben ondas através de un campo eléctrico capaz de comunicarse, pueden moderar las ondas o ampliarlas, ósea es la frecuencia de alta y baja potencia, aquí las cargas se repelen para poder emitirlas desde un cierto punto es como una antenita y por eso los walkie Talkie son similares a los celulares.

Otros ejemplos que encontré fue la bomba de agua, un aparato raro para los protones, estaciones remotas, emisor de radio etc.

Experimentos de Campo eléctrico

Para poder darnos cuenta como se produce un campo eléctrico observé dos videos muy distintos pero experimentales, en el primero alumnos de una escuela desconocida nos presentan un aparato de pruebas para el campo eléctrico, se puede contemplar en el video un transformador como base del sistema, un conducto de cargas negativas que se dirige hacia arriba, un circulo que tiene una placa y hasta arriba una especie de papel que se levantará al momento de encenderse.

Cuando encienden el aparato nos explican que el motor comienza dando energía negativa transportándola por el conducto, se dirige hacia arriba y llega hasta la esfera chocando con una placa que redirecciona la corriente no dentro de la esfera sino a la superficie de la esfera (ósea se polariza), atrayendo una carga positiva, creando así un campo eléctrico que dará energía al papel haciendo que este se levante como si tuviera vida (Metafóricamente).

En el segundo video nos explican porque se generan los campos eléctricos por medio de un video digital que representan las cargas positivas y negativas, se Utilizan los siguientes materiales, una bolita perforada como la brújula, una brújula, un imán potente, una pecera, cubeta por agua, una aguja.

La aguja se introduce en el agua con la pequeña esfera y con el imán se jala fuera del agua para que estos se atraigan y creen el campo eléctrico, también juega un papel importante el magnetismo.

A mi manera de pensar el video 1 fue mas interesante que el video 2, creo que el segundo no fue muy convincente y ví un tercero para entender mejor estos procedimientos, este también era un experimento de alumnos de la preparatoria, fue muy parecido al primero es así como se comprende de donde sale cada material, hacia donde se dirigen las cargas, cuando y como se polarizan y que resulta en el proceso, que fue lo que explique al principio.

En el video nos pasan la formula que ya habíamos aprendido, este salía al final del video concluyendo de tal forma que apagaban el aparato y decían que las cargas negativas se regresaba y el papel permanecía una segundo “en pie después de apagarlo, esto se debía que el campo tenía una fuerza que expresada matemáticamente era muy importante.

Esto fue lo que observé en los video de duración aproximada de 5 minutos eso fue lo que observé en aquellos videos, los links vienen en la segunda hoja.

Ley de Gauss

La ley de Gauss dice que “la carga total contenida en un cuerpo cargado es igual a la suma de flujo que atraviesan la superficie Gaussiana”. Esta ley nos sirve para encontrar el campo eléctrico para cuerpos cargados de manera geométricamente regular, esto quiere decir que existirá una relación entre el cuerpo cargado y una parte regular de la misma de manera muy sencilla.

Se dice que esta es más conveniente que la de Coulomb porque ayuda a comprender problemas mas delicados que tengan que ver con este tipo de situaciones para un campo eléctrico. También nos explica que esta ley (eléctrica) “establece que el flujo eléctrico neto através de la superficie cerrada es igual a la carga neta de la superficie dividida por la permitividad eléctrica del medio”.

Esto nos da a entender que siempre las cargas van a ir de la mano una de la otra y que su flujo eléctrico equivaldrá entre ellas, es como si tuviéramos una esfera o superficie cerrada y en dentro de ella, una pequeña esfera con carga eléctrica que saca líneas y atraviesa esta esfera de manera neta, o si tuviéramos dentro dos pequeñas esferas una negativa y otra positiva, tendrían que dar su carga de manera proporcional hacia el centro de la superficie cerrada.

La imagen de abajo muestra lo que se explico en el párrafo anterior en donde la esfera contenida en la superficie cerrada emite su carga eléctrica proporcionalmente así como lo las flechas lo representan.

Energía Potencial eléctrica y Potencial Electrico.

La energía de potencial electrico. es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar trabajo en función exclusivamente de su posición dentro del sistema. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.
El potencial eléctrico en un punto es el trabajo que debe realizar una fuerza eléctrica para mover una carga positiva q desde la referencia hasta ese punto, dividido por unidad de carga de prueba. Dicho de otra forma, es el trabajo que debe realizar una fuerza externa para traer una carga unitaria q desde la referencia hasta el punto considerado en contra de la fuerza eléctrica.
En esta entrada se trata de resumir las diferentes formulas que nos ayudarán a calcular basandonos en los conceptos que acabamos de dar a conocer.
F=KqQ/r^2
W=F.d
W=KQq/r^2.r
W=KQq/r=U
U=KQq/r.
F=fuerza
W=trabajo
U=energía potencial
Q y q= cargas positivas y negativas
r=distancia.

Línea del tiempo del Átomo

A continuación se muestran las fechas más importantes del atomo para su desarrollo.
1100 A.c. En la filosofía griega se cree que algo muy pequeño esta dentro de la materia.
658 a.C Las personalidades griegas como Galeno y Aristóteles no están de acuerdo y crean otra teoría que resulto exitosa por largo tiempo.

600 A.c. Democrito dice que la materia tiene partículas indivisibles e invisibles, que podían modificar la materia a las que llamó átomo.
582 A.C.
Tales de Mileto Creía que toda la materia se formaba a partir del fuego, viento, agua y tierra.
Siglo XVII 1756 Robert Boyle observa que los corpúsculos (donde sale el bello en la piel) tienes diferentes formas, el átomo hubiera explicado todo esto y más.
Siglo XVII Newton postula una hipótesis de las fuerzas intramoleculares apoyándose en el atomismo.
En 1773 Antoine, Lavoisier Postula su famoso enunciado “La materia no se destruye ni se transforma.
En 1804 John Dalton comienza con la teoría atómica moderna, según datos el experimento y dijo que cada elemento químico posee un átomo pero con distintas características.
En 1808 se crea el modelo de Dalton que consiste en:
. Indivisible
. Diferentes entre si
. No se combinan
.Forman compuestos.
Joseph Gay Lussac postuló la teoría de los volúmenes de 2 sustancias de gases se combinan, esta apoyó y completo las ideas de Dalton.
Las Teorías de Lussac y Avogadro se complementaron entre sí, más la de Dalton estas abrían el camino al descubrimiento.
En 1811 Amadeo Avogadro constituyó una relación entre temperatura, volumen y presión dados, estos tenían el mismo número de Partículas o neuronas en gas.
En 1850 Stalisnao Canizzaro llevó a cabo la teoría de Avogadro y se convirtió en un personaje importante.
En 1869 Dimitri Mendeleiev clasifica los elementos del menor peso atómico al mayor.
En 1885 Wilhem Roentgen descubre los rayos x.
En 1886 Henri Becquerel encontró las primeras manifestaciones de electronegatividad.
En 1887 John Thompson con diferentes experimentos llega a la conclusión de que existen cargas positivas y negativas.El modelo de Thompson consiste en carga negativas = Electrones y la positiva esa aún no estaba muy clara.
En 1902 Marie Curie descubre la radiactividad.
En 1905 Ernest Rutherford, realizó un trabajo nuclear y descubrió los rayos gamma, alfa, beta.
En 1905 Albert Einstein postula de la relatividad junto con 3 trabajos importantes.
En 1906 Einstein E=mc^2 se relaciona con la fusion nuclear que es la combinación .
En 1911 se propone el modelo de Rutherford consistía en una carga negativa y una positiva en el centro del átomo (núcleo).
En 1915 Niels Bohr estable su Modelo Atómico y uno de los más completos.
En 1933 Bohr propuso la teoría de la gota liquida que trata de las desintegraciones nucleares.
En 1930 Comienza la teoría cuantica que daría paso a nuevos conocimientos en la Física.Gracias a Max Planck.
En 1937 Se realizan estudios sobre la fisión nuclear que es la desintegración de átomos.
Aproximadamente entre los años 1920-1940 se actualiza el modelo Atómico Schrodinger.
En la actualidad el átomo es muy importante, tanto que la energía nuclear atómica puede acabar con la humanidad.

Atomo de Borh

Formulario.

E=Ec+Ep
E=1/2mev^2+KQq/r
E=1/2mev^2+Ke(-e)

E=1/2mev^2-ke/r
F0=Fc

KQq/r^2=mv^2/r
K(e)(e)/r^2=mv^2/r

Ke^2/r^2=mv2/r

r=nt/mev

Ke^2=mv^2(nt/mev)
Ke^2=vnh
V=ke^2/nh

E=1/2 me(ke/nh)^2-Ke^2/n^2h^2/meke^2


r=n^2h^2/meke^2= radio de Borh =o.5 A.


Nosotros al conocer las fórmulas de la energía cinetica y potencial nosotros por medio de la constante de planck se puede calcular el radio de borh y la distancia del nucleo a una orbita.

Modelo de Borh

En este modelo Atómico Propuesto por Niels Bohr en 1913, consiste en explicar como los electrones pueden tener 3 orbitas estables alrededor del núcleo. Niels Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.

Gracias a los cuantos de Planck, Bohr utilizó dos ideas muy importantes para tratar de consolodiar su modelo, en síntesis fueron las siguientes:
Las oscilaciones eléctricas del átomo solo pueden poseer cantidades discretas de energía (están cuantizados).
Sólo se emite radiación cuando el oscilador pasa de un estado cuantizado a otro de mayor energía.
Estas fueron las cuales se aplicaron para 3 postulados que a continuación serán explicados:


Primer Postulado:Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias sin emitir energía
Segundo Postulado:Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2p.

Siendo "h" la constante de Planck, m la masa del electrón, v su velocidad, r el radio de la órbita y n un número entero (n=1, 2, 3,...) llamado número cuántico principal, que vale 1 para la primera órbita, 2 para la segunda, etc.Tercer postulado:Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una más interna, la diferencia de energía entre ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética.Mientras el electrón se mueve en cualquiera de esas órbitas no radia energía, sólo lo hace cuando cambia de órbita. Si pasa de una órbita externa (de mayor energía) a otra más interna (de menor energía) emite energía, y la absorbe cuando pasa de una órbita interna a otra más externa. Por tanto, la energía absorbida o emitida será:
En resumen podemos decir que los electrones se disponen en diversas órbitas circulares que determinan diferentes niveles de energía.
Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.En éste modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita de menor energía posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo. Esto quiere decir que a cada orbita le pertenece un nivel de energía descrita con números cuanticos del 1-7.

Por consiguiente se muestran algunas de las utilidades del átomo de Bohr:
La teoría de Bohr predice los radios de las órbitas permitidas en un átomo de hidrógeno.
Rn=n2a0, dónde n= 1, 2, 3,... y a0=0.53 Å (53 pm)
La teoría también nos permite calcular las velocidades del electrón en estas órbitas, y la energía. Por convenio, cuando el electrón está separado del núcleo se dice que está en el cero de energía. Cuando un electrón libre es atraído por el núcleo y confinado en una órbita n, la energía del electrón se hace negativa, y su valor desciende a
RH es una constante que depende de la masa y la carga del electrón y cuyo valor es 2.179 · 10-18 J.

Normalmente el electrón en un átomo de hidrógeno se encuentra en la órbita más próxima al núcleo (n=1). Esta es la energía permitida más baja, o el estado fundamental. Cuando el electrón adquiere un cuanto de energía pasa a un nivel más alto (n=2,3,...) se dice entonces que el átomo se encuentra en un estado excitado.

En este estado excitado el átomo no es estable y cuando el electrón regresa a un estado más bajo de energía emite una cantidad determinada de energía, que es la diferencia de energía entre los dos niveles.

Para recopilar, se ha aprendido que el modelo trataba de explicar que en núcleo del átomo se encontraba un protón y girando alrededor en su orbita los electrones con una masa de 9.1x10^-31 y una carga de 1.6x10 ^-19, sabemos que se apoyó en diversas teorías y en otros conocimientos ya que en sus experimentos, Bohr utilizó las ideas de plack y algo que debe de agregarse es:

La energía de un fotón, bien sea absorbido o emitido, se calcula de acuerdo con la ecuación de Planck.

(Imagen)

Nota: Con Å se designa la unidad de longitud Angstrom (en el sistema SI) y equivale a 1.0 x 10-10 metros.El electrón puede acceder a un nivel de energía superior pero para ello necesita "absorber" energía. Cuando vuelve a su nivel de energía original, el electrón necesita emitir la energía absorbida (por ejemplo en forma de radiación). Este cuadro resulta muy importante ya que muestra la distancia de las 7 orbitas del átomo de hidrógeno.

Teoría Constante de Planck

Introducción.

Marx Planck Marco la relación entre energía y tiempo para estudiar los microobjetos.
La constante de Planck, simbolizada con la letra h, es una constante física usada para describir el nivel de energía de los cuantos en fórmulas como la ecuación de Schrödinger. 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 también es utilizada al medir la energía de los fotones, tal como en la ecuación E = hν, donde E es la energía, h es la constante de Planck, y ν es la frecuencia de la onda lumínica.La constante de Planck se utiliza para describir la cuantización, un fenómeno que ocurre en las partículas elementales subatómicas como electrones y fotones en los cuales ciertas propiedades físicas ocurren en cantidades fijas, en lugar de tomar un rango continuo de posibles valores.

¿Cual fue el primer experimento para medir la constante?
Primeramente mencionó que Albert Einstein fue aquel que comprobó la teoría de planck por medio del efecto fotoeléctrico.

Para explicar la radiación del cuerpo negro el físico alemán Max Planck (1.858-1.947), en 1900 propuso que cada una de las partículas que constituyen la materia se comportan como osciladores armónicos de frecuencia de oscilación dada; pero se aparta de las leyes de la Física clásica.
Planck establece que la energía que emite o absorbe un átomo está formada por pequeños paquetes o cuantos de energía. La energía de cada uno de los cuantos que emite o absorbe el átomo viene dada por la expresión
E = h . f

Ya que la energía del átomo que se comporta como un oscilador puede aumentar o disminuir sólo en cantidades enteras h.v, diremos que la energía de la radiación es discontinua y esta cuantizada en la forma
E = n.h.f

Estos cuantos o fotones de energía radiante son tan pequeños que la luz que nos parece continua de manera análoga a lo que ocurre con la materia, pero realmente ambas son discontinuas.

La Teoría de Planck no fue en absoluto bien acogida hasta que, en 1.905, Albert Einstein la aplicó a la resolución de un fenómeno inexplicable hasta entonces: El efecto fotoeléctrico. Se conoce con este nombre a emisión de electrones (fotoelectrones) por las superficies metálicas cuando se iluminan con luz de frecuencia adecuada. En los metales alcalinos el efecto se presenta ya con luz visible, en los demás metales con luz ultravioleta.

El estudio cuantitativo del efecto fotoeléctrico ha conducido a las siguientes conclusiones:
Para cada metal existe una frecuencia mínima (frecuencia umbral) por debajo de la cual no se produce el efecto fotoeléctrico, independientemente de la intensidad de la radiación luminosa.

Si la frecuencia de la luz incidente es mayor que la frecuencia umbral, la intensidad de la corriente fotoeléctrica es proporcional a la intensidad de la radiación.

La emisión de electrones es prácticamente instantánea, a partir de la incidencia de la luz
La energía cinética de los electrones emitidos aumenta al hacerlo la frecuencia de la luz.

La teoría ondulatoria de la luz es incompatible con las observaciones experimentales relativas al efecto fotoeléctrico. En 1.905, Einstein explico el efecto fotoeléctrico aplicando a la luz las teorías de Planck sobre la radiación térmica: La luz se propaga por el espacio transportando la energía en cuantos de luz, llamados fotones, cuya energía viene dada por la ecuación de Planck:
E = h.f

En la explicación dada por Einstein, toda la energía de un fotón se transmite a un electrón de un metal, y cuando éste salta de la superficie metálica posee una energía cinética dada por:
h.f = Ec + We

We es la energía mínima que el electrón necesita para escapar de la superficie del metal. Se suele denominar trabajo de extracción
Energía del fotón = Energía cinética del electrón + Trabajo de extracción

Es así como se mide la constante de planck y cual fue el experimento que comprobó la constante de planck mediante formulas ya explicadas.


VALORES DE LA CONSTANTE DE PLANCK

La constante de Planck tiene dimensiones de energía multiplicada por tiempo, que también son las dimensiones de la acción. En las unidades del SI la constante de Planck se expresa en julios·segundo. Sus dimensiones también pueden ser escritas como momento por distancia (Nms), que también son las dimensiones del momento angular. Frecuentemente la unidad elegida es el eV•s, por las pequeñas energías que frecuentemente se encuentran en la física cuántica.
El valor conocido de la constante de Planck es:
Los dos dígitos entre paréntesis denotan la incertidumbre en los últimos dígitos del valor.
Los números citados aquí son los valores recomendados por el
CODATA de 2006.
Los valores más precisos de la constante de Planck se suelen obtener mediante la constante de Josephson KJ (obtenida gracias a experimentos relacionados con el
efecto Josephson y la cuantización del flujo magnético) y la constante de von Klitzing (relacionada con el efecto Hall cuántico). Curiosamente, a pesar de que la constante de Planck está asociada a sistemas microscópicos, la mejor manera de calcularla deriva de fenómenos macroscópicos como el efecto Hall cuántico y el efecto Josephson
Paúl Dirac introdujo la constante reducida de Planck (hache barrada, similar a una letra del alfabeto maltés,
Ħ/ħ) difiere de la constante de Planck por un factor 2π. Es:

h=6.64x10^-34
h barra= 1.c5x10^34

Museo Mutec (visita) Introducción

En el museo asistí a la sala de electropía o electricidad, aquella comenzó con una presentación que a mi me pareció muy fabulosa ya que estaban como unas pinturas, de Michael Faraday, Edison, Jacob y una maquina que representaba a Einstein en verdad tenían un gran parecido, en el nos explicaron como el conocimiento de la evolución de la electricidad se agranda cada vez que cada personaje perfecciona la teoría del anterior, a mi me gustó más la escalera de Jacob porque el rayo se veía claramente en su totalidad.

En esa parte fue donde pude observar el telégrafo, La botella de Leyden y el motor de Faraday, después un excelente guía nos dice como se originan los rayos y cual es el imán mas grande que tenemos, la tierra es la respuesta y por la misma razón los rayos se originan del centro de la misma. Más adelante conocimos las diferentes energías y como el ser humano saca provecho de ellas, como por ejemplo la energía eléctrica la producen de una planta hidroeléctrica que consiste en el choque de agua para la producción de la misma.

Después de conocer los orígenes, el van de Graff y los procesos de la electricidad me gustaría hablar del ahorro de energía en una casa. Este comienza por el siguiente proceso.

1.Con una maquina de corriente eólica girarla hasta producir energía por medio de imanes que se encuentran en la parte de arriba y ejercen una fuerza sobre la producción de electricidad.

2.Después el guía nos llevó a un capacitor que recibía esa energía producida y nos mostraba como los cables conducían a fabricas y principalmente casas

3.Hablamos de la cantidad que uno desperdicia en una hora

4.Sentimos la electricidad como si fuera una experiencia grupal, mencionamos lo que pasaría si nos entrará mucha carga y porque se siente mas en las manos

5.Llegamos a la conclusión de que las manos tienen muchos nervios
llegamos a una casa y tenía un medidor de luz como así lo llaman

6.Repasamos todo lo que vimos en la sala

Museo Mutec (visita) 1

Experimentos y Aplicaciones:

Estos estaban en la entrada del museo.

Globo
Fue un experimento muy curioso ya que el globo era frotado en la cabeza de una persona y lo ponían al fuego este no se tronaba ya que existía la electricidad estática en donde no se mueven electrones y por eso nace este efecto.

Piezas que forman una figura grande y chica
Proveniente del estudio mecánico de las cosas este compuesto de piezas puede ensancharse y encogerse cada vez que queramos con solo estirar o cerrar ya que la constitución de resortes y acomodado de piezas es exacta.

Construcción de la corriente
En este te daban como materiales una pila ,una cinta y cables con el que se podía crear corriente e iluminar un foco.

Pila
Se derivaba del mismo experimento pero te tenias que poner en la boca voluntariamente eso hacia que te diera toques eléctricos.


Difracción de electrones
El físico francés Louis de Broglie propuso en 1924 que los electrones y otros elementos discretos de materia, que hasta entonces se concebían sólo como partículas de materia.


Millikan
El experimento de la gota de aceite fue la primera medida directa y convincente de la carga eléctrica de un único electrón. Fue realizado originalmente en 1909 por el físico americano Robert A. Millikan.


Descomposición de la luz solar
El saber común sostenía que la luz blanca era la forma más pura (otra vez Aristóteles) y que la luz coloreada tenía por tanto que ser alterada de alguna forma.
Isaac newton


Interferencia de luz
En 1803, Thomas Yong, un médico y físico inglés, puso a prueba la idea. realizó un agujero en un obturador, lo cubrió con una gruesa pieza de papel punteada con pequeños agujeros de alfiler y usó un espejo para hacer pasar el delgado haz luz .


Rutherford
Rutherford calculó que en realidad los átomos no estaban tan triturados después de todo. La mayoría de la masa tenía que estar concentrada en un pequeño núcleo, ahora llamado así, con los electrones flotando .

Museo Mutec (visita) 2

Aplicaciones y Experimentos:

Telégrafo (modificaciones)
Mejorar el telégrafo ya inventado por medio de codificaciones más rápidas con intervalos de 1 segundo y refinar los electroimanes para mandar pulsos más cortos esto beneficiaría ya que fue un excelente medio de comunicación.

Generador de Van den Graff
Con dos esferas de aluminio conjuntas de 4,5 metros que están estáticas en unas columnas altas, este generador puede alcanzar a menudo 2 millones de Voltios. Para explicar que los rayos provienen de la tierra ya que la tierra es el imán mas grande que tenemos.

Teléfono
Lograr trasmitir la voz humana por medio de una corriente continúa emitiendo señales eléctricas para que el mundo pueda estar comunicado uno de los inventos de comunicación mas importantes.

Energía de vapor o maquina de vapor
Por medio de la energía elevar el agua transformándola en vapor esta produce suficiente cantidad de energía que puede aprovechar un motor, sirvió para los trenes un transporte de personas y mercancías que servían para el comercio o sirven

Planta hidráulica
Por medio del agua y una maquina gigantesca producir la 3 parte de la electricidad mundial, por medio de diferentes procesos.

Eoeléctrica maquina
Este sencillo puede ser una especie de molino que necesita del aire para producir algo de electricidad y aprovecharla

Generador eléctrico
Transformar las energías y aprovecharlas a las necesidades del hombre

Transformador
Se puede aumentar la tensión antes de transportar la energía a grandes distancias por líneas de alta tensión, con el fin de reducir la intensidad.


Electroimán
El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Para proponer el uso de la energía eléctrica en maquinas simples.

Cámara triaxial
Obtener parámetros del suelo y la relación esfuerzo-deformación a través de la determinación del esfuerzo cortante. Tiene la forma de una capsula con un pistón.

Moto generador
Sirven para convertir bajos voltajes de c-c generalmente suministrados por baterías- en altos voltajes de c-c. Compuesto de un generador en un polo y un motor en el otro.

Generador nuclear
Procede de reacciones de fisión o fusión de átomos en las que se liberan gigantescas cantidades de energía que se usan para producir electricidad.

Radio (ondas)
La propagación de las ondas electromagnéticas fue esencial para desarrollar lo que posteriormente se ha convertido en uno de los grandes medios de comunicación de masas.

La máquina de Wimshurst
Se trata de cuatro electrophori, dos positivos y dos negativos. El efecto de aproximación entre las secciones positivas y neutras de los discos en rotación, realiza el efecto de inducción del electrophorus, y los cepillos de carga de los brazos aislados, recogen la carga positiva para llevarla al terminal. sirve para la recarga de energías positivas

Maquina Electrostática de Ramsden

La primera máquina electrostática fue obra de Otto de Guericke, de Magdeburgo; pero fue Ramsden de Londres, quien dio a la máquina electrostática la forma representada en la fotografía.

Código Morse
Se escribe en el telégrafo eléctrico, con la finalidad de comunicación através de claves que pronto salvarían en la historia a mucha gente en peligro.

Museo Mutec (visita) 3

Experimentos y aplicaciones del museo de tecnocología.

Botella de Leyden
Almacenar cargas eléctricas comportándose como un condensador o capacitor eléctrico esto beneficiaría ya que un avión no tendría un accidente si un rayo cae por diferencia de potencial.

Pila voltaica de volt
Estas pilas nos brindan energía para diferentes aparatos, la pila de volt es la madre de todas ya que gracias a ella hoy en día conocemos esta pequeña fuente de electricidad.

El foco de Edison
El tenía como objetivo alumbrar las noches, desarrollando durante 2 años su foco que duró 2 días prendido, mas adelante encontró la manera de encender muchos focos a la vez gracias a el tenemos un excelente alumbrado en las calles.

Escalera de Jacob
Los electrodos son ionizados por la radiación ultravioleta y por el calor se puede observar un pequeño rayo saliendo del arco en forma de V este tenía la finalidad de producir la electricidad de manera práctica apoyándose en demás científicos.

Electro magneto de Henry
Tenía como objetivo conocer los polos y sus reacciones, dando a conocer la inductancia propia.

Motor de Faraday
El motor fue uno de los grandes avances ya que se quería demostrar como funcionaba la electricidad al darle energía a una rueda con ayuda de los imanes etc., gracias a los muchos aparatos como los automóviles se han mejorado.

Generador de electricidad estática de Von Guericke
Capaz de producir y almacenar energía eléctrica estática por rozamiento. Esta máquina consistía en una bola de azufre atravesada por una varilla que servía para hacer girar la bola. Las manos aplicadas sobre la bola producían una carga mayor que la conseguida hasta entonces.

Telégrafo
Funcionaba con un electroimán, una positiva y una línea para comunicarnos principalmente en donde se origina el código Morse.

27 abr 2010

Voltaje o Potencial Eléctrico

Su formula general es

U=KQq/r
o

U=qEd

U=q(2piKa) d


V=U/P esta fórmula sirve para saber cuanta energía se puede cargar.


Para el voltaje entre dos cargas.

V=KQq/r

Para voltaje producido por una placa.

V=2piKgd

Caso de la carga

Diferencia de voltaje=(KQ/r2)-(KQ/r1)=KQ ((1/r2)-(1/r1))

Caso de una placa.

Diferencia voltaje=2piKgd2-2piKgd1
Diferencia de potencial= 2piKalfa(d2-d1).

Potencia de un foco= 100 watts

P=U/t

U=100(3600)
U=360000 J
= 3500 calorias Cal
= 1.5x10^6 cal
=364000 J Energía Potencial de un ser humano

Microondas

120V 2 Amperes
P=2(120)= 240Watts
U=Pt= 240(180)= 43200

Ejercicios

Cuanta corriente generan 10^23 electrones si circulan en 3 seg

I=q/t= (1.6x10^24)(10^23) /30 -5333.3 Amperes

Si los electrones son empujados por pila de 10 Volts

P=IV
P=5333x10
P=53330 watts

¿Cuanta energía se produce?

U=pt=159990 J

¿Cual sería la energía de un electrón cuando estas dentro de una pila de 3 volts?

U=qV
U= (1.6x10^-19)(·)= 4.8x10^-19J

1/2mv^2=4.8x10^-19
v^2=4.8x10^-19

V=1.2x10^6 m/s

Capacitores

Los Capacitores son dispositivos que son capaces de acumular cargas eléctricas, sus características es que esta compuesta por un conjunto de láminas metálicas paralelas separadas por material aislante. La acumulación de cargas eléctricas entre las láminas da lugar a una diferencia de potencial o tensión sobre el capacitor y su relación entre cargas eléctricas acumuladas y la tensión sobre el capacitor es una constante denominada capacidad. Esta tiene como unidad el faradio.

El faradio es la capacidad de un condensador, que se encuentra sometida a un d.d.p de voltio adquiriendo una carga eléctrica de un couloumb. El capacitador tiene como formula la siguiente:

C=Q1/V1-V2

En donde, C es la capacidad, Q1 es la carga eléctrica de la placa y V1-V2 es la diferencia de potencial. A continuación se muestra los dos tipos de corrientes en un capacitor y sus principales características.

El valor de la capacidad depende del tamaño y la forma del capacitor.
Podemos decir que el capacitor acumula energía en forma de campo eléctrico y su valor está dado por
Wc: Energía acumulada
ε : Permeabilidad dieléctrica del medio
: Campo eléctrico
El campo eléctrico es proporcional a la tensión entre las placas (láminas) e inversamente proporcional a la distancia que las separa.
Dieléctrica: son materiales que no conducen la electricidad y se pueden utilizar como aislantes.
Tipos de capacitores
Existen diferentes tipos de capacitares, los variables y los fijos.
Fijos: son aquellos que tienen una capacidad de carga limitada o especifica y no se podrá cambiar ya que el fabricante así lo propuso algunos de los ejemplos son.
Cerámicos:
Existen dos tipos, el primero se llama de baja constante y baja perdida que consiste en aplicarse en altas frecuencias y el segundo es de alta constante dieléctrica.
Plasticos:
Se caracterizan por las altas resistencias de aislamiento y elevadas temperaturas de funcionamiento.Emplean delgadas hojas de plástico también existen los que están hechos de papel.
Mica:
El dieléctrico utilizado en este tipo de capacitores es la mica o silicato de aluminio y potasio y se caracterizan por bajas pérdidas, ancho rango de frecuencias y alta estabilidad con la temperatura y el tiempo.
Electrolitos:
En estos capacitores una de las armaduras es de metal mientras que la otra está constituida por un conductor iónico o electrolito. Presentan unos altos valores capacitivos en relación al tamaño y en la mayoría de los casos aparecen polarizados.
Doble carga Eléctrica:
Estos capacitores también se conocen como supercapacitores o CAEV debido a la gran capacidad que tienen por unidad de volumen.
Variables: Estos capacitores presentan una capacidad que podemos variar entre ciertos límites. Igual que pasa con las resistencias podemos distinguir entre capacitores variables, su aplicación conlleva la variación con cierta frecuencia (por ejemplo sintonizadores); y capacitores ajustables o trimmers, que normalmente son ajustados una sola vez (aplicaciones de reparación y puesta a punto).
Inductores e Inductancia
La inductancia es aquella propiedad de un dispositivo que reacciona contra un cambio en la corriente que pasa por él. Los inductores son componentes diseñados para emplearse en circuitos y resistir cambios de corriente para así efectuar importantes funciones de control.
El diseño de los inductores se basa en el principio de que un campo magnético variable induce un voltaje en cualquier conductor en ese campo. Así, un inductor práctico puede ser sencillamente una bobina de alambre. La corriente en cada espira de la bobina produce un campo magnético que pasa a través de las espiras vecinas. Si la corriente a través de la bobina es constante, el campo magnético es constante y no sucede nada. Sin embargo, un cambio en la corriente produce un cambio en el campo magnético.
La energía absorbida o liberada del campo magnético cambiante reacciona contra el cambio en la corriente, y esto se presenta como un voltaje inducido (fuerza electromotriz, o Fem.), el cual es contrario al cambio del voltaje aplicado. El inductor se comporta entonces como una impedancia de la corriente alterna.
Capacitancia
La capacitancia de un dispositivo es la medida de su capacidad de almacenar carga y energía potencial eléctrica. Las unidades de la capacitancia en el SI son el Couloumb por Volt. La unidad en el SI para la capacitancia es el faradio (F)1 F = 1 C/V

Esta unidad de medida implica que si un conductor tiene una capacitancia (C) de un faradio, la transferencia de un couloumb de carga eléctrica Q al conductor elevará su potencial eléctrico (V) en un volt, esto quiere decir que la capacitancia significa la carga almacenada por cada volt de potencial eléctrico, también es muy importante saber que el faradio es una unidad muy grande, es muy utilizado el micro faradio que equivale a 10 ^-6 y también se utiliza el nanofaradio este es a la menos 9.
El ser humano esta constituido por diversos materiales orgánicos que pueden modificar la relación entre la electricidad y nuestro organismo, en un libro de fisiología , base de la medicina, encontré que los axones tienen relación en la resistencia y la capacitancia, activando las grandes fibras amielínicas que están con los axones y estos llevan un control de energía en el cuerpo , también encontré que el cuerpo humano al recibir descargas eléctricas, tiene una resistencia entre 100 y 500 W, claro que esto depende de diferentes factores que es la resistencia de la piel y la humedad de la piel, el ser humano tienen una capacidad indefinida por estos factores, tan solo en las sillas eléctricas se dejaban pasar aproximadamente 12 amperes y medio te mantenías en pie cuando en amperes el humano puede recibir menos de 3 milésimos ya que si recibes 6 en el corazón te mueres o si recibes 30 amperes en todo el cuerpo terminas hasta cocido.

Problemas (Temas anteriores)

A continuación se muestran fotos de algunosproblemas sobre la energía potencial,electricidad, etc.




26 abr 2010

Efecto Fotoeléctrico

El efecto Fotoeléctrico consiste principalmente en aquel fenómeno donde una superficie de un metal emite electrones cuando una luz incide sobre él generalmente se utiliza la luz ultravioleta.

Historia:

A lo largo de la historia se puede mencionar diferentes experimentos que consideraban una teoría acerca de la luz emitida o radiación, entre ellos se encuentra Heinrich Hertz que se encontraba realizando experimentos para generar ondas electromagnéticas con el propósito de corroborar a Maxwell que decía que la luz era radiación electromagnética, él observó en su aparato que la luz producida durante la descarga eléctrica en las esferas incidía en la ranura del arillo, la intensidad de la descarga inducida aumentaba. Este fenómeno llamó mucho la atención y aunque faltaban por descubrir muchas variables todos los métodos de la física fallaron.

Thompson pensaba que el campo electromagnético de frecuencia variable producía resonancias con el campo eléctrico atómico y que si estas alcanzaban una amplitud suficiente podía producirse la emisión de un "corpúsculo" subatómico de carga eléctrica y por lo tanto el paso de la corriente eléctrica.

Von lenard manifestó a partir de observar el efecto fotoeléctrico una relación de los electrones emitidos y la frecuencia de luz que se incide ósea que choca

En 1905 Albert Einstein retomó este tema y basándose en la hipótesis de Planck llegó a la conclusión de que el efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones llamados fotoelectrones desde una superficie de un material cuando este incide radiación electromagnética. También denominó como paquetes a la luz que se emitía, estos paquetes más tarde serían denominados fotones. Así que Einstein construyó la siguiente ecuación:

Un cuanto de Energía = Energía máxima de un electrón+ Función de trabajo de la superficie (ósea del metal).

E=hv

Experimento:

Para poder comprender las características de este fenómeno es necesario describir un experimento. Primeramente se coloca un fotocatodo y un ánodo conectados a una fuente de voltaje variable, además se coloca un interruptor que pueda invertir la polaridad del voltaje que se aplica. Al darle una iluminación al fotocatodo con luz monocromática de frecuencia v, se establece una fotocorriente que varía con el voltaje aplicado.









Resultados del experimento

1 La fotocorriente se establece aunque no se aplique voltaje.
2 Al menos algún fotoelectrón tendrá energía cinética suficiente para llenar el ánodo.

3 Cuando la radiación aumenta la fotocorriente también para que este cero debe aplicarse un voltaje inverso auque es independiente de la intensidad de la radiación, a esto yo le entendí que la energía cinética no cambia con la intensidad de radiación.

4 Cuando la intensidad es constante, el voltaje de frenado aumenta al aumentar la frecuencia de radiación incidente.

5 Existe una parte del fenómeno (umbral) en el cual no se producen fotoelectrones, aquí no importan la intensidad de radiación.

6 Cuando la frecuencia de radiación es igual al umbral, la emisión de fotoelectrones será instantánea de esta se deriva la 7.

7 La energía cinética máxima de los fotoelectrones medida por el voltaje solamente es una función de la frecuencia de radiación no de su intensidad.

8 Cada metal tiene diferentes efectos en el aspecto de que la energía cinética máxima varía con la frecuencia de radiación.

-eVmax = Tmax = aν +b

Donde se expresa una relación entre el voltaje con la energía cinética máxima con la intensidad y la frecuencia de radiación.


Conclusiones

Bueno partir de mis investigaciones encontré que el efecto fotoeléctrico no son ondas electromagnéticas en un metal como se pensaba, el experimento anterior viene de una fuente de la UNAM en el que nos explican sin tanto concepto este fenómeno en el cual se explica lo más importante que es la frecuencia de radiación, la intensidad, los fotoelectrones, etc., y sus relaciones, también encontré las diferentes ecuaciones para medir la cantidad de fotones y la relación de voltaje o luz emitida.
Tabla de ecuaciones

Ef. = Energía del fotón.
Wo = Energía de escape (Función de trabajo).
EC = Energía cinética del electrón.
h = Constante de Planck 6.62617x10-34 [J·s].
fo = Frecuencia umbral (Límite de frecuencia).
m = Masa del electrón 9.1095x10-31 [Kg.].
v = Velocidad con la cual sale el electrón del átomo.

Ef = Wo + Ec
Ef = h · f
Wo = h · fo
EC = ½ · m · v2


E=hV

E=hc/landa

V=c/landa

Ejemplos

¿Cual sería al ongitud de onda y la frecuencia de la luz necesaria para sacar a un electrón del fierro si su función trabajo 4.03 e V?

E=1/2 mv^2+w E=4.03eV
E= 6.4x10^-14 Joules

V=E/h= 6.4x10^-19/6.6x10^-34
V= 9.6x10^14 Hrtz

landa=c/v=3x10^8/9.6x10^14Hrtz=310x10^-9


Los rayos ultravioletas tienen una frecuencia de 10^16Htz e inciden sobre Na ¿Qué energía cinética tienen los electrones cuando se arrancan por esta luz? W=4.83 eV

E=4.83eV (1.6x10^-19)=7.728x10^-19 Joules

V= c/x 10^16=3x10^8/landa landa=3x10^8/10^16

landa=3x10^-8nm landa=30x10^-9 mm