Archivo de la categoría: Física

Física Básica: Magnitudes, Unidades, Análisis Dimensional y Estática

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BLOQUE 0. INTRODUCCIÓN

1. Física: Ciencia que estudia los fenómenos naturales e intenta explicar por qué ocurren.

Método científico: observación, experimentación, formulación matemática y modelos teóricos.

2. Magnitudes físicas: Propiedades que se pueden medir. Se dividen en:

Magnitudes fundamentales: son independientes y no se obtienen combinando otras magnitudes.

Corrientes Laminares, de Línea y Dipolos Elementales: Ecuaciones de Maxwell, Ondas Planas, Guías de Onda y Matriz ABCD

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Corrientes Laminares, de Línea y Dipolos Elementales

Las corrientes M y J utilizadas en las ecuaciones de Maxwell generalizadas son densidades volumétricas en unidades de V/m2 y A/m2. Explique cómo se pueden convertir a corrientes laminares, de línea o dipolos elementales para tratar casos particulares de excitación, como los que pueden ocurrir en las interfaces.

Respuesta: Para simplificar el análisis electromagnético en las interfaces, se idealizan las distribuciones de corriente considerando Seguir leyendo Corrientes Laminares, de Línea y Dipolos Elementales: Ecuaciones de Maxwell, Ondas Planas, Guías de Onda y Matriz ABCD →

Fundamentos de la Óptica Ondulatoria: Luz, Interferencia y Polarización

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1. Óptica ondulatoria

En esta unidad estudiaremos la luz como un fenómeno ondulatorio y sus manifestaciones, que pueden explicarse desde el comportamiento ondulatorio de la luz. Para entender este modelo, será necesario comprender qué es una onda y qué parámetros la definen.

Parámetros de onda

Entendemos por onda a un fenómeno general provocado por una perturbación periódica de un medio a través del cual dicha perturbación (de tipo transversal o longitudinal) se propaga.

Modelos Atómicos y Fundamentos de la Mecánica Cuántica

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1. Experimento de Thomson

1.1 Ideas clave

  • Rayos catódicos: Se trata de un haz de electrones producido en un tubo con gas enrarecido y una diferencia de potencial entre electrodos.
  • Tubo de Crookes: Es un tubo de descarga a baja presión que permite observar el haz producido desde el cátodo hacia el ánodo.
  • Interacción con campos:

Fundamentos de Física: Densidad, Presión y Fenómenos Ondulatorios

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Densidad

La densidad (ρ) de una sustancia se define como la masa por unidad de volumen:

ρ = m / V

Donde las unidades en el Sistema Internacional (SI) son:

  • Unidad SI: kg/m³
  • Unidad común: g/cm³

Conversiones y Equivalencias

Para realizar cálculos precisos, es fundamental recordar las siguientes equivalencias:

  • 1 m = 100 cm
  • 1 m³ = 1,000,000 cm³
  • 1 kg = 1,000 g
  • ρH2O = 1,000 kg/m³ (equivalente a 1 g/cm³)

Tabla de Densidad y Conceptos Relacionados

La densidad es una medida de qué tan compacta es la materia Seguir leyendo Fundamentos de Física: Densidad, Presión y Fenómenos Ondulatorios →

Conceptos Esenciales de Carga Eléctrica y Fenómenos Físicos

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Historia de la Electricidad

Desde la más remota antigüedad, los griegos tenían conocimiento de que cierta sustancia, al ser frotada, tenía la propiedad de atraer cuerpos livianos como hojas secas, plumas de aves y otros. El material que se utilizó en esa época para observar el fenómeno fue el ámbar, por lo que a la atracción observada se le llama eléctrica, denominación que se deriva del nombre griego del ámbar (elektron).

A comienzos del siglo XVII, William Gilbert clasificó los materiales Seguir leyendo Conceptos Esenciales de Carga Eléctrica y Fenómenos Físicos →

Fundamentos de Estática: Fuerzas, Equilibrio y Cálculo Vectorial

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Introducción a la Estática

En estática, uno suele tener un cuerpo que tiene un montón de fuerzas aplicadas. Resolver un problema de estática quiere decir calcular cuánto vale alguna de esas fuerzas. Entonces, primero fijate a qué llamamos fuerza.

¿Qué es una Fuerza?

Es la acción que uno ejerce con la mano cuando empuja algo o tira de algo. Por ejemplo: si un señor empuja una heladera, al empujarla ejerce una fuerza. Esta fuerza se suele representar mediante un vector.

Hay otro tipo de fuerza Seguir leyendo Fundamentos de Estática: Fuerzas, Equilibrio y Cálculo Vectorial →

Fundamentos de Física: Termodinámica, Electromagnetismo y Electricidad

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1. Máquinas térmicas

¿Qué es una máquina térmica?

Es un dispositivo que convierte energía térmica (calor) en trabajo mecánico.

¿Cómo funciona?

  • Toma calor de una fuente caliente.
  • Parte del calor se transforma en trabajo útil.
  • El resto se libera a una fuente fría.
  • Funciona mediante un ciclo termodinámico.

Usos industriales

  • Generación de electricidad (turbinas de vapor y gas).
  • Transporte (motores de autos, barcos y aviones).
  • Calderas industriales.
  • Refrigeración industrial.
  • Motores Stirling.

Usos Seguir leyendo Fundamentos de Física: Termodinámica, Electromagnetismo y Electricidad →

Fundamentos de la Propagación Electromagnética y Teoría del Rayo

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1. Propagación Electromagnética

(1a) Deducción de la ecuación de propagación en cuatro dimensiones

Partiendo de las ecuaciones de Maxwell para el campo eléctrico:

  • (1) ∇ × E⃗ = −∂B⃗/∂t
  • (2) ∇ × H⃗ = ∂D⃗/∂t + J⃗

Considerando un espacio libre donde B⃗ = μ₀H⃗, D⃗ = ε₀E⃗ y J⃗ = 0, tenemos:

  • ∇·B⃗ = 0
  • ∇·D⃗ = ρ ⟹ ∇·D⃗ = 0 ⟹ ∇·E⃗ = 0

Las ecuaciones se simplifican a:

  • ∇ × E⃗ = −μ₀ ∂E⃗/∂t
  • (3) ∇ × H⃗ = ε ∂E⃗/∂t

Calculamos Seguir leyendo Fundamentos de la Propagación Electromagnética y Teoría del Rayo →

Fundamentos de Radiaciones en Imagenología Médica: Ondulatorias y Corpusculares

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Radiaciones utilizadas en imagen para el diagnóstico

Las radiaciones empleadas en el ámbito clínico se clasifican principalmente en:

  • Electromagnéticas
  • Sonoras

Radiaciones electromagnéticas

Estas radiaciones tienen como propiedad fundamental que no necesitan medios para propagarse, por lo que su velocidad será constante y de valor 3 × 10⁸ m/s. Además, cumplen con todos los comportamientos relacionados con la propagación de ondas: reflexión, difracción, interferencia y polarización.