FORMULARIO DE FiSICA DE 2 BACHILLERATO.pdf

7/27/2019 FORMULARIO DE FiSICA DE 2 BACHILLERATO.pdf

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I.E.S. POLITCNICO, DE CARTAGENA. FORMULARIO DE FSICA DE 2 BACHILLERATO

Cayetano Gutirrez Prez (Catedrtico de Fsica y Qumica). 1.

INSTITUTO DE EDUCACIN SECUNDARIA

"POLITCNICO", DE CARTAGENA,

DEPARTAMENTO DE FSICA Y QUMICA

PROFESOR TITULAR:

CAYETANO GUTIRREZ PREZ (Catedrtico de Fsica y Qumica).

Cartagena, septiembre de 2007.


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CLCULO VECTORIAL: FORMULARIO

v

v

u

VECTOR UNITARIO

2

12

2

12

2

12 )()()( zzyyxxv MDULO DE UN VEC-TOR (de origen x1, y1, z1)y de extremo (x2, y2, z2)

1coscoscos 222

v

z

v

y

v

x cos,,cos,,cos

COSENOS DIRECTORES

.).().().( kbajbaibabaS zzyyxx SUMA DE VECTORES

.).().().()( kbajbaibababaR zzyyxx RESTA DE VECTORES

cos... baba

Si son perpendiculares: 090cos.... baba

zzyyxx babababa ....

PRODUCTO ESCALAR(Sirve para calcular elngulo que forman dosvectores)

senbabxa ..

Si son paralelos: 00.. senbabxa

zyx

zyx

bbb

aaa

kji

bxa

PRODUCTO VECTORIAL

pxrpMo )( MOMENTO DE UN VEC-TOR, CON RESPECTO AUN PUNTO


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INTERACCIN GRAVITATORIA: FORMULARIO

L = rx p = rx m.v MOMENTO ANGULAR.

T2/r3 = cte. 3 LEY Kepler.

m1.m2F = - G r

r3LEY DE GRAVITACIN UNIVERSAL DE NEWTON.

m1g = - G r

r3

INTENSIDAD DEL CAMPO GRAVITATORIO.

Mgi = - G r= go ( 1- h/R)

R3

INTENSIDAD DE CAMPO GRAVITATORIO, EN ELINTERIOR DE LA TIERRA.

P = m . go PESO DE UN CUERPO.WAB = -Ep = Ep (A) - Ep (B) TRABAJO DEL CAMPO GRAVITATORIO.

M.mEp (A) = - G

rA

ENERGA POTENCIAL GRAVITATORIA EN UNPUNTO.

Ep(A) MVA= = - G.

m rAPOTENCIAL GRAVITATORIO EN UN PUNTO.

WAB = m (VA - VB) RELACIN ENTRE TRABAJO Y VA - VB.

RgR

GMve 0

22

VELOCIDAD DE ESCAPE DE UN COHETE.

r

Rg

r

GMv

2

0

0

. VELOCIDAD ORBITAL DE UN SATLITE.

MGrvrT

...4..2

32

0 PERODO DE UN SATLITE.

M.mEo = - .G.

R

ENERGA ORBITAL DE UN SATLITE.


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MOVIMIENTO ARMNICO SIMPLE: FORMULARIO

CINEMTICA

T = 1 / f PERODO.

x = A . cos ( . t + o) ECUACIN GENERAL DEL M.A.S.

= 2. / T = 2. . f FRECUENCIA ANGULAR O PULSACIN.

v = - A . . sen ( .t + o) VELOCIDAD.

Si v = 0 .t + o= n. VELOCIDAD MNIMA.

Si v = A. .t + o = (2.n + 1) /2

VELOCIDAD MXIMA.

a = - 2 . x ACELERACIN.

Si x = A a = 2 . A ACELERACIN MXIMA.

Si x = 0 a = 0 ACELERACIN MNIMA.

x = A .sen ( .t + o)o = o - /2

OTRA FORMA DE LA ECUACIN GENERAL DELM.A.S.

DINMICA

K = m . g / l - lo CONSTANTE RECUPERADORA DE UN MUELLE.

Fm = - k . x LEY DE HOOKE.

K = m . 2 CONSTANTE RECUPERADORA DE UN MUELLE.

kmT ..2 PERODO DEL MUELLE.

m

kf

2

1 FRECUENCIA DEL MUELLE ENERGA.

ENERGA

Ec= m . 2. (A2 - x2)

ENERGA CINTICA.

Ec = k (A2

- x2

)Ec (Mnima): Si x = A v = 0 Ec = 0

Ec (Mxima): Si x = 0 v = A. Ec = k.A2

WTOTAL = Ec TEOREMA DE LA ENERGA CINTICA

WAB = -Ep= k.xA2 - k.xB

2 TRABAJO Y ENERGA POTENCIAL ELSTICA.

Ep (x) = k.x2 ENERGA POTENCIAL ELSTICA EN UN PUNTO.

CONSERVACIN DE LA ENERGA

WTOTAL = Wc + Wnc = -Ep + Wnc= Ec


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MOVIMIENTO ARMNICO SIMPLE: FORMULARIO

Wnc= Ec+ Ep PRINCIPIO DE CONSERVACIN DE LA ENERGA.

Si Wnc = 0 Ec+ Ep = 0

ENERGA TOTAL DEL OSCILADOR ARMNICO

Em = Ec + Ep = m.v2 + k.x2 = k.A2 = m.v2mx.

m.v2 = Ec = k (A2 - x2)

2222 ./).( xAmxAkv


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MOVIMIENTO ONDULATORIO: FORMULARIO

PARMETROS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

vp= / T VELOCIDAD DE PROPAGACIN (m/s)

T = 1 / f PERODO (s)

= 2. / T FRECUENCIA ANGULAR O PULSACIN (rad/s)

K = 2. / NMERO DE ONDAS (rad/m)

ECUACIN DE ONDAS ARMNICAS

y = A sen (.t - k.x) SI SE MUEVE HACIA LA DERECHA >

y = A sen (.t + k.x) SI SE MUEVE HACIA LA IZQUIERDA y = A sen (.t - k.x)

y = A cos (k.x - .t)

y = A cos (.t - k.x)

y = A sen (k.x + .t)

SI SE MUEVE HACIA LA IZQUIERDA


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MOVIMIENTO ONDULATORIO: FORMULARIO

ABSORCIN DE ONDAS

I = I0 . e-.x LEY DE LAMBERT (cambia I y A, pero no f)

: COEFICIENTE DE ABSORCIN (m-1

) ( depende del medio y de f).x: ESPESOR DEL MATERIAL (m) .

CONDICIONES DE INTERFERENCIA

A + B A Bsen A + sen B = 2.sen -------- . cos --------

2 2

y = A. sen (.t - k.d)

A= 2.A.cos k (x2 - x1)/2 d = (x2 + x1)/2

INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA (MXIMO DE INTERFERENCIA)

A= 2.A x2 - x1= n. (n: 0, 1, 2, ....)

INTERFERENCIA DESTRUCTIVA ( MNIMO DE INTERFERENCIA)

A= 0 x2 - x1= (2.n + 1). /2 (n: 0, 1, 2, ....)

ECUACIN DE LAS ONDAS ESTACIONARIAS

y = y + y y = A.sen .t (Si para x = 0, hay un vientre)

A = 2. A .cos k. xMX. AMPLITUD: VIENTRE A = 2.A x = n./2

MNIMA AMPLITUD: NODO A = 0 x = (2.n + 1)./4

Si para x = 0, hay un nodo y = 2. A. Sen (k. x).cos (. t) = A. cos . T

MX. AMPLITUD: VIENTRE A = 2 A x = (2.n + 1)./4

MNIMA AMPLITUD: NODOS A = 0 X = n./2

CUERDA FIJA POR LOS DOS EXTREMOS (los extremos son nodos):ARMNICOS

L = n./2 (n: 1, 2, 3, ... ) N. DE NODOS = n + 1,, f = VP/ = n VP/ 2 L

CUERDA FIJA POR UN EXTREMO (un extremo es nodo y el otro vientre)

L = (2 n + 1). /4 (n: 1, 2, 3, ... ) N. DE NODOS = n + 1,, f = VP/ = (2 n +1)VP/4 L

SONIDO

= 10.Log (I/I0) I = I0.10/10 SONORIDAD O SENSACIN SONORA (dB)

I0 = 10-12 W/m2 INTENSIDAD UMBRAL DE AUDICIN HUMANA

v = v0. (1 + t/273) (t: C) VELOCIDAD DEL SONIDO EN FUNCIN DE T


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NOTA IMPORTANTE: CUANDO UNA ONDA PASA DE UN MEDIO MATERIAL A OTRO,SU FRECUENCIA NO VARA.


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PTICA: FORMULARIO

REFRACCIN

n = c / vm NDICE DE REFRACCIN ABSOLUTO

n R = n1 / n2 NDICE DE REFRACCIN RELATIVOSen i vi nR i = = = Sen R vR n i R

LEY DE SNELL

Sen L vi nR = = Sen 90 vR n i

REFLEXIN TOTAL. NGULO LMITE(L, es el ngulo lmite. R, es el ngulo de refrac-cin y vale 90)

Si el rayo pasa de un medio de menor a mayor "n", se acerca a la normal (- a +)Si el rayo pasa de un medio de mayor a menor "n", se aleja de la normal (+ a -)

ESPEJOS PLANOS: Imagen simtrica, de igual tamao y virtual.

N = (360/) - 1 N. IMGENES EN ESPEJOS QUE FORMANNGULOS

ESPEJOS ESFRICOS

CARACTERSTICAS DE LAIMAGEN

* NATURALEZA (REAL O VIRTUAL)* TAMAO RELATIVO (MAYOR, IGUAL O MENOR)* ORIENTACIN (DERECHA O INVERTIDA)

ELEMENTOS

C F O

CENTRO DE CURVATURA (C)

CENTRO DE FIGURA (O) FOCO (F) EJE PRINCIPAL (CO) DISTANCIA FOCAL: FO = CO/2 = f = R / 2

CNCAVOS (5 CASOS)CONVEXOS (1 CASO)

CLASES DE ESPEJOS ESFRICOS(CNCAVOS: VIRTUAL, DERECHA Y MENOR T.)

A = y/ y = - s / s AUMENTO LATERAL

Si "A" es + yes + imagen derecha ses + imagen virtual

Si "A" es - yes - imagen invertida ses - imagen real

Si A< 1 imagen de menor tamao

Si A>1 imagen de mayor tamao

"s", siempre es - Si ses + imagen virtual Si ses - imagen real

"y", siempre es + Si yes + imagen derecha Si yes - imagen invertida

1/s + 1/s= 1/f ECUACIN DE LOS ESPEJOS ESFRICOS


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PTICA: FORMULARIO

LMINA DE CARAS PARALELAS

El rayo emergente es paralelo al incidente, si los medios externos son iguales.La lmina desplaza el rayo de luz.

PRISMA PTICO

= i + e - ,, = R + RNGULO DE DESVIACIN(i, incidente; e, emergente; y , ngulo del prismao ngulo refringente)

LENTES DELGADAS

CARACTERSTICAS DE LAIMAGEN

S: SIEMPRE ES -

NATURALEZA (REAL: "s " +) (VIRTUAL: "s " -)

TAMAO R. (MAYOR: y y) (MENOR: y y)

ORIENTACIN (DERECHA: y+) (INVERTIDA: y-)

ELEMENTOS:Convergente

C F O F CDivergente

C F O F C

CENTROS DE CURVATURA (C Y C) EJE PRINCIPAL (CC) CENTRO PTICO O CENTRO DE FIGURA (O) FOCO IMAGEN (F) FOCO OBJETO (F) DISTANCIA FOCAL IMAGEN f= OF

CLASES DE LENTES

CONVERGENTES (5 CASOS) DIVERGENTES (1 CASO): VIRTUAL, DERECHA

Y MENOR TAMAO)

A = y/ y = s / s AUMENTO LATERAL

1/s - 1/s = 1/fECUACIN FUNDAMENTAL DE LAS LENTESDELGADAS (ECUACIN DE GAUSS)

P = 1/ fPOTENCIA O CONVERGENCIA DE UNA LENTE.CONVERGENTES: P (+). DIVERGENTES: P (-)

ECUACIN DE FABRICANTEDE LENTES:

1/ f = (n - 1) (1/R1 - 1/R2)

Convergentes: R1 +

Biconvexa: R2Planoconvexa: R2Cncavo-convexa:R2+ (R1 < R2)

Divergentes: R2 +

Bicncava: R1Planocncava: R1Convexo-cncava:R2+ (R1 > R2)

LENTES DIVERGENTES IMGENES VIRTUALES

LENTES CONVERGENTESI. REAL: Si "s", es +.I. VIRTUAL: Si "s" es -.

NOTA IMPORTANTE: LA IMAGEN VIRTUAL SE FORMA SIEMPRE CON LA PROLONGA-

CIN DE LOS RAYOS.


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DEFECTOS DEL OJO

DEFECTO CONSECUENCIA CORRECCIN

PRESBICIA O VISTACANSADA

VEN MAL DE CERCA, PERO BIENDE LEJOS

CONVERGENTES

MIOPA(Exceso de con-vergencia)

VEN MAL DE LEJOS, PERO BIENDE CERCA

DIVERGENTES

HIPERMETROPA VEN MAL DE CERCA CONVERGENTES

ASTIGMATISMO NO TIENEN VISIN CLARA CILNDRICAS

CATARATASPRDIDA TRANSPARENCIA CRIS-TALINO

INTERVENCINQUIRRGICA


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CAMPO ELCTRICO: FORMULARIO

rr

QQKF

3

21. LEY DE COULOMB.

1 1K = = 4.. 4..r.0

RELACIN ENTRE LA CONSTANTE DECOULOMB Y LA PERMITIVIDAD DIELCTRI-CA DEL MEDIO.

r= (x2 x1).i + (y2 - y1).j + (z2 - z1).kVECTOR POSICIN [CARGA (x1, y1, z1); PUN-TO (x2, y2, z2)]

E = F / Q2 INTENSIDAD DEL CAMPO ELCTRICO.

rr

QKE

3

1 INTENSIDAD DEL CAMPO ELCTRICO.

E = E1 + E2 + E3 + ..... PRINCIPIO DE SUPERPOSICIN.WAB = -Ep = Ep (A) - Ep (B) TRABAJO DEL CAMPO ELCTRICO.

Q1.Q2Ep(A) = K

rA

ENERGA POTENCIAL ELCTRICA EN UNPUNTO.

23

32

13

31

12

21 ...

..

.r

qqk

r

qqk

r

qqkEp

ENERGA POTENCIAL ELCTRICA CREADOPOR UN SISTEMA DE CARGAS.

Ep(A) Q1VA= = K

Q2 rA

POTENCIAL ELCTRICO EN UN PUNTO.

WA B = Q2 (VA - VB) RELACIN ENTRE TRABAJO Y VA - VB.

VP = V1 + V2 + V3 + .....POTENCIAL CREADO POR UN SISTEMACARGAS.

rdEV . ;E = - dV / dx . i = - grad V

RELACIN ENTRE POTENCIAL Y CAMPOELCTRICO.

M . a = E . Q a = Q . E / mv = a . t; s = . a . t2

MOVIMIENTO DE UNA PARTCULA CARGA-DA EN REPOSO, EN UN E UNIFORME.

az = Q . E / mvx = v0, vz = az . tx = v0 . t; z = z0 + . az . t

2

MOVIMIENTO DE UNA PARTCULA CARGA-DA, CON M.R.U., PERPENDICULAR AL CAM-PO ELCTRICO UNIFORME.

d = E . dSN FLUJO ELCTRICO.

= Q / TEOREMA DE GAUSS.

E = 0CAMPO ELCTRICO EN EL INTERIOR DE UNCONDUCTOR CARGADO, EN EQUILIBRIO.

E = K Q1 / r2

E EN EL EXTERIOR DE UN CONDUCTORESFRICO CARGADO, EN EQUILIBRIO.


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CAMPO MAGNTICO: FORMULARIO

m = p . l (A.m2)MOMENTO DIPOLAR MAGNTICO

Unidades: p (N/T = A.m)

M = l x F = m x B (N.m)

MOMENTO MAGNTICO

Unidades: B (TESLA: T)

EFECTOS PRODUCIDOS POR UN CAMPO MAGNTICO

F = q (v x B)F = q (E + v x B)

FUERZA DE LORENTZ: ACCIN DE UN CAMPOMAGNTICO SOBRE UNA CARGA MVIL

F = m.a = m. v2/R

F = q.v.B.sen

m. v2/R = q.v.B.sen

v = .R; = 2./T

MOVIMIENTO DE UNA CARGA EN UN CAMPOMAGNTICO UNIFORME

F = I (L x B)FUERZA EJERCIDA POR UN "B" UNIFORME SOBREUN CONDUCTOR (1 LEY DE LAPLACE)

M = I (S x B)

m = I.S (N.I.S, para N espiras)

S = a . bM = m x B

MOMENTO DEL PAR DE FUERZAS EJERCIDAS PORUN "B" UNIFORME, SOBRE UNA ESPIRA RECTAN-GULAR

EFECTOS PRODUCIDOS POR CARGAS EN MOVIMIENTO

qB= . (v x r)

4. r3

B = 0.0 (v x E),, 0.0 =1/c2

CAMPO MAGNTICO CREADO POR UNA CARGAMVIL

0 IB = .

2. rB = 0.I / 2.r (En el centro deuna espira circular)

B = N..I / 2.r (BOBINA)

B = N..I / L (SOLENOIDE)

CAMPO MAGNTICO CREADO POR UNA CORRIEN-TE RECTILNEA E INDEFINIDA (LEY DE BIOT Y SA-VART)

F 0 I1.I2f = =

L 2. dACCIONES ENTRE CORRIENTES

W =0.I LEY DE AMPRE


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FSICA MODERNA: FORMULARIO

E / t .S = . T4 LEY DE STEFAN-BOLTZMANN

mx..T = cte. = 2,89710-3 LEY DE WIEN

E = h . f HIPTESIS DE PlanckEcin. mx. = . m. v

2mx.

Ecin. mx.=e. V0EFECTO FOTOELCTRICO

Ecintica mx. = h . f - h . f0c = f .

ECUACIN EINSTEIN PARA E. FOTOELCTRICO

= h / m . v = h / pf = E / h

HIPTESIS DE Broglie

x. px h / 2E. t h / 2

PRINCIPIO INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG

x = x v . t,, y = y,, z = z

TRANSFORMACIONES DE GALILEOux = ux - v,, uy = uy,, uz = uz

ax= ax ,, ay= ay ,, az= az

t = t

2

2

1

.

cv

tvxx

TRANSFORMACIONES DE LORENTZy= y ,, z= z

2

2

2

1

)/.(

cv

cxvtt

u = (u+ v) / 1 - (u.v/c2)

L = L0 . 22

1c

v CONTRACCIN DE LONGITUDES

t = t0 / 22

1

c

v DILATACIN DEL TIEMPO

E = m . c2

RELACIN MASA ENERGA

E0 = m0 . c2

E = Ec + E0m.c2 =. m0.v

2 + m0. c2

E = E0 / 22

1c

v

M = m0 / 22

1

c

v


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FSICA NUCLEAR: FORMULARIO

N = N0 .e-.t

A = A0 .e-.t

M = m0 .e-.t

LEY DE DESINTEGRACINN (n. de ncleos o tomos)A (actividad radiactiva)

N = m . NA/ M NA (N. de Avogadro: tomos/mol) y M (masa mo-lar: g/mol)

A = . N(A: unidad S.I.: Bq = 1 des./s)

RELACIN ENTRE A Y N

T1/2= ln 2/ PERODO DE SEMIDESINTEGRACIN

= 1/ VIDA MEDIA

m = [Z .mp + (A - Z).mn] - m DEFECTO DE MASA

Ee= m . c2 ENERGA DE ENLACE NUCLEAR

En = Ee /A ENERGA DE ENLACE POR NUCLEN

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