El Sistema cartesiano es un sistema de referencia respecto ya sea a un solo eje (línea recta), respecto a dos ejes (un plano) o respecto a tres ejes (en el espacio), perpendiculares entre sí (plano y espacio), que se cortan en un punto llamado origen de coordenadas. En el plano, las coordenadas cartesianas (o rectangulares) x e y se denominan abscisa y ordenada, respectivamente.
Fuerza
La fuerza es un concepto difícil de definir, pero muy conocido. Sin que nos digan lo que es la fuerza podemos intuir su significado a través de la experiencia diaria. Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto.
Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie, al empujar algún cuerpo sólido, al tirar una locomotora de los vagones, al realizar un esfuerzo muscular al empujar algo, etcétera siempre hay un efecto.
El efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:
• modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la recibe
• modificación de su aspecto físico
También pueden ocurrir los dos efectos en forma simultánea. Como sucede, por ejemplo, cuando alguien patea una lata de bebida: la lata puede adquirir movimiento y también puede deformarse.
De todos los ejemplos citados podemos concluir que:
• La fuerza es un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro objeto. Esto puede apreciarse en los siguientes ejemplos:
— un objeto empuja a otro: un hombre levanta pesas sobre su cabeza
— un objeto atrae a otro: el Sol atrae a la Tierra
— un objeto repele a otro: un imán repele a otro imán
— un objeto impulsa a otro: un jugador de fútbol impulsa la pelota con un cabezazo
— un objeto frena a otro: un ancla impide que un barco se al eje.
La Teoría del Big Bang de la Cosmología propone que el universo surgió de una gran explosión inicial y se encuentra prácticamente aceptada con generalidad.
Se supone que, hace entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones.
Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución.
Etapas de la Evolucion Big Bang | Densidad infinita, volumen cero. 10-43 segs. | Fuerzas no diferenciadas 10-34 segs. | Sopa de partículas elementales 10-10 segs. | Se forman protones y neutrones 1 seg. | 10.000.000.000 º. Tamaño Sol 3 minutos | 1.000.000.000 º. Nucleos 30 minutos | 300.000.000 º. Plasma 300.000 años | Átomos. Universo transparente 106 años | Gérmenes de galaxias 108 años | Primeras galaxias 109 años | Estrellas. El resto, se enfría. 5x109 años | Formación de la Vía Láctea 1010 años | Sistema Solar y Tierra
La luz se fabrica al interior de los átomos, en un proceso llamado "emisión cuántica", que consiste en el movimiento de transición de un electrón de un orbital fundamental o de menor energía a otro más externo o de mayor energía. Cuando un electron recibe energía calorica, salta a un nivel superior y cuando deja de recibir energía, el electrón emite una energía equivalente en forma de fotones, cuantos o paquetes de luz (mínima expresión de energía luminosa). Los fotones no tienen masa y se mueven a una velocidad cercana a 300.000 Km/s. No todos los fotones tienen igual cantidad de energía, sino que depende del salto cuantico que lo generó. Por ejemplo, un fotón emitido mediante un salto de un orbital 3 a un orbital 1 tiene mas energía que un foton emitido por un salto desde un orbital 2 a un orbital 1. En 1905, Albert Einstein demostró que la energía del fotón era proporcional a la frecuencia de la onda asociada: E = hf , siendo h, la constante de Planck.
TIPOS DE ONDAS ELECTRO-MAGNETICAS
Ondas de radio Son ondas electromagnéticas producidas por el hombre con un circuito oscilante. 1 cm < lambda < 1 km Se emplean en radidifusión, las ondas usadas en la televisión son las de longitud de onda menor y las de radio son las de longitud de onda mayor. Las radiondas más largas se reflejan en la ionosfera y se pueden detectar en antenas situadas a grandes distancias del foco emisor. Las ondas medias se reflejan menos en la ionosfera, debido a su gran longitud de onda pueden superar obstáculos, por lo que pueden recorrer grandes distancias. Para superar montañas necesitan repetidores. Las ondas cortas no se reflejan en la ionosfera, requieren repetidores más próximos. Se transmiten a cualquier distancia mediante los satélites artificiales. Este tipo de ondas son las que emiten la TV,teléfonos móviles y los radares.
Radiación de microondas Son producidas por vibraciones de moléculas. 0.1 mm < lambda < 1 m Se utilizan en radioastronomia y en hornos eléctricos. Esta última aplicación es la más conocida hoy en día y en muchos hogares se usan los "microondas". Estos hornos calientan los alimentos generando ondas microondas que en realidad calientan selectivamente el agua. la mayoría de los alimentos, incluso los "secos" contienen agua. Las microondas hacen que las moléculas de agua se muevan, vibran, este movimiento produce fricción y esta fricción el calentamiento. Así no sólo se calienta la comida, otras cosas ,como los recipientes, pueden calentarse al estar en contacto con los alimentos
Radiación infrarroja Es emitida por cuerpos calientes y son debidas a vibraciones de los átomos. 10 -3m < lambda < 10-7m La fotografía infrarroja tiene grandes aplicaciones,:en la industria textil se utiliza para identificar colorantes, en la detección de falsificaciones de obras de arte, en telemandos, estudios de aislantes térmicos, etc. En la foto se observa la fotografia en infrarojos de una mano:
Luz visible Es la pequeña parte del espectro electromagnético a la que es sensible el ojo humano. 400 nm < lambda < 750 nm Se producen por saltos electrónicos entre niveles atómicos y moleculares. Las longitudes de onda uqe corresponden a los colores básicos son: ROJO De 6200 a 7500 Ao NARANJA De 5900 a 6200 Ao AMARILLO De 5700 a 5900 Ao VERDE De 4900 a 5700 Ao AZUL De 4300 a 4900 Ao VIOLETA De 4000 a 4300 Ao
Rayos UVA Se producen por saltos electrónicos entre átomos y moléculas excitados. 30Ao < lambda < 4000 Ao El Sol es emisor de rayos ultravioleta, que son los responsables del bronceado de la piel. Es absorvida por la capa de ozono, y si se recibe en dosis muy grandes puede ser peligrosa ya que impiden la división celular, destruyen microorganismos y producen quemaduras y pigmentación de la piel.
Rayos X Se producen por oscilaciones de los electrones próximos a los núcleos. 0.1Ao < lambda < 30 Ao Son muy energéticos y penetrantes, dañinos para los organismos vivos, pero se utilizan de forma controlada para los diagnósticos médicos.
Rayos gamma Su longitud de onda (lambda) < 0.1 Ao, donde 1 Ao(Armstrong) es igual a 10 -10m. Se originan en las desintegraciones nucleares que emiten radiación gamma. Son muy penetrantes y muy energéticas.
ESPEJOS
Planos: El angulo incidente es igual al angulo reflejado las imagenes que se forman son virtuales, del mismo tamaño ,derechas. Curvos: Hay dos tipos de espejos curvos: concavos: Son los que tienen la curvatura hacia dentro, estos espejos hacen converger la luz las imagenes que se forman son reales-virtuales, mas grandes-mas pequeñas,derechas-invertidas convexos: Son los que tiene la curvatura hacia fuera, hacen diverger la luz, las imagenes que se forman son virtuales, mas pequeñas, derechas.
partes d los espejos
lentes
Convergentes:Son los espejos que tienen su centro ancho y sus bordes estrechos
El sonido En el mundo en que vivimos estamos rodeados de sonido, podemos oír el canto de las aves, el sonido de un piano o la voz de una persona al hablar, como también el ruido molesto del tráfico automotor. El sonido es un fenómeno físico percibido por el oído. Pero, ¿cómo se produce? ¿qué lo produce? ¿cómo se propaga? Vibraciones y sonido Si escuchamos un sonido pensamos que debe haber algo que lo produce. Si oímos el sonido de una campana, sabemos que viene de un golpe que se le ha dado. Al acercar nuestra mano y tocar la campana con suavidad, podemos sentir cómo la masa metálica está vibrando, pero si apoyamos con fuerza la mano e impedimos que vibre, el sonido se apaga. Si tocamos nuestra garganta al hablar con fuerza, también nos daremos cuenta de que esta vibra, o para hacer sonar la cuerda de una guitarra, debemos hacerla vibrar. Con esto nos podemos dar cuenta que, el sonido es producido por un movimiento vibratorio Si colocamos un timbre sonando en el interior de una campana de vidrio, al extraer el aire podemos comprobar que el sonido se va apagando lentamente hasta que no oímos nada, y si hacemos llegar aire nuevamente, el sonido se percibe cada vez con mayor intensidad. Es decir, el sonido necesita de un medio material para propagarse, ya sea este, liquido, sólido o gaseoso, el sonido no se propaga en el vacío. Se puede escuchar el sonido del motor de una lancha cuando se nada bajo el agua, o el sonido de un tren en marcha si se coloca el oído cerca de los rieles. El sonido se propaga en los líquidos con mayor velocidad que en los gases y en los sólidos con mayor velocidad que en los líquidos. La velocidad del sonido en el aire a 15° C es de 340 m/seg, en el agua dulce se propaga a una velocidad de 1.435 m/seg, y en los sólidos, como el hierro, con una velocidad 15 veces mayor que en el aire. Cualidades del sonido Los sonidos son diferentes unos de otros, pueden ser apagados o ruidosos, agudos, graves, agradables o molestos. Las cualidades que caracterizan el sonido son su intensidad, su altura o tono y su timbre. Intensidad Si hacemos vibrar la cuerda de una guitarra percibimos un sonido, pero si hacemos vibrar la misma cuerda con mayor fuerza, percibimos el mismo sonido con mayor intensidad; lo mismo ocurre al golpear una campana, mientras mayor es la fuerza que aplicamos, más intenso es el sonido. Cuando elevamos el volumen de la radio o del televisor, lo que hacemos es aumentar la intensidad del sonido. La intensidad de un sonido depende de la magnitud de las vibraciones del cuerpo que las produce, y cuando hablamos de magnitud de la vibración, nos referimos a su amplitud. a mayor amplitud, sonido más intenso. Altura Si ahora hacemos sonar las diferentes cuerdas de una guitarra con igual intensidad, notaremos que los sonidos son diferentes, unos más agudos y otros más bajos. Entonces se dice que tienen diferentes alturas o tono. La altura de un sonido depende del número de oscilaciones por segundo (frecuencia) del cuerpo en vibración. A medida que aumenta la vibración de un cuerpo, mayor es la frecuencia. a mayor frecuencia, sonido más alto (más agudo) Timbre Una misma nota musical producida con la misma intensidad y altura por un piano y un violín no suenan igual, esto se debe a la cualidad llamada timbre. El timbre es la cualidad del sonido que nos permite distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y altura. Casi nunca se puede producir un sonido puro, siempre se producen otros que lo acompañan. Algunos de estos se llaman armónicos. El timbre depende de los sonidos armónicos que acompañan al principal. Por ejemplo, la nota emitida por un piano es el resultado de la vibración no únicamente de la cuerda accionada, sino también de algunas otras partes del piano (madera, columnas de aire, otras cuerdas, etc.) las cuales vibran junto con ella y le da su sonido característico, y es por eso que suena distinto a un violín u otro instrumento que toque la misma nota. Reflexión y Absorción Cuando cantamos en el baño, podemos notar que nuestra voz es más sonora y potente. Esto se debe a que las ondas sonoras se reflejan en las paredes duras del cuarto de baño; es decir, el sonido rebota como lo hace una pelota en una pared. El eco es la repetición de un sonido causada por su reflexión, y dependerá de la distancia desde el lugar de origen del sonido y la superficie en que se reflejará. El sonar de los submarinos se basa en la reflexión de los sonidos propagados en agua. Pero los sonidos no siempre se reflejan, las superficies blandas absorben las ondas sonoras. Si el sonido choca sobre una superficie blanda, como una almohada, resultan absorbidos y no rebotan. Por ejemplo en una casa, la alfombra, los sillones, las cortinas, etc., absorben la energía sonora e impiden que el sonido se refleje. La propiedad de ciertas sustancias y materiales a prueba de sonido es aprovechada en algunos recintos, como teatros y cines, para mejorar la acústica; es decir, la forma en que el sonido se refleja en su interior. En los espacios cerrados, como las salas, el sonido una vez generado se refleja sucesivas veces en las paredes, dando lugar a una prolongación por algunos instantes del sonido original. Este fenómeno se denomina reverberación y empeora las condiciones acústicas de una sala, puesto que hace que los sonidos anteriores se entremezclen con los posteriores. Su eliminación se logra recubriendo las paredes de materiales, como corcho o moqueta, que absorben las ondas sonoras e impiden la reflexión. Ver: PSU: Física, Pregunta 02_2005Física Como oímos los sonidos. Las ondas sonoras, penetran al oído a través del canal auditivo externo hacia el tímpano, que es una membrana delgadísima, en el cual se produce una vibración. Estas vibraciones se comunican al oído medio mediante la cadena de huesecillos (martillo, yunque y estribo) y, a través de la ventana oval, hasta el líquido del oído interno. A su vez esta vibración estimula las terminaciones nerviosas que envían al cerebro los impulsos eléctricos que permiten reconocer los sonidos. El oído humano percibe sonidos situados entre los 20 y 20.000 Hz (Hertz), variando en algunas personas. El hertz es una medida de frecuencia que corresponde a un ciclo (vibración) por segundo, es decir que el oído humano es capaz de percibir sonidos que estén entre los 20 y 20.000 ciclos por segundo. Las vibraciones fuertes poseen mucha energía y producen ondas sonoras intensas de gran amplitud, algunos sonidos fuertes pueden incluso causar dolor y dañar el oído. La intensidad sonora (o fisiológica) con que percibimos un sonido se mide en decibelios (dB). La intensidad fisiológica de un susurro corresponde a unos 10 dB y el ruido de las olas en la costa a unos 40 dB. Los sonidos por sobre los 120 decibeles pueden causar fuertes dolores y sorderas.
Reflexion: Es el cambio de direccion que experimenta una onda cuando choca con un obstaculo. Refraccion: Es el cambio en la velocidad de propagacion que experimenta una onda al pasar de un medio a otro. Interferencia: Cuando en una region se encuentran dos o mas ondas, los desplasamientos que ella producen sobre cada particula y se suman algebraicamente. Difraccion:la Difraccion es un fenomeno que tiene lugar cuando una onda encuentra un obstaculo cuyas dimensiones son comparables a la longuitud de la onda. Polarizacion: Solo las ondas paralelas pueden pasar de un lado a otro pues tiene orientacion adecuada.
