Conceptos Básicos de Física: Leyes de Newton, Electricidad, Materia y Energía

Conceptos Básicos de Física

Leyes de Newton

• Primera Ley (Inercia): Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas externas.
• Segunda Ley (Dinámica): La fuerza neta aplicada sobre un objeto es directamente proporcional a la aceleración que adquiere dicho objeto. Entre más pesado sea el objeto, más fuerza se necesita para moverlo.
• Tercera Ley (Acción y Reacción): A toda acción le corresponde una reacción de igual magnitud, pero en sentido opuesto.

Electricidad y Energía

• La electricidad es una fuerza que se manifiesta por la atracción o repulsión de partículas cargadas.
• La energía eléctrica consiste en el movimiento de los electrones entre dos puntos cuando existe una diferencia de potencial entre ellos.
• Corriente: Es la tasa con la que fluye la carga eléctrica.
• Resistencia: Es la tendencia de un material a resistir el flujo de carga.
• Voltaje: Es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos.
• Ley de Ohm: La tensión es igual a la corriente por la resistencia (V = I * R). Se utiliza para determinar la relación entre tensión, corriente y resistencia en un circuito eléctrico.
• Ley de Conservación de la Energía: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
• Innovaciones en Energías Renovables: Energía eólica, energía solar y energía hidroeléctrica.

Cargas Eléctricas y Magnetismo

• Tipos de Cargas: Positivas y negativas.
• Ley de las Cargas: Cargas iguales se repelen y cargas diferentes se atraen.
• El magnetismo es el poder de atracción de un imán sobre el hierro.
• El único imán natural conocido es la magnetita.

Principios de Arquímedes y Pascal

• Principio de Arquímedes: Se refiere a la fuerza de flotación que se genera cuando un cuerpo se sumerge en un fluido.
• Densidad: Es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
• Principio de Pascal: Cuando se ejerce presión sobre un fluido incompresible, la presión se transmite con igual intensidad en todas las direcciones.
• Presión: Es la magnitud que se define como la derivada de la fuerza con respecto al área.

Materia y sus Propiedades

• La materia es todo lo que tiene masa y ocupa un volumen.
• Propiedades Generales de la Materia:
  • Extensivas: Dependen de la cantidad de materia (masa, volumen, peso).
  • Intensivas: No dependen de la masa.
• Propiedades Específicas de la Materia: Características que diferencian un cuerpo de otro. Se agrupan en propiedades físicas y químicas.
• Un ejemplo de instrumento de medición de propiedades intensivas es el termómetro.

Estados de la Materia y Modelo Cinético de Partículas

• Sólidos: Las partículas están muy próximas y las fuerzas de atracción entre ellas son muy fuertes.
• Líquidos: Las partículas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar de posición.
• Gases: Las partículas están muy separadas y se mueven a gran velocidad.

Diagrama del Modelo Cinético

• Todo está formado por moléculas.
• Entre las moléculas existen espacios intermoleculares.
• Las moléculas están unidas mediante fuerzas de cohesión.
• Todas las moléculas tienen energía cinética.
• La energía cinética varía con la temperatura.

Temperatura y Calor

• El calor se ocupa de la energía térmica y la temperatura se ocupa de la energía cinética.
• Dilatación: Es el proceso por el cual un cuerpo aumenta su volumen debido a un aumento de temperatura.
• Termómetro de Mercurio: Funciona cuando el mercurio en el interior del termómetro recibe calor, experimentando una dilatación que lo hace subir.
• Escalas de Temperatura: Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Rankine, Réaumur.

Diagrama de Escalas de Temperatura

• Celsius: de -273.15 °C a 100 °C
• Fahrenheit: de -459.69 °F a 212 °F
• Kelvin: de 0 K a 373.15 K
• Rankine: de 0 °Ra a 671.67 °Ra

Conversiones de Temperatura (Ejemplos)

• 192.85 K
• 481.667 °C
• 60.8 °F
• 300.15 K
• 546.48 K
• 1160.33 °F

Transferencia de Calor

• La energía térmica es una parte de la energía interna y está producida por las fuentes energéticas que generan calor y pueden transmitir suficiente energía.
• Tipos de Transferencia de Calor: Radiación, convección y conducción.
• Capacidad Calorífica: Es la capacidad que tienen las sustancias para absorber calor.
• Conductividad Térmica: Es la capacidad que tiene un material para conducir el calor.

Diagrama de Cambios de Estado

Sólido

Solidificación <---> Sublimación

Fusión <---> Cristalización

Líquido <---> Gas

Vaporización

Condensación

Universo y Ondas

• Modelo Heliocéntrico: El Sol es el centro del sistema solar y los planetas giran a su alrededor.
• Modelo Geocéntrico: La Tierra es el centro del universo y el Sol y los planetas giran a su alrededor.
• Cuerpos Celestes: Estrellas, planetas y cometas.
• Rotación: La Tierra da una vuelta completa sobre su eje y tarda 24 horas.
• Traslación: La Tierra, a la vez que gira sobre su eje, se mueve alrededor del Sol.
• Composición del Universo: Energía oscura, materia ordinaria, materia oscura y materia fría.
• Planetas del Sistema Solar: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
• Onda: Es la propagación de una perturbación en alguna propiedad de un medio.
• Partes de una Onda: Amplitud, longitud, valle y equilibrio.
• Tipos de Ondas: Mecánicas y electromagnéticas.
• Espectro de Luz: Es la distribución de energía en diferentes longitudes de onda dentro del rango visible del espectro electromagnético.

Otros Conceptos

• En el cerebro, al igual que en el cuerpo humano entero, se puede producir electricidad a través de reacciones de sus células.
• La contaminación es la presencia de sustancias o elementos dañinos para los seres humanos y los ecosistemas.