Lecciones de Physics

10 lecciones

Corriente eléctrica, diferencia de potencial y circuitos eléctricos – La corriente eléctrica es la rapidez con la que fluye la carga, I = Q/t, y se mide en amperios con un amperímetro conectado en serie. La diferencia de potencial es el trabajo para mover una unidad de carga entre dos puntos, V = W/Q, y se mide en voltios con un voltímetro conectado en paralelo. La carga solo circula en un circuito cerrado.
Efecto calorífico de la corriente eléctrica – Cuando la corriente pasa por una resistencia, la energía eléctrica se convierte en calor. Ley de Joule: H = I²Rt, así que el calor crece con el cuadrado de la corriente, con la resistencia y con el tiempo. Estufas, planchas, tostadoras, bombillas y fusibles usan este efecto.
Efecto magnético de la corriente eléctrica – Un cable por el que pasa corriente eléctrica crea un campo magnético a su alrededor. El campo forma círculos alrededor de un cable recto, es casi recto en el centro de una espira y es uniforme dentro de un solenoide, que entonces actúa como un imán de barra.
El ojo humano: partes, acomodación y defectos de la visión – El ojo es una cámara hecha de partes vivas. La córnea y el cristalino desvían la luz y forman en la retina una imagen real e invertida. Los músculos ciliares cambian el grosor del cristalino para ver nítido de lejos y de cerca (acomodación). Si el globo ocular es demasiado largo o demasiado corto, o si el cristalino se endurece, la imagen no cae en la retina; la lente correcta la devuelve a su sitio.
Lentes esféricas: imágenes, fórmula de las lentes y potencia – Una lente convexa (convergente) es más gruesa en el centro y hace que los rayos paralelos se junten en su foco; una lente cóncava (divergente) es más delgada en el centro y abre los rayos como si salieran de su foco. Con dos rayos sencillos (uno paralelo al eje y otro que pasa por el centro óptico) se encuentra la imagen para cualquier posición del objeto. Una lente convexa da imágenes reales e invertidas si el objeto está más lejos que F₁, y una imagen virtual, derecha y aumentada si está dentro de F₁; una lente cóncava siempre da una imagen virtual, derecha y más pequeña. La fórmula de las lentes 1/v − 1/u = 1/f, el aumento m = v/u y la potencia P = 1/f (con f en metros, unidad dioptría) sirven para resolver problemas de lentes.
Ley de Ohm – A temperatura constante, la corriente que pasa por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre sus extremos: V = I × R. R es la resistencia, que se mide en ohmios (Ω); 1 Ω = 1 V/1 A. La gráfica V–I de un conductor óhmico es una recta que pasa por el origen.
Reflexión de la luz: espejos planos y esféricos – La luz rebota en una superficie brillante de modo que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Un espejo plano da una imagen virtual, derecha y del mismo tamaño, tan lejos detrás del espejo como está el objeto delante. Un espejo cóncavo puede dar imágenes reales o virtuales según dónde esté el objeto; un espejo convexo siempre da una imagen virtual, derecha y más pequeña. La fórmula del espejo 1/v + 1/u = 1/f y el aumento m = −v/u (con la convención de signos cartesiana) permiten hallar la imagen sin dibujar.
Refracción de la luz: leyes, índice de refracción y lámina de vidrio – La luz cambia de velocidad cuando pasa de un medio transparente a otro, y por eso se desvía en la frontera (salvo que llegue siguiendo la normal). Al entrar en un medio ópticamente más denso va más lenta y se acerca a la normal; al salir va más rápida y se aleja. Para un par de medios, sen i / sen r se mantiene constante (ley de Snell); esa constante es el índice de refracción, que también es el cociente de las velocidades de la luz, n = c/v. En una lámina rectangular de vidrio, el rayo que sale es paralelo al rayo que entró, pero queda desplazado hacia un lado (desplazamiento lateral).
Refracción en un prisma, dispersión de la luz y arcoíris – Un prisma de vidrio desvía la luz dos veces, siempre hacia su base; el giro total es el ángulo de desviación. Cada color de la luz blanca se desvía un poco distinto (el violeta más, el rojo menos), así que el prisma abre la luz blanca en un espectro de colores. Un segundo prisma invertido los vuelve a juntar en luz blanca. Las gotas de lluvia actúan como prismas diminutos con un espejo atrás, y así aparece el arcoíris.
Resistencias en serie y en paralelo – En serie, las resistencias forman un solo camino: por todas pasa la misma corriente, los voltajes se suman y R_s = R₁ + R₂ + R₃. En paralelo, cada resistencia tiene su propia rama: el voltaje en cada una es el mismo, las corrientes se suman y 1/R_p = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃, así que R_p es menor que la resistencia más pequeña.