Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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Electricidad y Magnetismo


La electricidad y el magnetismo son dos conceptos estrechamente relacionados en la física que tratan con las fuerzas e interacciones entre partículas cargadas. En física de décimo grado, estos temas son fundamentales ya que forman la base para comprender temas de física más complejos en el futuro. Exploremos estos fascinantes temas en detalle.

Electricidad: flujo de carga

La electricidad es el estudio de las cargas eléctricas y sus interacciones. Básicamente, la electricidad trata con el flujo de cargas eléctricas de un lugar a otro. El movimiento de estas cargas se llama corriente eléctrica. La unidad de carga eléctrica es el coulomb, y el flujo de carga se mide en amperios (A).

Carga eléctrica

Hay dos tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. Las cargas iguales se repelen entre sí, mientras que las cargas opuestas se atraen. Esto es similar al comportamiento de dos imanes. La fuerza entre cargas eléctricas puede describirse mediante la ley de Coulomb, que establece que la fuerza entre dos cargas varía directamente con el producto de sus cargas e inversamente con el cuadrado de la distancia entre ellas.

F = k * |q1 * q2| / r^2

Dónde F es la fuerza, k es la constante de Coulomb, q1 y q2 son las cantidades de carga, y r es la distancia entre las cargas.

Corriente eléctrica

La corriente eléctrica es la tasa a la que la carga fluye a través de una superficie. Generalmente es transportada por electrones que se mueven en un cable. La fórmula de la corriente eléctrica es:

I = Q / t

Dónde I es la corriente, Q es la carga eléctrica, y t es el tiempo.

Visualización de la corriente eléctrica

Imagine una manguera de agua. El agua que fluye a través de la manguera representa la corriente eléctrica, y el volumen de agua que fluye representa la carga eléctrica. La velocidad del flujo de agua es análoga a la corriente. A continuación se muestra una representación del flujo de corriente eléctrica en un cable:

Voltaje: la fuerza impulsora detrás de la carga eléctrica

El voltaje, también conocido como diferencia de potencial eléctrico, es la fuerza impulsora que causa que las cargas eléctricas se muevan. Es comparable a la presión que empuja el agua a través de una manguera. El voltaje se mide en voltios (V).

Resistir voltaje

Si imaginas una batería, tiene un cierto voltaje que indica cuánta energía puede proporcionar por carga para mover electrones a través de un circuito. La relación entre voltaje, corriente y resistencia se describe mediante la ley de Ohm:

V = I * R

Dónde V es el voltaje, I es la corriente, y R es la resistencia.

Visualización del voltaje

Considere una batería conectada a una bombilla. El voltaje puede verse como la energía necesaria para empujar electrones a través del filamento de la bombilla, haciendo que la bombilla se ilumine:

Resistencia: oponiéndose al flujo de corriente

La resistencia es la tendencia de un material a resistir el flujo de carga (corriente). Se mide en ohmios (Ω). Diferentes materiales tienen diferentes niveles de resistencia. Por ejemplo, los cables de cobre tienen baja resistencia y conducen bien la electricidad, mientras que el caucho tiene alta resistencia y actúa como un aislante.

Factores que afectan la resistencia

  • Contenido: Los superconductores tienen una resistencia extremadamente baja, los conductores tienen una resistencia aún menor, mientras que los aislantes tienen alta resistencia.
  • Longitud: Los cables más largos tienen mayor resistencia.
  • Área de sección transversal: Los cables delgados tienen mayor resistencia.
  • Temperatura: Las temperaturas más altas generalmente aumentan la resistencia de los conductores.

Ejemplo visual de la ley de Ohm

Magnetismo: fuerzas y campos magnéticos

El magnetismo es una fuerza de atracción o repulsión que actúa a distancia. Es causado por campos magnéticos, que son causados por cargas eléctricas en movimiento. El magnetismo y la electricidad están intrínsecamente conectados porque ambos son aspectos de la fuerza electromagnética.

Polo magnético

Un imán tiene dos polos: norte (N) y sur (S). Los polos opuestos se atraen entre sí, mientras que los polos iguales se repelen. La fuerza magnética es una fuerza sin contacto, es decir, actúa a distancia.

N S

Electromagnetismo

El electromagnetismo describe la relación entre electricidad y magnetismo. Cuando la corriente eléctrica pasa por un cable, crea un campo magnético a su alrededor. Este principio se utiliza en muchas tecnologías, como motores eléctricos y generadores.

Inducción electromagnética

La inducción electromagnética es el proceso de producir corriente eléctrica mediante el movimiento de un campo magnético. Fue descubierto por Michael Faraday y es descrito por la ley de la inducción de Faraday. El principio de la inducción electromagnética se utiliza en la generación de electricidad.

Visualización del campo electromagnético

En la figura que se muestra a continuación, imagine un simple solenoide o bobina a través del cual fluye corriente eléctrica, y se está creando un campo magnético:

Conclusión

La electricidad y el magnetismo no solo son temas fundamentales en la física, sino que están profundamente entrelazados a través de los principios del electromagnetismo. Comprender estos principios no solo nos ayuda a entender la física fundamental, sino que también amplía nuestra comprensión de las tecnologías que dan forma al mundo moderno.


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Electricidad y Magnetismo

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