Grado 11
  1. Mecánica  1.1. dinámico  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos y tres dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y rapidez  1.1.5. Aceleración y desaceleración  1.1.6. Análisis gráfico del movimiento  1.1.7. Ecuaciones del movimiento (deducciones avanzadas)  1.1.8. Caída libre y velocidad terminal  1.1.9. Movimiento de proyectiles  1.1.10. Velocidad relativa en una y dos dimensiones  1.1.11. Movimiento de un coche en un plano inclinado  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton y sus aplicaciones  1.2.2. Inercia y la primera ley de Newton  1.2.3. Fuerza y tipos de fuerza  1.2.4. Fricción estática y cinética  1.2.5. Movimiento circular y aceleración centrípeta  1.2.6. Movimiento circular no uniforme  1.2.7. Peralte de carreteras y curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservación del momento en una y dos dimensiones  1.2.10. Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por una fuerza constante y variable  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética y potencial  1.3.4. Energía potencial gravitacional y elástica  1.3.5. Conservación de la energía mecánica  1.3.6. Energía y potencia instantánea  1.3.7. Eficiencia de las máquinas  1.3.8. Trabajo realizado por fuerzas conservativas y no conservativas  1.4. Movimiento rotacional  1.4.1. Torsión y aceleración angular  1.4.2. Equilibrio rotacional  1.4.3. Momento de inercia y sus aplicaciones  1.4.4. Momento angular y su conservación  1.4.5. Energía cinética del movimiento de rodadura y rotación  1.4.6. Teorema del Eje Paralelo y Perpendicular  1.4.7. Dinámica del movimiento rotacional
  2. Fuerza gravitacional  2.1. Gravitación universal  2.1.1. La ley de gravitación universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional y potencial  2.1.3. Cambio en la aceleración debido a la gravedad  2.1.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  2.1.5. Mecánica orbital y satélites  2.1.6. Velocidad de escape y velocidad orbital  2.1.7. Ingravidez y caída libre  2.1.8. Energía potencial gravitacional y energía en órbitas  2.1.9. Agujeros negros y lente gravitacional
  3. Propiedades de la materia  3.1. Mecánica de fluidos  3.1.1. Densidad y presión en líquidos  3.1.2. La teoría de Pascal y sus aplicaciones  3.1.3. Principio de Arquímedes y Flotabilidad  3.1.4. Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones  3.1.5. Ecuación de continuidad y el efecto Venturi  3.1.6. Tensión superficial y capilaridad  3.1.7. Viscosidad y la Ley de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds y turbulencia  3.2. Elasticidad y deformación  3.2.1. La ley de Hooke y la relación tensión-deformación  3.2.2. Módulo de elasticidad y aplicaciones  3.2.3. Deformación y límite elástico de los sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor y temperatura  4.1.1. Propiedades termométricas y escala de temperatura  4.1.2. Expansión térmica de sólidos, líquidos y gases  4.1.3. Sistema de transferencia de calor  4.1.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  4.1.5. Calor latente y cambio de fase  4.2. Teoría cinética de los gases  4.2.1. Modelo molecular de los gases  4.2.2. Explicación cinética de la temperatura  4.2.3. Ecuación de Gas Ideal y Desviaciones  4.2.4. Camino libre medio y distribución de Maxwell–Boltzmann  4.3. Leyes de la Termodinámica  4.3.1. Zeroth Law y Equilibrio Térmico  4.3.2. Primera Ley y Energía Interna  4.3.3. La Segunda Ley y la Entropía  4.3.4. Ciclo de Carnot y motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores y bombas de calor
  5. Ondas y oscilaciones  5.1. Movimiento Armónico Simple  5.1.1. Ecuaciones del MHS  5.1.2. Energía en MAS  5.1.3. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  5.1.4. Resonancia y aplicaciones  5.1.5. Péndulo y sistema masa-resorte  5.2. Movimiento ondulatorio  5.2.1. Tipos de ondas mecánicas  5.2.2. Movimiento ondulatorio y transporte de energía  5.2.3. Principio de Superposición y Ondas Estacionarias  5.2.4. Reflexión, Refracción y Difracción  5.2.5. Efecto Doppler en sonido y luz  5.2.6. Pulsaciones e interferencia
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Electrostática  6.1.1. Carga eléctrica y conservación  6.1.2. La ley de Coulomb y sus aplicaciones  6.1.3. Campo eléctrico y flujo eléctrico  6.1.4. Potencial eléctrico y energía potencial  6.1.5. Capacitancia y energía almacenada en un condensador  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. La ley de Ohm y la resistencia eléctrica  6.2.2. Resistividad y dependencia de la temperatura  6.2.3. Leyes de Kirchhoff y análisis de circuitos  6.2.4. Potencia eléctrica y eficiencia  6.2.5. Combinación de resistencias  6.3. Magnetismo y electromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos y sus fuentes  6.3.2. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento  6.3.3. Inducción electromagnética  6.3.4. Leyes de Faraday y Lenz  6.3.5. Inductancia y Transformador  6.3.6. Corriente alterna y sus aplicaciones
  7. Óptica  7.1. Reflexión y Refracción  7.1.1. leyes de reflexión y refracción  7.1.2. Espejos y lentes  7.1.3. Reflexión interna total y fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferencia y Difracción  7.2.2. Experimento de la doble rendija de Young  7.2.3. Polarización de la luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efecto fotoeléctrico y la teoría de Einstein  8.1.2. Dualidad onda-partícula  8.1.3. El principio de incertidumbre de Heisenberg  8.1.4. Efecto Compton  8.2. Física Atómica y Nuclear  8.2.1. Modelo atómico y niveles de energía  8.2.2. Desintegración radiactiva y vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear
  9. Electrónica y Comunicación  9.1. Semiconductores  9.1.1. uniones pn y diodo  9.1.2. Transistores y compuertas lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados y Aplicaciones  9.2. Sistemas de comunicación  9.2.1. Conceptos básicos de la comunicación analógica y digital  9.2.2. Comunicación Inalámbrica y Óptica  9.2.3. Modulación y Demodulación

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Magnetismo y electromagnetismo


El magnetismo y el electromagnetismo son temas fascinantes en física que tratan sobre las propiedades e interacciones de los campos magnéticos y las corrientes eléctricas. Juntos, forman una parte vital de nuestra comprensión de cómo funcionan las fuerzas eléctricas y magnéticas, y tienen innumerables aplicaciones en la tecnología moderna.

Magnetismo

El magnetismo es una fuerza que resulta del movimiento de cargas eléctricas. Es una propiedad fundamental de ciertos materiales que les permite atraer o repeler otros materiales. El ejemplo más común de magnetismo es un imán, que es un objeto que produce un campo magnético.

Un campo magnético es la región alrededor de un material magnético o de una carga eléctrica en movimiento, donde se puede observar la fuerza del magnetismo. Puedes pensar en ello como un campo invisible que rodea un imán y ejerce una fuerza sobre otros objetos magnéticos dentro del campo.

Líneas de campo magnético

En la figura anterior, el rectángulo representa un imán, y las líneas son líneas de campo magnético, que muestran la dirección de la fuerza magnética. Las líneas rojas representan la dirección norte, mientras que las líneas azules representan la dirección sur. Esta ilustración nos ayuda a entender que las líneas de campo magnético emergen del polo norte del imán y entran por el polo sur.

Polo magnético

Los imanes tienen dos polos: norte (N) y sur (S). Estos polos son las áreas donde la fuerza magnética es más fuerte. Cuando acercas dos imanes uno al otro:

  • Los polos iguales (NN o SS) se repelen entre sí.
  • Los polos opuestos (NS) se atraen entre sí.

El comportamiento de los polos magnéticos es un aspecto esencial del magnetismo. Comprender esto nos ayuda en diversas aplicaciones como la brújula, donde la aguja se alinea con el campo magnético de la Tierra.

Magnetismo de la Tierra

La propia Tierra actúa como un imán gigante. Su campo magnético se extiende por todo el planeta. Por eso una brújula funciona: se alinea con el campo magnético de la Tierra. Los polos magnéticos de la Tierra no son los mismos que sus polos geográficos, por lo que una brújula apunta al norte magnético en lugar de al norte verdadero.

Electromagnetismo

El electromagnetismo es la interacción entre la electricidad y el magnetismo. Implica cómo un campo magnético es producido por una carga eléctrica en movimiento y cómo un campo magnético puede inducir una corriente eléctrica en un conductor.

Experimento de Oersted

La conexión entre la electricidad y el magnetismo fue descubierta por Hans Christian Oersted en 1820. Observó que la aguja de una brújula magnética se desviaba cuando una corriente eléctrica pasaba a través de un cable cercano. Este descubrimiento mostró que las corrientes eléctricas producen campos magnéticos.

Cable Campo magnético

En la figura puedes ver que un cable que transporta corriente eléctrica produce un campo magnético circular a su alrededor. Esta idea forma la base del electromagnetismo.

Inducción electromagnética

La inducción electromagnética se refiere al proceso de producir corriente eléctrica a partir de un campo magnético cambiante. Este principio fue descubierto por Michael Faraday en 1831. Los experimentos de Faraday demostraron que se puede inducir una corriente eléctrica en un cable cuando se pasa a través de un campo magnético o cuando el campo magnético a su alrededor cambia.

La ley de Faraday de la inducción electromagnética establece:

La fuerza electromotriz (fem) inducida en cualquier circuito cerrado es igual a la negativa de la tasa de cambio de flujo magnético a través del circuito.

Matemáticamente se expresa como:

fem = -dΦ/dt

Donde:

  • fem es la fuerza electromotriz en voltios.
  • Φ es el flujo magnético en weberes.
  • dt es el cambio de tiempo en segundos.

Aplicaciones del magnetismo y el electromagnetismo

El magnetismo y el electromagnetismo tienen muchas aplicaciones en la vida cotidiana y la tecnología:

Motores eléctricos

Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Funcionan con los principios del electromagnetismo, donde se ejerce una fuerza sobre una bobina que transporta corriente en un campo magnético.

Generador

Los generadores operan sobre la inducción electromagnética para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Cuando una bobina de alambre se rota en un campo magnético, se induce una corriente eléctrica en el alambre.

Transformadores

Los transformadores utilizan la inducción electromagnética para aumentar o disminuir la tensión de la electricidad de corriente alterna (CA). Consisten en dos bobinas (primaria y secundaria) envueltas alrededor de un núcleo magnético. Cuando la CA fluye en la bobina primaria, induce una tensión en la bobina secundaria.

Conclusión

Comprender el magnetismo y el electromagnetismo es importante para entender cómo funcionan muchos dispositivos y tecnologías modernas. Estos conceptos resaltan las complejas relaciones entre campos eléctricos y magnéticos, que utilizamos para una variedad de aplicaciones que mejoran nuestra calidad de vida.


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Magnetismo y electromagnetismo

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