Electromagnetismo

Preguntas teóricas PAU Física, curso 2009-10

Preguntas teóricas
Tema 1. Fundamentos de mecánica ● Momento lineal y conservación ● Momento angular de una partícula ● Conservación de la energía Tema 2. Oscilaciones y ondas ● Clases de ondas ● Energía del movimiento armónico simple ● Principio de Huygens Tema 3. Interacción gravitatoria ● Leyes de Kepler ● Ley de la gravitación universal ●Energía potencial gravitatoria Tema 4. Interacción electromagnética ● Carga eléctrica. Ley de Coulomb ● Energía potencial y potencial eléctricos ● Inducción electromagnética: leyes de Faraday y Lenz Tema 5. Óptica ● Naturaleza de la luz ● Leyes de la reflexión y la refracción ● Defectos de la visión: ametropías Tema 6. Física moderna ● Relatividad especial. Postulados y repercusiones ● Concepto defotón. Dualidad onda-corpúsculo ● Tipos de radiaciones nucleares Tranversales ● Interacciones fundamentales ● Aplicaciones de la Física: tecnología y sociedad

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Momento lineal (cantidad de movimiento) y conservación
Se llama momento lineal o cantidad de movimiento de una partícula al producto de su masa por su velocidad: r r p=mv Es una magnitudvectorial que tiene la dirección y el sentido del vector velocidad. Se mide en kg·m/s en el SI. El momento lineal da cuenta del movimiento de un cuerpo en proporción a su masa. Así, dos cuerpos tienen momentos lineales diferentes si sus masas son distintas, aunque se muevan a la misma velocidad (ej.: un camión a 20 km/h posee más cantidad de movimiento que una bicicleta a 20 km/h), o si se mueven adistinta velocidad aunque tengan igual masa. El momento lineal de un cuerpo puede cambiar a lo largo del tiempo si cambia su velocidad (ej.: un coche que acelera o frena), o si cambia su masa (ej.: un cohete que va quemando combustible). El momento lineal de un sistema de partículas es la suma de los momentos lineales de cada una de las partículas que constituyen el sistema:
r p=

i =1

∑ pi

Nr

En Dinámica se redefine la magnitud “fuerza” como la variación temporal del momento lineal: r r r dp d (m v ) r r dm = = ma + v F= dt dt dt Esta formulación permite deducir las leyes de Newton como un caso particular cuando la masa es constante. Principio de conservación del momento lineal r r r r Como F = dp / dt , si F = 0 → p = cte . Este resultado se conoce como principio deconservación del momento lineal, que puede expresarse así:

Si tenemos un cuerpo aislado sobre el que no actúan fuerzas, o si la fuerza neta sobre el cuerpo es nula, su momento lineal se mantiene constante.
El principio de conservación es fundamental en la dinámica de colisiones. Por ejemplo, para un r r r sistema de dos partículas: p = p1 + p2 = cte ; es decir, la suma de los momentos lineales de cadapartícula vale lo mismo antes y después de la colisión; o dicho de otro modo: cuando dos partículas interaccionan, la variación de la cantidad de movimiento de una de ellas es igual y de sentido opuesto a la variación de la cantidad de movimiento de la otra. La Física no admite excepciones al principio de conservación en la naturaleza. Cuando en algún experimento se observa que no se cumple, sepropone la existencia de alguna partícula desconocida. Esta metodología ha llevado al descubrimiento, por ejemplo, del neutrón y del neutrino.

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Momento angular (cinético) de una partícula
El momento angular (o momento cinético) de una partícula con respecto a un punto O es el r producto vectorial de su vector de posición ( r ), con respecto a dichopunto, por su momento lineal r ( p ): r r r L =r ×p r r r Como p = m v , donde m es la masa y v la velocidad de la partícula, se puede reescribir la r r r definición como: L = m r × v . El momento angular se mide en kg·m2/s en el SI.

r r r L es una magnitud vectorial, perpendicular a r y a v . Su módulo es L = m r v senα , donde α es el ángulo
r r que forman r y v . r r Si r y v son...