Ejercicios magnetismo

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intensidad del campo gravitatorio

Gravedad

Los efectos de la gravedad son siempre atractivos, y la fuerza resultante se calcula respecto del centro de gravedad de ambos objetos (en el caso de la Tierra, el centro de gravedad es su centro de masas, al igual que en la mayoría de los cuerpos celestes de características homogéneas).

La gravedad tiene un alcance teórico infinito, sin embargo, la fuerza es mayor si los objetos están próximos, y mientras se van alejando dicha fuerza pierde intensidad. La pérdida de intensidad de esta fuerza es proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Por ejemplo, si se aleja un objeto de otro al doble de distancia, entonces la fuerza de gravedad será la cuarta parte.

Se trata de una de las cuatro fuerzas fundamentales observadas en la naturaleza, siendo la responsable de los movimientos a gran escala que se observan en el Universo: la órbita de la Luna alrededor de la Tierra, la órbita de los planetas alrededor del Sol, etcétera.

El término «gravedad» se utiliza también para designar la intensidad del fenómeno gravitatorio en la superficie de los planetas o satélites.

Isaac Newton fue el primero en darse cuenta que la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedad terrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es de la misma naturaleza; esta idea le llevó a formular la primera teoría general de la gravitación, la universalidad del fenómeno, expuesta en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

La teoría de la relatividad general, hace un análisis diferente de la interacción gravitatoria. De acuerdo con esta teoría puede entenderse como un efecto geométrico de la materia sobre el espacio-tiempo. Cuando una cierta cantidad de materia ocupa una región del espacio-tiempo, ésta provoca que el espacio-tiempo se deforme. Visto así, la fuerza gravitatoria no es ya una misteriosa "fuerza que atrae" sino el efecto que produce la deformación del espacio-tiempo, de geometría no euclídea, sobre el movimiento de los cuerpos. Dado que todos los objetos (según esta teoría) se mueven en el espacio-tiempo, al deformarse este espacio, parte de esa velocidad será desviada produciéndose aceleración en una dirección, que es la denominada fuerza de gravedad.

caida libre e influencia de la gravedad

influencia gravitacional

La gravedad (o más correctamente aceleración de gravedad) es la aceleración con la cual se mueven los cuerpos al caer. El fenómeno de la caída de un cuerpo se produce debido a la fuerza de gravedad, que es la fuerza con la cual el planeta tierra atrae a los cuerpos cercanos a su superficie.

El valor de la gravedad es de 9,81m/s2. Sin embargo, para simplificar las operaciones al momento de hacer cálculos, suele utilizarse el valor de 10m/s2.

Al ser la gravedad un tipo de aceleración sus unidades se expresan en metros sobre segundos al cuadrado.

Caida libre con rozamiento del aire

Rozamiento del aire

Plutarco, Platón y Aristóteles, los padres del snobismo intelectual, enseñaron que la expe­rimentación era propia solamente de esclavos, y que las leyes de la naturaleza podían ser deducidas meramente mediante el uso del agudo intelecto humano, y Aristóteles usó este agudo intelecto para dedu­cir que los cuerpos más pesados caen hacia el suelo más rápidamente, que los hombres tienen más dien­tes que las mujeres, que la Tierra es el centro del universo, que los cuerpos celestes nunca cambian, y mucha más de esa sabiduría, pues era un prolífico escritor. De hecho, Aristóteles fue batido en su propio terreno, por aguda deducción intelectual sin ayuda de observación experimental. Mucho antes de que Galileo Galilei arrojara las esferas de madera y de piedra desde la torre inclinada de Pisa, [Ar­químedes] hizo la interesante pregunta: "Si una piedra de 10 unidades de peso cae diez veces más de­prisa que una de una libra, ¿qué ocurrirá si ato ambas piedras? ¿Caerá el conjunto más deprisa que la piedra de 10 porque pesa 11, o más lentamente porque la piedra de 1 retardará la de 10?

Desde Galileo sabemos que en todas las hipótesis la velocidad de caída es la misma... aproximadamente, si prescindimos de la resistencia del aire. Pero si la tomamos en consideración, la piedra de 10 kg cae más aprisa que una de 1 kg, pues dicha resistencia es comparativamente mayor en ésta.

Algunos autores que aportaron a la caida libre

Autores

Albert Einstein

Einstein realizo una diversa clase de experimentos los cuales se basaban en la relatividad de la materia, una de sus investigaciones fue, en el que realizó una ampliación de la hipótesis de los cuantos, establecida por M.Planck en 190, y cuya significación no se comprendió ni aceptó hasta que N.Bohr expuso su teoría atómica (1913). Entre 1914 y 1915 sentó las bases de la teoría general de la relatividad, que recibiría su primera confirmación experimental (desviación de la luz por parte de los campos gravitatorios) durante el eclipse solar que se produjo en 1919, con lo que Einstein obtuvo finalmente el reconocimiento mundial.

Leonardo da Vinci

Como científico, se ocupó del estudio de la mecánica, aceptando las nociones fundamentales de la estática aristotélica y el concepto medieval del ímpetu. Estudió el movimiento de los proyectiles, la caída libre de los cuerpos, el choque y la percusión, tratando nociones tales como la fuerza y el tiempo, que consideraba infinitos, y el peso, que concebía como finito. Dividió el movimiento en cuatro tipos, de acuerdo con el método geométrico que requería su tratamiento; el directo (en línea recta), curvo, circular y helicoidal. En el campo de la óptica estudió los efectos de las lentes esféricas. En el campo de las matemáticas, se ocupó de problemas susceptibles de admitir una solución geométrica obtenida por métodos empíricos, lo que condujo, por ejemplo a desarrollar un sistema para determinar el centro de gravedad de una pirámide y las transformaciones recíprocas en los sólidos. Como astrónomo, fue precursor del modelo de Copérnico (aceptaba la inmovilidad del Sol), aunque nunca llegó a asumir completamente el heliocentrismo. Está considerado como uno de los creadores de la hidrodinámica y como el precursor de la ciencia moderna. La mayoría de sus trabajos están relacionados con sus estudios e investigaciones científicas y se encuentran recogidos en códices.

Isaac Newton

En la primera, con el cálculo de de fluxiones; en la segunda, con el desarrollo y la sistematización de la llamada mecánica clásica, basada en la teoría de la gravitación universal por él enunciada, además de diversas contribuciones en el campo de la óptica (teoría corpuscular de la luz y leyes de reflexión y refracción de ésta). En 1679 reanudó sus estudios de dinámica (abandonados en 1666) y enunció proposiciones sobre las leyes de Kepler. La teoría newtoniana que se extendió y afianzó con los aportes de pensadores como M de Mauperius, Voltaire, etc., gozó de reconocimiento universal hasta los trabajos de Mach, Lorentz, Poincaré y Einstein que culminaron con el enunciado de la teoría de la relatividad, la cual destruyó los conceptos de espacio tiempo absolutos e incluyó el sistema newtoniano como un caso particular.

Galileo Galilei

Su análisis de la física aristotélica le permitió demostrar la falsedad del postulado según el cual la aceleración de la caída de los cuerpos, en caída libre, era proporcional a su peso, y conjeturó que en el vacío todos los cuerpos caen con igual velocidad. Demostró también que la distancia recorrida por un móvil en caída libre es inversamente proporcional al cuadrado del tiempo. Limitado por la imposibilidad de medir tiempos cortos y con la intención de disminuir los efectos de la gravedad, se dedicó al estudio del plano inclinado, lo que le permitió comprobar la independencia de las leyes de la caída de los cuerpos respecto de su peso y demostrar que la aceleración de dichos planos es constante. Basándose en la descomposición de fuerzas que actúan sobre un móvil, demostró la compatibilidad entre el movimiento de rotación de la Tierra y los movimientos particulares de los seres y objetos situados sobre ella.

Nicolás Copérnico

En el terreno de la astronomía demostró que los movimientos aparentes de los cuerpos podían explicarse admitiendo la rotación de la Tierra entorno a su eje y su desplazamiento anual alrededor del Sol. Por ello es considerado el fundador de la moderna astronomía. Las implicaciones filosóficas que ello representaba, al despojar al hombre de su privilegiada posición central en el universo, hicieron que Copérnico no se decidiese a publicar su obra De revolutionibus orbium caelestium, por la reacción que temía despertar en los círculos eclesiásticos. Su obra, que vio la luz poco antes de cumplirse el año de su muerte, fue efectivamente prohibida por considerársela herética. En dicha obra expuso su hipótesis heliocéntrica, según la cual el movimiento aparente del Sol obedece al movimiento real de la Tierra (Sistema de Copérnico).Galileo, 137 años después observó las fases de Venus , predicha en su día por Copérnico, confirmándose así, por vía experimental, la hipótesis del astrónomo polaco.

Teoria de la caida libre

Siempre hemos visto a Galileo Galilei como la persona que demostró, en el siglo XVII, que el modelo geocéntrico de Ptolomeo no era verdad, sino que el correcto era el heliocéntrico de Copérnico. Siempre le hemos visto como la persona a la que casi le condenan a cadena perpetua por decir que la Tierra gira alrededor del Sol. Sin embargo, Galileo fue mucho más que eso.

Nacido en Pisa en 1564, ya desde joven se comenzó a interesar por las ciencias. Pero, durante toda su vida, en lo que más se concentró fue en la astronomía y en la física.
La caída de los cuerpos


Ya desde joven, Galileo se dio cuenta de que la ley que había enunciado Aristóteles sobre la caída de los cuerpos, aquello de que la masa es proporcional a la velocidad, no parecía encajar muy bien. De esta manera, y para investigar y comprender las caídas de los cuerpos, Galileo mandó construir un raíl de madera de siete metros, muy bien pulido para que hubiera poco rozamiento, y por el cual poder tirar bolas y estudiar su movimiento.

Galileo, sin saberlo, inventó el método científico, ya que a la hora de investigar, primero observaba, luego formulaba hipótesis, experimentaba y, en último lugar, llegaba a conclusiones y enunciaba leyes. Y como no, aplicó este método al estudio de la caída de los cuerpos.

Según él decía, si se dejaban caer dos bolas desde la misma altura, las dos caerían al mismo tiempo, ya que la masa es independiente de la velocidad. Así, usando el raíl de madera, tiró muchas veces bolas de distinto tamaño, y midió el espacio que recorrían con puntos (que equivalían a unos 0,094 cm). En esta época el tiempo era algo más difícil de medir. Galileo tenía tres métodos para medirlo:
- Con un péndulo (que no era una manera muy práctica).
- Tocando el laúd. Al igual que su padre, Galileo tocaba muy bien este instrumento, así que en varias ocasiones lo que hacía era dejar caer la bola y comenzar a tocar. Una vez la bola llegaba al final, dejaba de tocar y contaba las notas hasta el punto en el que había parado. Aunque parezca increíble, con esta técnica conseguía medidas bastante precisas.

CORRIENTE ELECTRICA

CORRIENTE ELECTRICA
La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C•s-1 (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, lo que se aprovecha en el electroimán.

POLOS MAGNETICOS

POLOS MAGNETICOS
Los polos magnéticos son dos puntos de la superficie de la Tierra donde se encuentran sus líneas de fuerzas magnéticas. La Tierra actúa como un enorme imán debido a existencia de una masa de hierro en su núcleo. Corrientes eléctricas en el núcleo generan la mayor parte del campo magnético, aunque un 10% sean producidos por corrientes de la ionosfera. Los polos cambian de posición lentamente, pero permanecen a cerca de 1.600 Km de los polos geográficos que determinan el eje de rotación de la Tierra. Las brújulas simples son usadas en la navegación desde el siglo XII y sus agujas son atraídas para el polo norte magnético.

TEORIA MODERNA DEL MAGNETISMO

TEORIA

El magnetismo es el resultado del movimiento de los electrones en los átomos de las sustancias. Por lo tanto el magnetismo es una propiedad de la carga en movimiento y está estrechamente relacionado con el fenómeno eléctrico. De acuerdo con la teoría clásica, los átomos individuales de una sustancia magnética son, en efecto, diminutos imanes con polos norte y sur. La polaridad magnética de los átomos se basa principalmente en el espín de los electrones y se debe sólo en parte a sus movimientos orbitales alrededor del núcleo.
Además, los campos magnéticos de todas las partículas deben ser causados por cargas en movimiento y tales modelos nos ayudan a describir los fenómenos .Los átomos en un material magnético están agrupados en microscópicas regiones magnéticas a las cuales se aplica la denominación de dominios. Se piensa que todos los átomos dentro de un dominio están polarizados magnéticamente alo largo de un eje cristalino. En un material no magnetizado, estos dominios se orientan en direcciones al azahar Se usa un punto para indicar que una flecha está dirigida hacia afuera del plano, y una cruz indica una dirección hacia adentro del plano. Si un gran número de dominios se orientan en la misma dirección el material mostrará fuertes propiedades magnéticas.
La teoría del magnetismo demuestra que para gran número de los efectos magnéticos observados en la materia. Por ejemplo, una barra de hierro no magnetizada se puede transformar en un imán simplemente sosteniendo otro imán cerca de ella o en contacto con ella. Este proceso, llamado inducción magnética. Las tachuelas se convierten por inducción en imanes, temporalmente. Observe que las tachuelas de la derecha se magnetizaron, a pesar de que en realidad no se han puesto en contacto con el imán. La inducción magnética se explica por medio de la teoría del dominio.
La introducción de un campo magnético provoca la alineación de los dominios, y eso da por resultado la magnetización.
El magnetismo inducido suele ser sólo temporal, y cuando se retira el campo los dominios gradualmente vuelven a estar desorientados. Si los dominios permanecen alineados en cierto grado después de que el campo se ha eliminado, se dice
que el material está permanentemente magnetizado. La capacidad de retener el magnetismo se conoce como retentividad.

¿QUE ES UN CAMPO ELECTRICO?

campo electrico

El campo eléctrico, en física, es un ente físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.1 Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica

FUENTES DEL CAMPO MANGETICO

FUENTES DE CAMPOS MAGNETICOS

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan. Una de ellas es una corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático. Por otro lado una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.
La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampère. El caso más general, que incluye a la corriente de desplazamiento, lo da la ley de Ampère-Maxwell.

¿QUE ES EL MAGNETISMO EN LA FISICA?

MAGNETISMO EN LA FISICA

Propiedad de los imanes y las corrientes eléctricas de ejercer acciones a distancia, tales como atracciones y repulsiones mutuas, imanación por influencia y producción de corrientes eléctricas inducidas

QUE ES MAGNETISMO EN LA QUIMICA?

¿QUE ES EL MAGNETISMO?

Existe en la naturaleza un mineral llamado magnetita o piedra imán que tiene la propiedad de atraer el hierro, el cobalto, el níquel y ciertas aleaciones de estos metales. Esta propiedad recibe el nombre de magnetismo.

CAMPO MAGNETICO

EL CAMPO MAGNETICO

El hecho de que las fuerzas magnéticas sean fuerzas de acción a distancia permite recurrir a la idea física de campo para describir la influencia de un imán o de un conjunto de imanes sobre el espacio que les rodea. Al igual que en el caso del campo eléctrico, se recurre a la noción de líneas de fuerza para representar la estructura del campo. En cada punto las líneas de fuerza del campo magnético indican la dirección en la que se orientará una pequeña brújula (considerada como un elemento de prueba) situada en tal punto. Así las limaduras de hierro espolvoreadas sobre un imán se orientan a lo largo de las líneas de fuerza del campo magnético correspondiente y el espectro magnético resultante proporciona una representación espacial del campo. Por convenio se admite que las líneas de fuerza salen del polo Norte y se dirigen al polo Sur