Apunts, resums, treballs, exàmens i problemes de Física

Què és la Força i els seus Efectes?

La força és una interacció que pot provocar diferents efectes sobre un cos. Aquests efectes poden ser:

• Estàtics: Deformen el cos (per exemple, modelar plastilina o fang).
• Dinàmics: Canvien l'estat de moviment del cos (per exemple, posar en moviment un cotxe aturat o canviar la trajectòria d'una pilota).

Unitats de Mesura de la Força

La unitat de força en el Sistema Internacional és el Newton (N).

Direcció i Sentit de la Força

La força és una magnitud vectorial, és a dir, no només depèn del seu valor (mòdul), sinó també de la seva direcció i sentit. Alguns exemples:

• → → → Direcció: horitzontal; Sentit: dreta
• ← ← ← Direcció: horitzontal; Sentit: esquerra
• ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Direcció:

Moviment i Forces

Conceptes bàsics de cinemàtica

θ (angle): mesurat en radians (rad) o graus. 360° = 2π rad

ν (freqüència): ω/2π

T (període): 2π/ω

s (arc): θ · r, on r és el radi.

s/r: 1 rad

v (velocitat): Δs/Δt

1 rev: 2π rad

ω (velocitat angular): Δθ/Δt

v = ω · r, on ω es mesura en rad/s i v en m/s.

Forces i deformació

F (força): acció o influència capaç de modificar l'estat de moviment (o de repòs) d'un cos o deformar-lo.

1. Canvi d'estat de moviment: la força fa variar el mòdul o la direcció de la velocitat.
2. Deformació: un sòlid rígid és un objecte que no es deforma quan hi apliquem una força.

Si una força aplicada a un cos deformable es desplaça al llarg de la seva línia d'acció, la deformació que produeix canvia....

Dilatació i canvis d'estat de la matèria

Dilatació i contracció

• Dilatació de l'estat sòlid: Quan apliquem calor sobre un sòlid, aquest tendeix a incrementar el volum. La seva massa, malgrat això, es conserva.
• Dilatació de l'estat líquid: Quan apliquem calor sobre un líquid, aquest tendeix a incrementar el volum i a reduir la viscositat. La seva massa, però, es conserva.
• Expansió de l'estat gasós: Quan apliquem calor sobre un gas, aquest tendeix a incrementar el volum. La seva massa, però, es conserva.
• Contracció de l'estat gasós: Quan un gas perd calor, el seu volum tendeix a reduir-se; la seva massa es conserva.
• Contracció de l'estat líquid: Quan un líquid cedeix calor, tendeix a reduir el seu volum i a incrementar la seva viscositat.

El Sistema Solar i l'Univers: Components Clau

El Sol: El Nostre Estel Central

El Sol és un estel de color groc, situat gairebé a la meitat de la seva vida. Aproximadament el 75% del Sol està compost d'Hidrogen (H) i la resta és principalment Heli (He). La seva massa representa el 99,8% de tot el sistema solar i exerceix una important atracció gravitatòria.

Els Planetes del Sistema Solar

Planetes Interiors

• Mercuri: És el planeta més petit. La primera exploració va ser realitzada el 1974, i va mostrar nombrosos cràters produïts per impactes de meteorits.
• Venus: L'estudi d'aquest planeta va començar el 1960. Té una estructura similar a la Terra i és volcànicament actiu. La seva atmosfera és de CO2 i produeix un intens efecte hivernacle.

Tipus Fonamentals de Grafs

Grafs Bàsics

• Graf Nul d'ordre n, Nn

  És un graf d’ordre $n$ i mida $0$.

• Graf Trivial

  És el graf $N_1$ (ordre 1).

• Graf Complet d'ordre n, Kn

  És un graf d’ordre $n$ amb totes les arestes possibles.

  • Mida de $K_n = \frac{n(n-1)}{2}$

• Graf Trajecte d'ordre n, Tn = (V, A)

  És un graf d’ordre $n$ i mida $n - 1$ amb conjunt d’arestes $A = \{x_1x_2, x_2x_3, \dots, x_{n-1}x_n\}$.

  • Grau mínim $\delta(T_n) = 1$ i grau màxim $\Delta(T_n) = 2$.

• Graf Cicle d'ordre n, n >= 3, Cn = (V, A)

  És un graf d’ordre $n$ i mida $n$ amb conjunt d’arestes $A = \{x_1x_2, x_2x_3, \dots, x_{n-1}x_n, x_nx_1\}$.

  • Grau mínim i màxim: $\delta(C_n) = \Delta(C_n) = 2$.

• Graf Roda d'ordre n, n >= 4, Wn = (V, A)

  És un graf d’ordre $n$ i mida $2n

Acústica: Naturalesa del so

El so es transmet per l'aire, un element elàstic. El focus genera una pertorbació que viatja a través de l'aire tot i que aquest no es desplaci.

SO: Ona mecànica que es propaga en un medi material mitjançant variacions de pressió.

Com percebem el so

L'oïda recull la vibració del so a través del timpà. La capacitat d'escoltar-lo depèn de la freqüència. Som capaços de distingir tres característiques fonamentals:

• Intensitat: So fort o fluix. Es mesura en W/m²
• Freqüència: L'oïda humana distingeix sons entre 20 i 20.000 Hz
• Timbre: Relacionat amb la forma de l'ona (so pur: P=Pmax sin(t-x/f))

Som capaços de sentir i distingir la freqüència dominant i la secundària. La velocitat de propagació és més elevada...

El Big Bang

Segons aquesta teoria (Big Bang Theory, no "big ban" com de vegades s'anomena), la matèria era un punt infinitament petit i d'altíssima densitat que, en un moment donat, va explotar i es va expandir en totes les direccions, creant el que coneixem com el nostre univers, el qual inclou també l'espai i el temps. Això va passar fa uns 13.800 milions d'anys. Els físics teòrics han aconseguit reconstruir aquesta cronologia dels fets a partir d'1/100 de segon després del Big Bang. Després de l'explosió, alhora que l'univers s'expandia (de la mateixa manera que en inflar un globus aquest va ocupant més espai), es va refredar prou i es van formar les primeres partícules subatòmiques: electrons, positrons, fons, barions, neutrins,...

La Terra, el Cel i l'Univers: La Visió Grega

Com entenien els filòsofs grecs la realitat?

Els elements primers de la realitat (Arkhé i els 4 elements)

• L'Arkhé: Totes les substàncies deriven d'un únic principi (*arkhé*) i es van transformant fins a donar forma als elements.
• Els 4 elements de la natura: Tot el que coneixem es forma a partir de la terra, l'aire, l'aigua i el foc.

La forma de la Terra: De plana a esfèrica

Propietats Elèctriques de la Matèria

L'Electrització de la Matèria

Els fenòmens d'electrització de la matèria es coneixen des de molt antic. La primera referència escrita es deu a un filòsof anomenat Tales de Milet, que va provar de fregar un tros d'ambre amb una tela. L'ambre adquiria la propietat d'atraure plomes petites i bocins de palla.

L'electrització de la matèria és el fenomen pel qual un cos adquireix propietats elèctriques.

Aquestes propietats s'identifiquen gràcies a les interaccions, d'unes característiques molt definides, que un cos experimenta quan s'electritza. A què es pot deure la qualitat que adquireixen l'ambre i el plàstic en fregar-los? No va ser fins ben entrat el segle XVI per començar a trobar respostes....

Conceptes Fonamentals de Química i Física

La Taula Periòdica i els Elements

La taula periòdica: els elements hi apareixen ordenats en ordre creixent segons el seu nombre atòmic. Conté 18 columnes (famílies) i 7 files horitzontals (períodes).

• Metalls: Són bons conductors de la calor i de l'electricitat.
• Gasos nobles: Són elements químicament estables.

Ions i Càrregues

Ió: Un àtom que guanya o perd electrons.

• Anió: Quan un àtom guanya un o més electrons i les càrregues negatives són més grans que les positives.
• Catión: Quan un àtom perd electrons, resultant en una càrrega neta positiva.

Canvis Químics i Físics

Canvi Químic

Canvi químic: L'aparició de substàncies noves.

• Reacció química: Els reactius es transformen en productes.