Óptica

Concepto: En física, la óptica estudia las propiedades ondulatorias de la luz. Aquí se va a interactuar con los objetos muy importantes que son los espejos y los lentes.

ESPEJOS

Cóncavos: Cuando un espejo es cóncavo, y es esférico, la semi esfera se encontrara con vista a la izquierda, aquí deberemos tomar en cuenta el tamaño y distancia del objeto, el radio, centro, y foco del espejo, y lo que se calculara será la ubicación, la naturaleza y el tamaño de la imagen que se reflejará.  

Convexo: Cuando un espejo es convexo, y es esférico, la semi esfera se encontrara con vista a la derecha, aquí deberemos tomar en cuenta el tamaño y distancia del objeto, el radio, centro y foco del espejo, y lo que se calculara será la ubicación, la naturaleza y el tamaño de la imagen que se relejará.

• Esto se deberá calcular para ambos espejos.

Debemos saber que para hallar la distancia focal (df) se debe dividir el radio para dos.

La fórmula que se usa para hallar la distancia de la imagen es: 

La fórmula que se utiliza para hallar el aumento (A) es:

La fórmula que se utiliza para hallar el tamaño de la imagen (Yo) es:

Cóncavo

Convexo

• Si la imagen se encuentra a la derecha de la imagen, será una imagen virtual, pero si se encuentra a la izquierda será una imagen real
• Si el signo del aumento es negativo, la imagen estará de cabeza, pero si el signo es positivo, la imagen estará de pie o derecha. 
• Si el valor numérico del aumento es menor a uno será una imagen reducida, pero si el valor numérico es mayor a uno, la imagen estará aumentada del objeto.

LENTES
 

Convergente: Cuando un lente es convergente deberemos tomar en cuenta el tamaño y distancia del objeto, centro, y foco del espejo, y lo que se calculara será la ubicación, la naturaleza y el tamaño de la imagen que se reflejará.  

Divergente: Cuando un lente es divergente deberemos tomar en cuenta el tamaño y distancia del objeto,  centro, y foco del espejo, y lo que se calculara será la ubicación, la naturaleza y el tamaño de la imagen que se reflejará.  

• Esto se deberá calcular para para ambos lentes.  

La fórmula que se usa para hallar la distancia de la imagen es: 

La fórmula que se utiliza para hallar el aumento (A) es:

La fórmula que se utiliza para hallar el tamaño de la imagen (Yo) es:

Convergente

Divergente

• Si la imagen se encuentra a la derecha de la imagen, será una imagen real, pero si se encuentra a la izquierda será una imagen virtual
• Si el signo del aumento es negativo, la imagen estará de cabeza, pero si el signo es positivo, la imagen estará de pie o derecha. 
• Si el valor numérico del aumento es menor a uno será una imagen reducida, si es igual a uno sera del mismo tamaño que el objeto, pero si el valor numérico es mayor a uno, la imagen estará aumentada del objeto.
• El foco en lente convergente tendrá signo positivo y se ubicara a la derecha del lente. 
• El foco en lente divergente tendrá signo negativo y se ubicara a la izquierda del lente.

Luz

Concepto: La luz es cuando ondas electromagnéticas se propagan por medio de alguna superficie o medio. El valor de su rapidez es: 3x10^8m/s y en este caso se va a representar con la letra C.

Los distintos rayos que se propagaran en la superficie serán el rayo de incidencia, rayo de reflexión y rayo de refracción. 

Existen distintos cuerpos relacionados con la luz, los cuales son:

• Cuerpos luminosos: Son cuerpos que producen su propia luz, así como el sol.
• Cuerpos iluminados: Son cuerpos que reciben la luz de cuerpos luminosos, así como una cuaderno.
• Cuerpo Transparente: Son cuerpos que cuando les pega luz y los atraviesa, no se ven con algún daño, así como el vidrio. 
• Cuerpo Opacos: Son cuerpos a los que la luz no atraviesa, así como el cemento.
• Cuerpos Translucidos: Son cuerpos a los que la luz atraviesa, pero no precisan correctamente la forma del objeto a través del mismo. 

• Rayo de incidencia: El rayo de incidencia es aquel que proviene de la luz e incide en la superficie. 
• Rayo de Reflexión: Es cuando el rayo incidente o el rayo que viene de la luz, rebota en la superficie.                                                                                                                                    Debemos saber que si la superficie es totalmente plana, el ángulo de incidencia será igual al que el rayo de reflexión 
• Rayo de Refracción: Es cuando el rayo de incidencia traspasa la superficie y el rayo que se crea no irá en la misma dirección que el rayo incidente, puede ir en cualquier dirección menos en la común. 

Ley de Snell: Esta ley nos habla que cuando el rayo incide en la superficie, cambiara su dirección. A su vez también nos habla la relación que tiene el rayo incidente y el rayo refractado y la velocidad del rayo incidente y el rayo refractado.

n1. Senθi = n1. Senθre

Índice de refracción: Este índice es la relación que hay entre la rapidez de la luz y la rapidez de una longitud de distancia 

Debemos conocer que el nAIRE:1 y nAGUA:4/3

Polarización: Se presenta polarización en el ejercicio cuando el rayo reflejado y refractado en la superficie forman entre ellos un ángulo de 90°. 

Numero de Match

Concepto: El numero de match nos sirve para calcular la rapidez de un objeto y la rapidez del sonido en el medio en donde se encuentren ambos.

Para poder calcular el numero de match, se utiliza una fórmula la cual es:

M = Vo/ Vs

en donde Vo es la rapidez del objeto y Vs es la rapidez del sonido 

Existen unas categorías para saber que categoría es nuestro objeto. Esto se calcula en gran mayoría en aviones.

Categorías Sónicas:

Subsónico: Cuando el numero de match es -1 M<1

Sónico: Cuando el número de match es M =1

Supersónico: Cuando el número de match es M > 1

Transónico: Cuando el número de match es 0,8< M <1.3

Hipersónico: 5 < M <10

Hipervelocidad: M >10

Acústica

Concepto: Acústica es el estudio del sonido y las ondas que se propagan gracias a este. Una característica principal del sonido, son las ondas generadas por la vibración de un objeto, las cuales se pueden propagar por distintos medios, como por ejemplo el agua, aire o gases 

En este caso también se encontrara presente la frecuencia para calcular la rapidez del sonido en una onda, ya que como sabemos la frecuencia es la cantidad de oscilaciones que se completan en 1 segundo. 

A su ves también aparece la longitud de onda, la cual es la longitud que existen entre dos cresta de la onda del sonido. En acústica se podrá calcular tanto en MRU y Onda ya que la velocidad se mantendrá constante y se deberá calcular la longitud de onda del sonido. 

Otro dato que se calcula en acústica es la temperatura del ambiente, la cual deberá  estar en grados centígrados. Si los datos que nos dan son en °Kelvin o °Fahrenheit se tendrá que transformar a °Centígrados con las fórmulas respectivas. 

Como dijimos antes, el sonido se puede propagar en solidos, líquidos o gases. 

• Solidos: Se puede propagar por barras de hierro en donde se tendrá que hallar la rapidez del sonido mediante el modulo de Young (su unidad es Pa) y la densidad del sonido (su unidad es kg/m^3)
• Líquidos: Se puede propagar en el agua en donde se tendrá que hallar la rapidez del sonido mediante el módulo volumétrico (su unidad es Pa) y la densidad del liquido (su unidad es kg/m^3)
• Gases:  Se puede propagar en Ar, Ne, He, H, O, N en donde se tendrá que aplicar la densidad mono o diatómica de los elementos, temperatura en grados kelvin, módulo volumétrico y R.

INTENSIDAD

Concepto: La intensidad es la energía que se transmite en un área dependiendo de su dirección. 

Existe una fórmula para descubrir la intensidad del sonido

I = 2 π^2 . f^2 . A^2 . Densidad . V^2

En el caso de intensidad se van a descubrir dos datos importantes:

• La potencia sonora y el nivel de intensidad .

Unos datos importantes que debemos recordar son la densidad del agua y la densidad del aire para realizar correctamente los ejercicios. 

EFECTO DOPLER

Concepto: El efecto Doppler es una característica en la cual se basa en que nunca va a cambiar la frecuencia del mismo sonido. 

Existirán dos opciones que escucharan y sentirán la frecuencia del sonido:

Un observador y una fuente. Ambos constaran de rapidez por lo cual se deberá calcular la frecuencia que perciba, capta, observa o se escucha. 

La fórmula para hallar fo es

fo = f (Vs + Vo/Vs - Vf) 
Cuando la fuente que produce el sonido se acerca al observador, los signos de la fórmula serán( + /- )

Cuando la fuente que produce el sonido se aleja del observador, los signos de la fórmula serán ( -/+ )

Movimiento Armónico Simple

Concepto: Es un movimiento en el que un objeto oscila o se mueve de izquierda a derecha o de arriba hacia abajo en un vaivén, es decir que desde que sale del punto de equilibrio o el punto de reposo y empieza a oscilar, regresará al punto inicial y completará una oscilación. 

• El movimiento armónico simple también es considerado como un movimiento periódico. Es periódico ya que cuando se calcula el tiempo que el objeto tarda en dar una oscilación, este tiempo se va a repetir en todas las oscilaciones sobrantes. 

• A su ves, es un movimiento ideal. Cuando un objeto no es ideal, al momento en el que empiece a oscilar, el objeto irá disminuyendo su rapidez gracias al rozamiento que hay entre el objeto y la parte a la que esta sujeta el mismo. Un ejemplo de esto es un columpio, el cual cuando oscila, pierde velocidad gracias a que las cadenas a las que esta sujeta la tabla, roza con los tubos que mantienen el equilibrio del columpio. Haciendo que llegue al punto en el que se detenga.  
• Pero al ser un movimiento ideal, no existirá un roce, por lo que el objeto no se detendrá en ningún momento.                                                                                

• Siempre se presentaran tres factores dispensables para que exista movimiento armónico simple:

1. Oscilación: Es el movimiento del objeto en ir y venir 
2. Período: Tiempo que se tardara en completar una oscilación 
3. Frecuencia: Son cuantas oscilaciones se han realizado en un minuto o en un tiempo determinado

Movimiento armónico simple en péndulo 

En este casi de movimiento armónico simple, un objeto está suspendido de una cuerda a cierta longitud. Cuando la cuerda se lo alza para dar impulso y que empiece a oscilar, forma un ángulo el cual se llama "Ángulo de fase". Luego el objeto empieza a oscilar y llegara de nuevo al punto de equilibrio después de que haya completado una oscilación y así consecutivamente. 
                                                                                                                                                                                                                                                       

En péndulo se usa la amplitud, la cual es la distancia o espacio que existe entre el punto de equilibrio y el punto máximo hasta donde la cuerda fue desplazada para empezar a dar impulso al objeto y que empiece a oscilar. La amplitud es representada con: A. 

                                                                           

                                                                                                                                                                        La cuerda al ser estirada desde el punto de equilibrio hasta cierto punto para que el objeto empiece oscilar, estará un poco mas alto que cuando estaba en la posición inicial, por lo que el espacio que hay desde la superficie baja y el objeto en esa posición, se lo llamará altura máxima y se representa: hmáx..                                                                                

                                                           Movimiento armónico simple en Resorte                                                                                                                                                                                                                  El movimiento armónico simple lo podemos visualizar en el resorte cuando una persona aplasta o estira el resorte para que este empiece a oscilar. Esta al igual que el péndulo, va a estar en posición de equilibrio, es decir que se mantendrá en rasposo hasta que no se lo haga oscilar.

                                                                               

La amplitud en este caso será positiva cuando el resorte este encima de la posición inicial de equilibrio, y será negativa cuando el resorte este abajo de la posición de equilibrio. Debemos conocer que la amplitud es la máxima deformación que tendrá el resorte cuando sea aplastado o estirado. En este caso a la amplitud se la representa como: Xmáx
                                                                                                                                                                                                                                                         

El resorte se puede encontrar en dos posiciones: Puede encontrarse de manera vertical u horizontal, en el caso de que sea vertical el resorte puede oscilar de izquierda a derecha, pero si es vertical, oscilara de arriba hacia abajo.