Formulario de Física

Es cuánto avanzaste entre lo que tardaste. Si hiciste 120 km en 2 horas, tu velocidad media fue 60 km/h, aunque en el camino hayas ido a 100 y te hayas parado a comer.

Mide qué tan rápido cambia la velocidad. Si un coche pasa de 0 a 20 m/s en 4 s, su aceleración es 5 m/s²: cada segundo gana 5 m/s de rapidez.

Sin aceleración, la posición crece parejo: donde estabas más lo que avanzas cada segundo. En la gráfica sale una línea recta.

Las tres dicen lo mismo desde ángulos distintos: la primera liga velocidad con tiempo, la segunda posición con tiempo, y la tercera velocidad con distancia (sin tiempo). Escoge según el dato que no te dieron.

Si la aceleración es constante, la velocidad promedio es literalmente el promedio entre la inicial y la final. Multiplícala por el tiempo y tienes la distancia.

Todo cae con la misma aceleración, pese lo que pese: una pluma y un martillo llegan al mismo tiempo si no hay aire (lo comprobaron en la Luna).

Al lanzar hacia arriba, la gravedad va frenando el objeto hasta detenerlo un instante; de ahí regresa por el mismo camino y tarda lo mismo en bajar que en subir.

El movimiento se parte en dos que no se estorban: el horizontal es parejo y el vertical es caída libre. Lo único que comparten es el tiempo.

Aunque la rapidez no cambie, la dirección sí, y eso ya es aceleración: siempre apunta al centro. Por eso en una curva sientes que te vas hacia afuera — en realidad es el coche el que te jala hacia adentro.

La misma fuerza acelera más a lo ligero que a lo pesado: empujar un carrito vacío contra uno lleno. Y si la fuerza neta es cero, no hay aceleración.

El peso es la fuerza con que el planeta te jala, no lo que “mides” en materia. En la Luna tu masa sería idéntica, pero pesarías seis veces menos.

Una fuerza inclinada se parte en cuánto jala en horizontal y cuánto en vertical. Sumas cada dirección por separado y vuelves a juntarlas con Pitágoras.

La fricción se opone al deslizamiento y depende de qué tan apretadas están las superficies, no de qué tan grandes son. Cuesta más arrancar un mueble que mantenerlo moviéndose: por eso el coeficiente estático es mayor.

Para girar algo no basta la fuerza: importa qué tan lejos del eje la aplicas. Por eso la manija de la puerta está en el extremo opuesto a las bisagras y con una llave larga aflojas mejor un tornillo.

Mientras no lo estires de más, el resorte devuelve una fuerza proporcional a lo que lo deformaste: al doble de estiramiento, el doble de fuerza, y siempre en sentido contrario.

Todas las masas se atraen, tú incluida; solo que con masas chicas la fuerza es imperceptible. Y cae muy rápido con la distancia: al doble de lejos, la cuarta parte de fuerza.

Para que algo dé vuelta, algo tiene que jalarlo hacia el centro: la cuerda, la gravedad o la fricción de las llantas. Si eso falla, el cuerpo sale disparado en línea recta.

Mientras más lejos está un planeta del Sol, más tarda en darle la vuelta — y no en proporción directa: Neptuno está 30 veces más lejos que la Tierra y tarda 165 años.

En física solo hay trabajo si mueves algo en la dirección en que empujas. Sostener una maleta parada no es trabajo, por cansado que resulte; cargarla mientras caminas en horizontal, tampoco.

Es el trabajo por segundo. Subir cinco pisos corriendo o caminando cuesta la misma energía, pero corriendo desarrollas mucha más potencia.

La energía que tiene un cuerpo por moverse. Crece con el cuadrado de la rapidez: por eso al doble de velocidad un coche necesita cuatro veces más distancia para frenar.

Energía guardada por la posición: la altura (lista para caer) o la deformación de un resorte (lista para saltar). Está “ahorrada”, esperando convertirse en movimiento.

Lo que el cuerpo pierde de altura lo gana en rapidez, y al revés. Como una montaña rusa sin fricción: la suma es la misma en todo el recorrido.

Todo el trabajo neto que le haces a un cuerpo se le va en cambiarle la rapidez. Es otra forma de resolver problemas sin usar las fórmulas de cinemática.

El ímpetu mide qué tan difícil es detener algo: un tráiler lento puede tener más que un coche veloz. El impulso dice que la misma fuerza aplicada más tiempo cambia más el movimiento; por eso alargar el choque (bolsa de aire, flexionar rodillas) reduce la fuerza del golpe.

En un choque, lo que uno pierde el otro lo gana: la suma antes es igual a la suma después. Es la ley que resuelve todos los choques, elásticos o no.

Cuando los cuerpos quedan pegados (plastilina, vagones que se enganchan) se mueven juntos con una sola velocidad, un promedio pesado por sus masas.

Como bolas de billar. Si la bola pega contra una más pesada, rebota hacia atrás; si es contra una más ligera, sigue de frente más despacio; si son iguales, se queda quieta y la otra sale con toda la rapidez.

La fricción va restando energía mecánica y la convierte en calor: por eso frotarte las manos calienta y por eso todo lo que desliza acaba deteniéndose.

Kelvin es la escala “sin negativos”: empieza en el punto donde las moléculas ya no tienen energía que ceder. Un cambio de 1 K es igual de grande que uno de 1 °C.

Cuánto calor necesitas para subirle la temperatura a algo: depende de cuánto hay, de qué está hecho y de cuántos grados quieres subirle. “Sensible” porque sí se siente en el termómetro.

Para derretir hielo o hervir agua metes calor y el termómetro no se mueve: esa energía se gasta en separar las moléculas, no en calentarlas. Por eso el hielo enfría tan bien la bebida.

Casi todo se agranda al calentarse porque las moléculas se agitan más y ocupan más espacio. Por eso las vías del tren y los puentes llevan juntas de separación.

El calor pasa más rápido si el material es buen conductor, si el área de contacto es grande y si la diferencia de temperatura es mucha; y más lento mientras más grueso sea. Por eso el metal se siente frío y la madera no, aunque estén a la misma temperatura.

Es la contabilidad de la energía: lo que entra como calor, menos lo que el sistema gasta haciendo trabajo, se queda guardado adentro como energía interna. Nada se pierde.

Ninguna máquina convierte todo el calor en trabajo: siempre tiene que tirar una parte al ambiente. Carnot marca el máximo teórico, y solo daría 100% con un foco frío en el cero absoluto — imposible.

Amarra las cuatro cosas de un gas: si lo aprietas, lo calientas o metes más cantidad, algo tiene que ceder. Es la que explica por qué un globo se infla con el calor.

Si no entra ni sale gas, esa combinación se mantiene: te deja comparar el “antes” con el “después” sin necesitar los moles ni la constante R.

La temperatura no es otra cosa que qué tan rápido se agitan las moléculas en promedio. Calentar es literalmente agitar más.

La onda avanza una longitud de onda completa en cada ciclo; así que su rapidez es el largo del ciclo por cuántos ciclos pasan por segundo. Es la fórmula que más se usa de toda la unidad.

Son la misma información al revés: si algo vibra 4 veces por segundo, cada vibración dura un cuarto de segundo.

En una cuerda amarrada, la onda rebota y choca consigo misma: solo “caben” ciertos largos, aquellos donde entra un número exacto de medias ondas. Es lo que hace que una guitarra dé notas y no ruido.

La onda rebota con el mismo ángulo con el que llegó, como una bola en la banda del billar.

Al pasar a un medio donde viaja más lento, la onda se dobla. Es lo que hace que un popote dentro del vaso se vea quebrado y que la alberca se vea menos honda de lo que es.

El sonido es aire empujándose a sí mismo en compresiones sucesivas: por eso necesita un medio y en el vacío del espacio no se oiría nada. Y viaja más rápido donde las moléculas están más juntas (sólidos).

Cuando la fuente se acerca, las ondas llegan más apretadas y el tono suena más agudo; al alejarse se estiran y suena más grave. Es la sirena de la ambulancia al pasar junto a ti.

Idéntica en forma a la gravedad, pero con cargas — y muchísimo más intensa. La diferencia es que esta puede jalar o empujar, según los signos.

El campo es la huella que una carga deja en el espacio a su alrededor: lo que sentiría ahí una carga de prueba. Existe aunque no haya nadie para sentirlo.

El voltaje es energía por cada unidad de carga: la “presión” que empuja a los electrones, como la altura del tinaco empuja el agua. Ojo: es escalar, no tiene dirección.

Cuánta carga pasa por segundo por el cable, igual que el caudal de agua en un tubo.

A más voltaje, más corriente; a más resistencia, menos. Con esta y la de potencia se resuelve casi cualquier circuito del examen.

Un cable largo y delgado resiste más; corto y grueso, menos — igual que cuesta más trabajo tomar agua con un popote angosto y largo. Cuidado: el área va con el radio al cuadrado.

Es lo que realmente consume un aparato. Por eso un foco de 100 W gasta el doble que uno de 50 en el mismo tiempo, y el recibo de luz cobra kilowatts-hora (potencia × tiempo).

En serie la corriente está obligada a pasar por todas: se estorba más y la resistencia total sube. En paralelo le abres varios caminos: pasa más fácil y la total baja.

Un capacitor almacena carga como un tanque almacena agua. Conectarlos en paralelo es como tener un tanque más grande (se suman); en serie, lo contrario. Justo al revés que las resistencias.

Un campo magnético solo empuja a las cargas que se mueven, y lo hace de lado (perpendicular). Si la carga viaja paralela al campo, no siente nada.

Toda corriente crea un campo magnético a su alrededor. Si enrollas el cable, los campos de cada vuelta se suman: eso es un electroimán.

Mover un imán cerca de una bobina genera electricidad. Así funcionan las plantas eléctricas, el alternador del coche y la tarjeta que pasas por el torniquete. Lo esencial es el cambio: un imán quieto no genera nada.

Las ondas de radio, el calor que sientes del sol, la luz visible y los rayos X son todos lo mismo viajando a 300 000 km/s: solo cambian su longitud y su frecuencia. El ojo humano solo alcanza a ver una rebanadita.

Cuánta materia cabe en cierto espacio. Por eso un kilo de plomo ocupa muchísimo menos lugar que un kilo de plumas — pesan igual, pero no ocupan igual.

La misma fuerza repartida en poca área aprieta muchísimo más: un tacón de aguja marca el piso y una raqueta para nieve, con la misma persona encima, ni te hunde.

En el fondo te aprieta el peso de toda la columna de líquido que tienes encima. Solo importa qué tan hondo estás, no si es una alberca o un tubito delgado.

Un empujón chico en un pistón chico se convierte en un empujón grande en el pistón grande. Así un gato hidráulico levanta un coche y así funcionan los frenos.

El líquido empuja hacia arriba con una fuerza igual al peso del líquido que el cuerpo hizo a un lado. Por eso te sientes ligera en la alberca y por eso un barco de acero flota: hace a un lado muchísima agua.

Por donde el tubo se angosta, el agua tiene que ir más rápido para que pase la misma cantidad: es el dedo tapando la manguera.

Donde el fluido corre más rápido, aprieta menos. Suena al revés, pero es lo que sostiene el ala de un avión (el aire va más veloz por arriba) y lo que hace que la cortina del baño se pegue a ti.

Dice cuántas veces más lento va la luz dentro de ese material que en el vacío. En el agua va a tres cuartas partes de su velocidad.

Al entrar a un material donde va más lento, el rayo se dobla acercándose a la normal; al salir a uno donde va más rápido, se aleja. Ese doblez es todo lo que hacen los lentes.

Si la luz intenta salir demasiado inclinada, ya no sale: rebota completa hacia adentro. Así viaja la señal de internet por la fibra óptica, atrapada dentro del vidrio.

Relaciona tres cosas: dónde pusiste el objeto, dónde se forma la imagen y qué tan curvo es el espejo o la lente. Con los signos correctos sirve para las cuatro variantes.

Te dice de qué tamaño y en qué posición sale la imagen: si es negativa la imagen está de cabeza, y si su valor absoluto pasa de 1, salió más grande que el objeto.

En un espejo esférico el foco queda justo a la mitad del radio: si es una tapa de esfera de 20 cm de radio, el foco está a 10 cm.

Es el número de tu receta de lentes. +2 dioptrías es una lente convergente con el foco a medio metro; entre más alta la graduación, más corto el foco y más gruesa la lente.

La luz no entrega energía en cualquier cantidad, sino en paquetitos indivisibles llamados fotones. Mientras más hacia el violeta, más energía trae cada paquete: por eso el sol quema con el ultravioleta y no con el rojo.

Para arrancar un electrón hace falta un fotón suficientemente energético: mil fotones rojos débiles no logran lo que uno solo de ultravioleta. Esto demostró que la luz también se comporta como partícula (y le dio el Nobel a Einstein).

Los electrones solo pueden estar en ciertos escalones de energía, nunca entre ellos. Al bajar de escalón sueltan un fotón de energía exacta: por eso cada elemento emite sus propios colores y se le puede reconocer a distancia.

Si la luz puede portarse como partícula, la materia puede portarse como onda. En ti no se nota (la onda es absurdamente pequeña), pero en un electrón sí: en eso se basa el microscopio electrónico.

Masa y energía son la misma cosa en dos presentaciones. En la fisión y la fusión, los pedazos resultantes pesan un poquito menos que el original: esa masa faltante es la energía que se liberó.

La vida media es lo que tarda en desintegrarse la mitad de la muestra. Después de otra vida media queda un cuarto, luego un octavo: nunca llega a cero de golpe. Así se fecha un fósil con carbono-14.

Emitir alfa o beta cambia el número de protones, o sea que el átomo se convierte en otro elemento. La gamma no: ahí solo suelta energía sobrante y sigue siendo el mismo.