CONCEPTOS FUNDAMENTALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

FUNDAMENTOS DE ELECTROMAGNETISMO

MANUEL FERNANDO PARRA

G09N30MANUEL

1.) Imagínese una longitud de un Angstrom

Un angstrom es una unidad de longitud representada por la letra Å, nombrada así por el físico sueco Anders Jonas Angstrom, considerado uno de los fundadores de la ciencia de la espectroscopia; su equivalencia en el sistema internacional es de 10 -10m, por lo que es imperceptible a la vista humana pero muy útil en las ciencias, ya que muchas de las distancias moleculares se pueden expresar fácilmente en esta unidad, así como también longitudes de ondas electromagnéticas, o en medicina para medir virus entre otras aplicaciones.

En un centímetro caben 10 millones de angstroms y es aproximadamente igual a: 10 -1 nanómetros 10 -4 micrómetros 10 -7milimetros 10 -9decimetros 4 x 10 -9pulgadas 10 -13kilometrosLongitudes de nivel microscópico:

Espectro Longitud de onda (A)

Radiación ultravioleta 3543

Verde 4770

Rojo 6231

Infrarrojo 9134

Longitudes de onda en Angstrom:

2.) Imagínese una fuerza de: 1 N, 10N, 1.000N, 10.000 N, 10.000.000 N, etc. El Newton es la unidad de fuerza en el sistema internacional, definido como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración a una determinada masa, compuesto por unidades básicas de kg.m/s2

Una fuerza de 1N es como tener un objeto de 100gr de masa, bajo la aceleración de la gravedad terrestre el cual se aproxima a 10m/s2; esta fuerza es lo que se conoce como el peso de dicho objeto.

Una fuerza de 10N es tener un objeto con masa de 1kg sobre la superficie de la tierra, esto es la fuerza que se debe hacer para sostener sostener 1kg de arroz por ejemplo.

Una fuerza de 1.000N es el equivalente a tener una masa de 100kg bajo la acción de la gravedad; esta fuerza es comparable con el peso de una motocicleta Honda CRF250R de alto cilindraje.

La fuerza de 10.000N es tener un objeto con masa de una tonelada en la superficie terrestre, esta es la fuerza aproximada que se debe hacer para sostener al cocodrilo mas grande del mundo de 1.075 kg.

Una fuerza de 10.000.000N es equivalente a tener una masa de un millón de toneladas bajo la aceleración de la gravedad, esta fuerza tan grande es la que se debería aplicar para levantar el peso de objetos como los mas grandes edificios o pirámides, como la pirámide del Sol en México que tiene 65m de altura por 225m de base y masa de alrededor de 1 millón de toneladas

3.) ¿Cuál es la distancia del Sol a la Tierra, de la Tierra a la Luna, del diámetro de la Tierra? La tierra gira al rededor del sol en una orbita elíptica en la que el sol no está centrado, por lo tanto la distancia entre ambos cuerpos no es constante, el punto en el que la distancia es mayor se denomina afelio, y es lo opuesto al perihelio el cual es el punto de distancia más cercano; ambos puntos se conocen como puntos absidales

Distancia media: 149,6 X 109m Distancia en afelio: 152,1 X 109m Distancia en perihelio: 147,1 X 109m Diferencia : 5 X 109m

La luna describe igualmente un movimiento elíptico al rededor de la tierra, pero más complejo debido a la fuerza que le ejerce también el sol, produciendo una variación poco predecible; en este caso el punto mas cercano entre la luna y la tierra se llama perigeo, y el punto mas lejano apogeo, pero esta distancias varían con el tiempo .

Distancia media: 384,4 X 106m Distancia apogeo:406,7 X 106m Distancia perigeo: 356,4 X 106m Diferencia: 50,3 X 106m

La superficie terrestre no es una esfera perfecta, sino un elipsoide de revolución (abultada hacia el ecuador y achatada hacia los polos), por lo tanto no tiene la misma distancia desde el centro a cualquier punto de la superficie, sin embargo la magnitud de esta diferencia (42,73km) no es muy considerable respecto al tamaño terrestre.

Diámetro medio: 12.742 km Diámetro

ecuatorial:12.756,28 km Diámetro polar: 12.713,55

km

4.) Escriba las ecuaciones de Maxwell, ley de Lorentz Existen 6 ecuaciones que pueden ser consideradas como las piedras angulares de los fenómenos eléctricos y magnéticos; conocidas como ecuaciones de Maxwell y ley de Lorentz, son tan fundamentales para este tipo de fenómenos como lo son las leyes de Newton al estudio de fenómenos mecánicos, puesto que resultan estar en concordancia con la teoría de la relatividad de Einstein; dichas ecuaciones ayudan también a predecir la existencia de ondas electromagnéticas radiadas por cargas aceleradas. Estas ecuaciones son la recopilación de ecuaciones fundamentales de otros grandes físicos.

F = Fuerza (N)

K = constante de

Coulomb = 8,98 X 109

N.m2/C2

q = carga eléctrica (C)

r = distancia (m)

e = flujo eléctrico (N. m2/C)

E = campo eléctrico (N/C)

dA = diferencial de área

0 = permitividad del

espacio = 8,85 X 10-12

C2/N.m2

qint = carga interna (C)

m = flujo magnético (T.

m2)

B = campo magnético (T)

ds = diferencial de

superficie

0 = constante de

permeabilidad = 4 X 10-7

T.m/A

I = corriente eléctrica (A)

d m=diferencial de flujo

magnético

v = velocidad (m/s2)

dt = diferencial de tiempo

REFERENCIAS

FÍSICA TOMO II. Tercera edición revisada (segunda edición en español). Raymond A. Serway. McGRAW-HILL

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