Cuál sería el flujo luminoso equivalente a un lumen?
1 watt = 1.1 candelas = 1.1 bujía decimal
La ley de
iluminación o ley inversa del cuadrado es una consecuencia de la propagación en
línea recta de la luz.
La iluminación E que recibe una superficie es
directamente proporcional a la intensidad de la fuente luminosa I, e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia d que existe
entre la fuente y la superficie. Matemáticamente se expresa como:
E=1/d2
donde
E: iluminación
(lux)
I: Intensidad
(Cd)
d: distancia (m)
Para aplicar la fórmula debemos convertir a
candelas.
Leyes de la reflexión de la luz.
Si la luz es
superficie lisa como en un espejo, los rayos son reflejados o rechazados en una
sola dirección y sentido.
el rayo que se
manda se llama incidente
el rayo que se
refleja se llama reflejado
la superficie se
llama superficie reflejante
p
Leyes propuestas por Descartes
El
rayo incidente, la normal y el reflejado se encuentran en un mismo plano.
El
ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.
la normal es la línea imaginaria perpendicular a
la superficie.
Una pared diatérmica es aquella que permite la transferencia de
energía térmica (calor) pero, sin que haya transferencia de masa.
El opuesto es una
pared adiabática que es la que
impide la transferencia de energía en forma de calor.
Lo que hace que
no se transmita el calor es el vacío.
Pero no significa que con el fenómeno adiabático no se dé calentamiento. Tarde
o temprano también se podría, por ejemplo, hacer bullir el agua incluso con una
pared adiabática.
Equilibrio termodinámico
En termodinámica,
se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si
es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado o proceso
termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno (las
condiciones que le imponen sus alrededores).
Ejemplo
Tanto en
computadoras como en coches se maneja un tipo de enfriamiento a través de
líquidos, más concretamente, llamado glicol.
Punto triple de una sustancia
Energía interna
La energía
interna de un sistema es la suma de la energía cinética y potencial de las
moléculas que lo constituyen.
Ley cero de la termodinámica
La temperatura es
una propiedad que tiene cualquier sistema termodinámico y existirá equilibrio
térmico entre dos sistemas cualquiera si su temperatura es la misma.
Nodo, Elongación,
Amplitud de onda, Rapidez o magnitud de la velocidad de propagación
Tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda. Como puede notarse, el período es igual al inverso de la frecuencia y la frecuencia es igual al inverso del periodo. Por consiguiente,
El ángulo de
reflexión de la onda es igual al de ángulo de choque. Entonces, al chocar
una onda lineal se refleja con una elongación contraria.
Principio de
superposición de las ondas
La superposición es el desplazamiento que experimenta una
partícula vibrante, equivalente a la suma vectorial de los desplazamientos que
cada onda le produce.
Interferencia de
ondas
La interferencia se produce cuando se superponen
simultáneamente dos o más trenes de onda; este fenómeno se emplea para
comprobar si un movimiento es ondulatorio o no.
Interferencia
constructiva
Se presenta al superponerse dos movimientos ondulatorios de la misma frecuencia y longitud de onda, que llevan el mismo sentido.
Al encontrarse las crestas y sumar sus amplitudes se obtiene
una cresta mayor y al sumar las amplitudes negativas, en las cuales se
encuentran los valles, se obtiene un valle mayor. Por eso, la onda resultante
(línea continua) tiene mayor amplitud, pero conserva la misma frecuencia.
Experimentos con
cuerda o reata
En experimentos con cuerda o reata se puede observar
interferencias de ondas, formación de ondas estacionarias, o cómo al vibrar más
rápidamente se distingue la formación de nodos.
Refracción de ondas
(ejemplo: el agua)
Se presenta cuando éstas pasan de un medio a otro de
distinta densidad, o bien, cuando el medio es el mismo, pero se encuentra en
condiciones diferentes.
Fórmula para el cambio de magnitud de las ondas
Difracción de ondas
Cuando una onda
encuentra obstáculo en su
camino y lo rodea o lo contornea se produce la difracción de ondas.
Ondas sonoras
El sonido se
percibe cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 15 y 20,000
cliclos/s.
Un sonido por
intenso que sea no se propaga en el vacío, porque no existe en este un material
por el cual se transmita la vibración.
Rapidez o magnitud de velocidad de propagación del
sonido
La rapidez con la
que se propaga un sonido depende del medio elástico y de su temperatura. El
siguiente cuadro muestra algunos de estos valores.
Fenómenos acústicos
Reflexión
La ondas sonoras
se reflejan al chocar con una pared dura.
Eco
Se origina por la
repetición de un sonido reflejado.
Resonancia
La vibración de
un cuerpo hace vibrar a otro con la misma frecuencia.
Reverberación
Se produce si después de escucharse un sonido original, éste
persiste dentro de un local como consecuencia del eco.
Cualidades del sonido
Intensidad, tono y timbre.
Esta cualidad
determina si un sonido es fuerte o débil.
Las unidades de intensidad sonora (Is) son:
El sonido más
débil que el oído humano puede percibir tiene una intensidad de 1×10-16
watt/cm2, que es el valor considerado como el nivel cero de la
intensidad sonora.
La relación de intensidades bel (B) y decibel (dB) se expresa así:
Tono
A mayor frecuencia, el sonido es más alto o agudo; a menor frecuencia, el sonido es más bajo o grave.
Timbre
Cualidad que
posibilita identificar la fuente sonora, aunque distintos instrumentos
produzcan sonidos con el mismo tono e intensidad. Gracias a los llamados
sobretonos (tonos armónicos) podemos identificar, por ejemplo, la voz de las
personas.
Efecto Doppler (ejemplo: la sirena de una
ambulancia)
Consiste en un cambio aparente en la frecuencia de un sonido, durante el movimiento relativo entre el observador y la fuente sonora. La sirena de una ambulancia se escucha más aguda cuando está cerca porque la distancia entre cresta y cresta es menor. Al alejarse la distancia entre crestas aumenta y origina una disminución en la frecuencia, debido a ello se escucha un sonido grave.
Para calcular la
frecuencia aparente de un sonido que escucha un observador, tenemos las
siguientes situaciones:
Cuando la fuente sonora está en movimiento y el observador se encuentra en reposo, se usa la expresión:
Si la fuente sonora permanece en reposo y el observador es quien se acerca o aleja de ella, se usa la expresión:
Ondas sísmicas
La corteza
terrestre se encuentra sujeta a vibraciones constantes de escasa amplitud,
llamadas microsismos, que son imperceptibles para nuestros sentidos, pero son
registradas por sismógrafos de alta sensibilidad.
Los sismos se
originan por una de las tres causas siguientes:
hundimiento
obturación
dislocación
o separación de una roca
El terremoto
ocurre hasta que se encuentra nuevamente un equilibrio isostático.
Foco o hipocentro
Es el punto de la
corteza en que se origina el fenómeno. Generalmente se encuentra a menos de
50km de profundidad.
Epicentro
Es el punto de la
superficie situado respecto a la vertical del hipocentro.
La perturbación
de un terremoto se propaga en forma de ondas mecánicas clasificadas en tres
tipos:
Ondas P: internas y longitudinales que son las primeras en llegar a la superficie
en los lugares alejados.
Ondas S: internas y transversales, que se detectan en segundo lugar.
Ondas L: llamadas también ondas largas, que se propagan por la superficie con longitud de onda mayor de las dos anteriores.
Ultrasonidos
Son engendrados por fuentes sonoras que vibran a una
frecuencia superior a 20 000 ciclos/s.
Nos basamos en el libro Física general de Pérez Montiel, Héctor
Es un proceso por medio del cual se transmite energía de una parte a otra, sin que exista
transferencia de materia, ya sea por medio de ondas mecánicas o de ondas electromagnéticas.
Movimiento ondulatorio
En cualquier punto de la trayectoria de propagación de una
onda se realiza un desplazamiento periódico, vibración u oscilación.
Una onda mecánica representa la forma como se propaga una
vibración o perturbación inicial, transmitida de una molécula a otra en los
medios elásticos.
Al punto donde se genera la perturbación inicial se le llama
foco o centro emisor de las ondas.
Fuerza de restitución:
cuando una perturbación ocasiona que una partícula elástica pierda su
posición de equilibrio y se aleje de otras a las que estaba unida
elásticamente, las fuerzas existentes entre ellas originarán que la partícula
separada intente recuperar su posición original.
Las principales características de las ondas son longitud, frecuencia, período, nodo, elongación,
amplitud y rapidez de propagación.
Es importante distinguir ente el movimiento vibratorio u oscilatorio de las
partículas de un determinado medio material, como son los casos de una cuerda,
un resorte, el agua, etcétera, al moverse hacia abajo y hacia arriba en un
movimiento periódico, del movimiento
ondulatorio que se produce como resultado de la vibración, oscilación o
perturbación producida en el medio material.
De acuerdo con la dirección en la que una onda hace vibrar
las partículas del medio material, los movimientos ondulatorios se clasifican
en: longitudinales y transversales.
Se presentan cuando las partículas del medio material vibran paralelamente a la dirección de
propagación de la onda. Tal es el caso de las ondas producidas en un resorte. Son pues, las ondas en la que
el desplazamiento a través del medio está en la misma dirección de
desplazamiento de la onda, independientemente del sentido.
Ondas transversales
(ejemplo: la piedra, ondas transversales)
Se presentan cuando las partículas vibran perpendicularmente
a la dirección de propagación de la onda.
Rayo o vector de
propagación
Señala la dirección en que avanza cualquiera de los puntos del frente de una onda. Cuando el medio en
que se propaga la onda es homogéneo la dirección de los rayos es siempre
perpendicular o normal al frente de onda.
Ondas lineales,
superficiales y tridimensionales
Ondas lineales
(ejemplo: cuerda o resorte)
Son las que se
propagan en una sola dimensión o rayo. Tal es el caso de las ondas
producidas por una cuerda o un resorte.
Ondas superficiales
(ejemplo: lámina metálica o superficie de un líquido)
Son las que se difunden en dos dimensiones, como las producidas por una piedra que cae en un
lago. Son ondas concéntricas al foco o centro emisor.
Ondas tridimensionales
Son las que se propagan en todas las direcciones como el
sonido. Los frentes de este tipo de onda son esféricos y los rayos salen en
todas las direcciones a partir del centro emisor. Las ondas electromagnéticas
como la luz y el calor se propagan tridimensionalmente.
Características de
las ondas
Longitud de onda
Es la distancia entre dos frentes de onda que están en la
misma fase. Se representa por la letra griega lambda (λ). Y se mide en m/ciclo.
Frecuencia
El número de veces por segundo en el cual se realiza un ciclo completo de una
onda. Se mide comúnmente en ciclos/s, esto es, en Hertz (Hz).
1 hertz = 1 ciclo/s
Tiempo que tarda en realizarse un ciclo de la onda. Como puede notarse, el período es igual al inverso de la frecuencia y la frecuencia es igual al inverso del periodo. Por consiguiente:
Habíamos hablado
de que los fluidos pueden ser líquidos, gaseosos
La materia, se nos ha enseñado, tiene tres
estados:
Líquido, sólido y
gaseosos.
Pero, ¿los estados de la materia son solo tres?
Según estudios[1]
se dice que no solo existen tres estados de la materia, sino muchos más.
Aquí una lista de
clasificación de los estados de la materia que Amahury Jafet López Díaz
presenta:
Los
cuatro estados fundamentales
Sólidos
Líquido
Gas
Plasma
Estados
no Clásicos
Cristal
Cristales
con algún grado de trastorno
Estados
de cristal líquido
Materia
magnéticamente ordenada
Materia
separada por micro fase
Líquido
de hilatura Cuántica
Estados
de baja Energía
Súper-fluido
Condensado
de Bose-Einstein
Condensados
Fermiónico
Materia
de Rydberg
Estado
Cuántico Hall
Materia
Extraña
Materia
Fotónica
Dropleton
Estados
de alta Energía
Materia
Degenerada
Plasma
de quarks-gluones
Condensado
color-cristal
Otros
estados propuestos
Súper-sólido
Líquido
String-net
Super-cristal
Materia
oscura
Gel
en Equilibrio
Fórmulas para trabajar las propiedades de los fluidos:
Viscosidad
Propiedad de los fluidos que caracteriza su resistencia a fluir, debida al rozamiento entre sus
moléculas[2].
Tensión superficial
El concepto de tensión superficial se emplea en el ámbito de la física para hacer referencia a la cantidad de energía que se requiere para incrementar la superficie de un líquido por unidad de área. Dicha energía se necesita ya que los líquidos ejercen una resistencia a la hora de incrementar la superficie.
Las fuerzas de
cohesión son las fuerzas que atraen y mantienen unidas las moléculas. En otras
palabras la cohesión permite la tensión superficial[3].
Adherencia
Propiedad de la
materia por la cual se juntan dos superficies de sustancias iguales o
diferentes cuando entran en contacto, manteniéndose unidas por fuerzas
intermoleculares.
Capilaridad
Propiedad de los
fluidos que depende de la tensión superficial y ésta a su vez depende de la
cohesión del fluido. Confiere la capacidad
de subir o bajar por un tubo.
La física es el estudio de los fenómenos naturales fundamentales[1]. Se les llama fundamentales porque por ellos es que el planeta funciona. La ingeniería es el arte de innovar, optimizar, crear y comprobar utilizando para ello lo que lo rodea. En esta nueva entrada de blog tocaremos temas de qué relación tiene una ingeniería con la física, de si el programador influye en la naturaleza y de qué manera, de cuáles son algunos fenómenos naturales fundamentales. Iremos tratando los puntos a modo de pregunta. Así que comencemos.
¿Qué relación tiene la ingeniería con la física?
En el campo
informático la física tiene un rol importante, dado que, aunque en la
informática las cosas no sean materiales, sí que las imitan. En este sentido la
física será un buen orientador a lo que la informática debe producir. El
ingeniero utiliza los fenómenos de la física para aprovecharlos y
transformarlos.
¿El programador maneja la naturaleza?
Cada bit de
información son pulsos, son electrones por así decirlo. El sistema binario usa
dos números: 0 y 1. Pero en realidad no es 0 y 1 sino más bien un sí y un no.
Esto funciona con una señal eléctrica. Para que la señal funcione debe existir
un procesador. El manejo de información es entonces igualmente un fenómeno
natural. Es quizá casi invisible, pero sí que estamos tratando con la
naturaleza, si bien a muchísima velocidad.
Ingeniería y
física se relacionan ya que el ingeniero aprovecha los fenómenos fundamentales para
lograr un objetivo.
¿Cuáles son las propiedades de los fluidos?
Fluido es una
sustancia entre cuyas partículas hay una fuerza de atracción débil. Los fluidos
adquieren por eso la forma del recipiente que los contiene.
Los fluidos son líquidos y gaseosos. El gas ocupa todo el espacio
de lo que lo contiene.
Las llantas de
los coches de carreras o de los aviones son llenadas con nitrógeno. Si se
inflaran con aire explotarían.
En el líquido
entonces no están las moléculas firmemente cohesionadas y mantiene su propio
volumen. Es por eso que no se puede comprimir.
Gas
Es el estado de
agregación de la materia en el cual bajo ciertas condiciones de temperatura y
presión las moléculas interaccionan sin formar enlaces moleculares, adoptando
la forma y el volumen del recipiente que las contiene separándose, expandiéndose
y debido a su concentración de energía
cinética[2]
alta.
¿Qué propiedades tiene el gas?
Una sustancia es un gas cuando sus partículas se mueven libremente las unas de las otras separadas por una distancia grande y llenan de manera uniforme un espacio. En comparación con los cuerpos firmes o los líquidos, el gas el espacio entre mil o dos mil veces mayor que ellos.
Analizando un poco estos fenómenos comenzaremos a ver de una manera más clara y precisa cómo funciona la naturaleza. Con esto se permite ver que, cuanto mejor se la conoce, mejor se la puede manipular. Vemos que esto es muy posible. Iremos viendo cómo poco a poco cualquier tipo de ingeniero, por tanto también el programador, en base a la física puede comenzar a trabajar con el entorno, imitándolo y modificándolo también.
[1] Fenómenos como la gravedad. Tenemos la
termodinámica, la hidráulica, la electrodinámica, la densidad del aire.
[2] es la energía que se posee debido a su
movimiento.
es una ciencia natural que estudia la energía[1], la materia, espacio-tiempo y la interacción entre ellas.
Die Physik ist eine Naturwissenschaft, die grundlegende Phänomene der Natur untersucht (la física es una ciencia de la naturalez que escruta los fenómenos de la naturaleza).
para que haya movimiento debe haber energía potencial y debe haber una energía cinética mayor a la energía potencial.
Debe haber una energía de inicio.
La piedra está siendo detenida por la fuerza de la gravedad.
la gravedad es la que la empuja constantemente.
un tiro parabólico queda afectado por la densidad del aire.[2]
La Tierra es redonda porque la gravedad atrae con igual intensidad de todas las direcciones «hacia adentro», de modo que la superficie irregular del planeta se han ido compactando lentamente en forma de esfera.
Ingeniería
Als Ingenieurwissenschaften (auch Ingenieurwesen, Technikwissenschaften oder technische Wissenschaften) werden diejenigen Wissenschaften bezeichnet, die sich mit der Technikbeschäftigen.
Es el arte y técnica de aplicar conocimientos científicos a la invención
se ocupa de la investigación, desarrollo, construcción, producción y prueba
Se apoya en la ciencias básicas: matemáticas, física, química, biología
Transforma el conocimiento en algo práctico.
[1] Para que haya movimiento debe existir
energía.
[2] Entre más nos acerquemos al centro de la
tierra, mayor será la fuerza.
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Blog Unid Ingeniería en desarrollo de software Iván Yoed 