Glossari de física

 

 
Autoria : Toni González Hidalgo. Estudiant de 2on Batxillerat IES Icària

CINEMÀTICA

S'anomena sistema de referència el conjunt de cossos que convencionalment es consideren immòbils i respecte dels quals s'analitza el moviment dels altres cossos.

Anomenem partícula lliure qualsevol cos que verifiqui aquestes dues últimes condicions, és a dir, que el seu volum sigui negligible i que estigui aïllada.

Sistema inercial, el definim com aquell sistema de referència respecte del qual el moviment de qualsevol partícula lliure és rectilini i uniforme, és a dir, amb velocitat constant, en mòdul i en direcció; en tot sistema inercial es verifica el principi d'inèrcia.

Anomenem trajectòria el conjunt de totes les posicions que descriu una partícula en moviment.

Anomenarem desplaçament la longitud de trajectòria comprès entre la posició inicial i la posició final del mòbil. La seva unitat és el metre (m)

Un interval de temps és el temps transcorregut entre dos instants.

S'anomena velocitat mitjana entre dos instants els desplaçament que fa el mòbil per unitat de temps entre aquests instants. La seva unitat és el metre/segon (m/s).

Anomenem velocitat instantània la velocitat mitjana en un interval de temps molt curt.

Anomenem rapidesa d'un moviment el mòdul o valor absolut de la seva velocitat.

S'anomena acceleració mitjana entre dos instants donats l'increment de velocitat instantània que ha experimentat un mòbil en cada unitat de temps entre aquests instants. La seva unitat es el metre/segon2 (m/s2).

S'anomena acceleració instantània l'acceleració mesurada en un interval de temps molt petit (que pràcticament es considera un instant).

La velocitat és tangent a la trajectòria, per tant, també ho és el vector acceleració, aquesta acceleració s'anomena acceleració tangencial. És deguda a la variació de celeritat

La direcció és perpendicular o normal a la trajectòria, en un moviment circular, i el seu sentit va dirigit cap al centre de la circumferència, per això aquesta acceleració s'anomena acceleració normal o centrípeta. És deguda a la variació de la trajectòria.

Un moviment es considera uniforme quan la seva velocitat és constant.

Un moviment uniformement variat, es aquell que la seva acceleració és manté constant.

El vector posició d'un mòbil puntual és el vector que té el seu origen en l'origen de coordenades i el seu extrem en el mòbil. 

El vector desplaçament és el vector que té l'origen en la posició inicial del mòbil i l'extrem en la seva posició final.

S'anomena moviment parabòlic el moviment d'una partícula amb acceleració constant, de manera que la direcció d'aquesta no coincideix amb la direcció de la velocitat. Si aquesta acceleració és l'acceleració de la gravetat (g) i el moviment té lloc a prop de la superfície terrestre parlarem de llançament parabòlic.

Moviment circular.

Desplaçament angular, el recorregut per anar a un punt de la circumferència a un altre. La seva unitat es el radiant (rad).

Definim velocitat angular mitjana com la relació entre el desplaçament angular descrit i l'interval de temps considerat. La seva unitat és el radiant/segon (rad/s)

L'acceleració angular mitjana és la relació entre l'increment de la velocitat angular instantània i l'interval de temps considerat. La seva unitat es el radiant/segon2 (rad/s2).

Definim l'acceleració angular instantània com el límit de l'acceleració angular mitjana quan l'interval de temps tendeix a 0.

El moviment circular uniforme és aquell moviment en el qual la partícula descriu longituds d'arc iguals i angles iguals, en intervals de temps iguals, la velocitat angular mitjana i la velocitat angular instantània coincideixen, i el mòdul de la velocitat lineal mitjana i el mòdul de la velocitat instantània.

El període (T) és el temps que tarda el mòbil a donar una volta completa. La seva unitat és el segon (s).

La freqüència (f) és el nombre de voltes que fa el mòbil en 1 segon. La seva unitat és el Herz (Hz).

El moviment uniformement accelerat és aquell moviment en què la partícula descriu una trajectòria circular amb acceleració angular constant, l'acceleració angular mitjana i l'acceleració angular instantània coincideixen i l'acceleració tangencial és constant.

DINÀMICA

Tota partícula roman en repòs o en moviment rectilini i uniforme mentre no actua cap força sobre ella.

Un newton és la força que s'ha d'aplicar a un cos de massa 1 Kg perquè es mogui amb una acceleració d'1 m/s2.

Definim la quantitat de moviment d'un cos com el producte de la massa, per la velocitat que porta.

El pes és la força de la gravetat que exerceix la Terra sobre els cossos.

S'anomena força normal, la força que efectua una superfície sobre qualsevol cos que estigui damunt seu o en contacte amb aquesta.

Tensió, la força que exerceix un fil sobre un cos unit amb aquest.

Quan deformen una molla, aquesta tendeix a recuperar la seva forma inicial, això és degut a la força elàstica.

s'anomena força de fregament la força que apareix quan dos cossos estan en contacte i s'intenta moure un respecte de l'altre.

Fregament cinètic, és la força d'interacció entre el cos i la superfície on és aquest, quan el cos porta un moviment.

Fregament estàtic, és la força d'interacció entre el cos i la superfície on és aquest, quan el cos és troba en repòs.

Dinàmica del sistemes de partícules.

Definim sistema de partícules com aquell conjunt de punts materials que interaccionen entre ells, i amb altres cossos.

Les forces internes són les forces degudes a les interaccions mútues entre les partícules sistema.

Les forces externes són les forces produïdes per agents externs al sistema.

TREBALL, ENERGIA I POTÈNCIA

El treball d'una força constant que es desplaça sobre un línia d'acció és el producte de la intensitat de la força pel desplaçament efectuat. La seva unitat en el sistema internacional és el joule (J)

Condicions perquè s'efectuï treball:

  1. Que actuï una força sobre un cos

  2. Que es mogui el punt d'aplicació d'aquesta força

  3. Que la direcció del moviment no sigui perpendicular a la força.

Energia cinètica, és l'energia que pot arribar a tenir un cos depenen de la seva massa i en major part de la seva velocitat.

Energia potencial, és l'energia que por arribar a tenir un cos en augmentar-hi la seva alçada respecte la superfície de la terra.

La suma de l'energia cinètica i potencial es el que es coneix com energia mecànica.

S'anomena potència el treball efectuat per unitats de temps. La seva unitat en el sistema internacional es el watt (W).

L'energia útil, EU, que és la utilitzada per a la finalitat pretesa.

L'energia perduda, Ep, els efectes de la qual no preteníem però que són inevitables.

L'energia total, es la suma de l'energia útil més l'energia perduda.

S'anomena rendiment d'un procés el quocient entre l'energia útil i l'energia total consumida.

ENERGIA EN ELS CAMPS GRAVITATORIS

Quan una magnitud física pren un valor determinat en cada un dels punts d'una zona de l'espai diem que existeix un camp en aquesta zona.

Els camps escalars es representen mitjançant línies formades per punts en què magnitud escalar pren el mateix valor.

Quan a cada punt d'una zona de l'espai està definida una magnitud vectorial diem que en aquesta zona existeix un camp vectorial.

Definim la intensitat d'un camp físic com la relació entre la força que actua sobre una partícula i el valor de la magnitud física de la partícula.

Anomenem camp gravitatori un camp vectorial en què a cada punt de l'espai li correspon un vector anomenat intensitat de camp gravitatori.

La llei de gravitació universal diu que la força d'atracció entre dues partícules, separades per una distància, és directament proporcional al producte de les masses i inversament proporcional al quadrat de la distància entre elles.

S'anomena potencial d'un camp gravitatori en un punt l'energia potencial de la unitat de massa situada en aquest punt.

ENERGIA EN ELS CAMPS ELÈCTRICS

La càrrega elèctrica (Q) que té un cos és sempre un múltiple de la càrrega de l'electró. La unitat en el sistema internacional és el Coulomb (C).

La llei de Coulomb diu que la intensitat de la força d'atracció o repulsió entre dues càrregues puntuals és directament proporcional al valor de cada una d'elles i és inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa.

Rep el nom d'intensitat d'un camp elèctric (E) en un punt la força que actua sobre la unitat de càrrega positiva situada en aquest punt. La seva unitat en el sistema internacional és el (N/C).

S'anomena potencial d'un camp elèctric en un punt l'energia potencial de la unitat de càrrega positiva situada en aquest punt. La seva unitat en el sistema internacional és el volt (V).

La diferència de potencial entre dos punts A i B és igual al treball que efectua el camp quan es trasllada la unitat de càrrega positiva d'A a B.

EL CIRCUIT ELÈCTRIC

S'anomena intensitat d'un corrent elèctric (I) la càrrega Q que travessa una secció transversal d'un conductor per unitat de temps. La seva unitat en el sistema internacional és l'amper (A).

Resistència elèctrica, és l'oposició que presenten els materials a l'hora de conduir corrent elèctric. La seva unitat en el sistema internacional és el ohm (W).

La missió dels generadors, és comunicar energia potencial a les càrregues elèctriques perquè circulin constantment pels conductors.

Un acumulador és un dispositiu electroquímic la reacció de funcionament del qual és reversible.

Les dinamos i els alternadors, són màquines que transformen l'energia mecànica en energia elèctrica.

Receptors, són els dispositius especialment dissenyats per aprofitar els diferents efectes del corrent elèctric.

En un circuit en sèrie, la intensitat del corrent és la mateixa en tots el punts.

En un circuit en paral·lel, el voltatge és el mateix a totes les branques del circuit.

Sobreintensitat, moment en que es sobrepassa cert valor de la intensitat.

Curtcircuit, quan s'uneixen les dos polaritats sense tenir cap mena de receptor entre mig.

La llei d'ohm explica, la diferència de potencial entre els extrems d'un conductor, és directament proporcional al producte de intensitat y de la resistència del circuit.

La llei de Joule estableix que l'energia despresa en forma de calor pel corrent elèctric és directament proporcional al quadrat de la intensitat de corrent, a la resistència del conductor i al temps que hi passa el corrent.

La quantitat d'energia que el generador subministra per unitat de càrrega que hi circula s'anomena força electromotriu (e).

S'anomena força contraelectromotriu (e')d'un receptor l'energia elèctrica transformada per unitat de càrrega sense comptar-ne la dissipada per l'efecte Joule.

La resistència equivalent a un conjunt de resistències en sèrie és la suma de totes elles.

La inversa de la resistència equivalent, en un circuit paral·lel, és igual a la suma de les inverses de les resistències.

La potència d'un corrent és igual al producte de la seva intensitat per la caiguda de potencial.

CAMP MAGNÈTIC

Són els corrents elèctrics o, més exactament, les càrregues elèctriques en moviment les que creen els camps magnètics.

La força magnètica es el producte entre el producte escalar de la velocitat de la partícula i de la intensitat del camp magnètic per la càrrega de la partícula.

Es defineix el moment del parell de forces, com el producte d'una de les forces del parell per la distància que hi ha entre els punts d'aplicació de les forces i el sin d.

Permeabilitat magnètica és la capacitat de transmetre el camp magnètic a través del l'espai que envolta el conductor.

Definim el Flux (f) d'un camp magnètic uniforme a través d'una superfície com el producte escalar del camp magnètic per la superfície.

Llei de Faraday-Lenz: La fem induïda e en un circuit tancat és directament proporcional a la variació respecte del temps del flux magnètic f que travessa la superfície del circuit, de manera que el sentit del corrent induït és aquell que dóna un efecte que s'oposa a la causa que el produeix.

El coeficient d'autoinducció (L) es el quocient entre el flux magnètic i la intensitat elèctrica de l'espira. La seva unitat en el sistema internacional es el Henry (H).

L'alternador és l'aparell que transforma energia mecànica en energia elèctrica. En un alternador troben un estator, un rotor

L'alternador dona un tipus de corrent, anomenada fem alterna, les seves característiques principals són:

  • La força electromotriu instantània és la força electromotriu que proporciona l'alternador en un instant determinat.

  • La fem màxima o amplitud és el valor màxim que pren la fem.

  • La freqüència angular o pulsació és la velocitat angular de l'espira que gira.

  • La freqüència és el nombre de voltes que fa l'espira per segon.

  • El període és el temps que triga l'espira a fer una volta completa.

  • La fase inicial, ve donada per la posició inicial de l'espira del rotor respecte de la direcció del camp magnètic.

Definim intensitat eficaç i fem eficaç d'un circuit de CA com aquells valors de la intensitat i de la fem d'un circuit de CC que genera la mateixa quantitat de calor per unitat de temps que el circuit de corrent altern.

ONES

Definim moviment periòdic com aquell moviment que es repeteix a intervals regulars de temps, de manera que el mòbil descriu la mateixa trajectòria al llarg del temps; anomenem període T a l'interval de temps que tarda a tornar a repetir-se el moviment.

Definim oscil·lació o vibració, com el moviment descrit durant el temps d'un període.

Un moviment oscil·latori és aquell moviment periòdic en el qual el mòbil d'una posició d'equilibri i descriu la mateixa trajectòria contínuament, pastant una vegada i una altra per la posició d'equilibri.

Podem definir el moviment harmònic simple com aquell moviment que resulta de projectar un moviment circular uniforme sobre un eix que passi pel centre de la circumferència i que estigui contingut en el pla que defineix aquesta.

L'elongació és la posició del mòbil que descriu un moviment harmònic simple. La seva unitat és el metre (m).

L'amplitud (A) és el valor màxim que pot assolir l'elongació.

Definim focus emissor d'ones com aquell conjunt de partícules del  medi on s'origina la pertorbació.

Definim un medi homogeni com aquell medi que està constituït per partícules del mateix tipus sotmeses a les mateixes condicions de temperatura, pressió, etc.

Ones mecàniques són aquelles ones que necessiten un medi per a la seva propagació.

Ones electromagnètiques són aquelles ones que no necessiten un medi de transmissió.

Ones unidimensionals son l'ona que es propaga només per una direcció.

Ones bidimensionals són les ones que es propaguen en un pla.

Ones tridimensionals són les ones que es propaguen a l'espai.

Un medi isòtrop és aquell medi elàstic en el qual la velocitat de fase d'una ona és la mateixa en totes les direccions de l'espai que conté el medi.

Definim ona harmònica com aquella pertorbació, consistent en un moviment harmònic simple. que es propaga, amb la seva energia, a través de les partícules que formen un medi determinat.

La longitud d'ona es pot definir com la longitud que hi ha entre dos punts consecutius que tenen el mateix estat d'oscil·lació, és a dir, que tenen la mateixa fase.

Polsos es donen quan la pertorbació dura un interval de temps molt petit.

Trens d'ones es donen quan la pertorbació dura un interval de temps més o menys gran; en aquest cas, es proporciona l'energia de manera continuada.

Ones longitudinals són aquelles ones en les quals la direcció d'oscil·lació de les partícules del medi és la mateixa que la direcció de propagació de l'ona.

Ones transversals són aquelles ones en les quals la direcció d'oscil·lació de les partícules del medi és perpendicular a la direcció de propagació de l'ona.

Segons el principi de Huygens, els punts que formen un front d'ona es comporten com nous focus emissors d'ones, les quals es propaguen en totes les direccions amb la mateixa velocitat de fase, i originen el següent front d'ona.

Anomenem raig qualsevol línia recta que sigui perpendicular a un front d'ona determinat; els diferents raigs corresponen a diferents direccions de propagació de l'ona.

Reflexió. L'ona incident canvia la seva direcció de propagació quan arriba a la superfície de separació del dos medis, però continua movent-se en el mateix medi i d'ona lloc a l'ona reflectida.

La refracció, consisteix en una variació tant de la direcció de propagació de l'ona, com del seu medi de transmissió.

Diem que una ona transversal està polaritzada linealment quan només vibra en una de les possibles direccions perpendiculars a la direcció de propagació de l'ona.

Una ona transversal també por estar polaritzada circularment, en aquest cas, el focus oscil·la de manera circular, variant contínuament la direcció de vibració, però sense variar-ne l'amplitud.

UNITATS

unitats del sistema internacional

Magnitud Nom de la unitat Símbol
Longitud metre m
Massa quilogram Kg
Temps segon s
Intensitat de Corrent elèctric Amper A
Temperatura termodinàmica Kelvin K
Quantitat de substància Mol mol
Intensitat lluminosa Candela cd
Angle pla radiant rad
Angle sòlid estereoradian sr
Freqüència hertz Hz
Força Newton N
Pressió, tensió pascal Pa
Energia, treball, calor Joule J
Potència watt W
Càrrega elèctrica, quantitat d'electricitat coulomb C
Potencial elèctric, Tensió elèctrica volt V
Resistència elèctrica ohm W
Conductància elèctrica siemens S
Capacitat farad F
Flux magnètic, flux d'inducció magnètica weber Wb
Densitat de flux magnètic, inducció magnètica tesla T
Inductància Henry H
Flux lluminós lumen lm
lluminància lux lx

Unitats que no són del S.I però en són útils

Magnitud nom de la unitat Símbol
Volum litre l o L
massa tona t
pressió d'un fluid Bar bar
Angle pla
Grau
Minut d'angle
Segon d'angle
º
'
"
temps
Minut
Hora
Dia
min
h
d

Per saber més

Multiples i submultiples

Factor Prefix Símbol Factor Prefix Símbol
1018 exa E 10-1 deci d
1015 peta P 10-2 centi c
1012 tera T 10-3 mil·li m
109 Giga G 10-6 micro m
106 Mega M 10-9 nano n
103 Kilo k 10-12 pico p
102 hecto h 10-15 femto f
10 deca da 10-18 atto a

Magnitud, símbols i unitats

Magnituds Símbols Unitats
Angle pla a , b... rad, (º,’,")
Angle sòlid W  sr
Longitud  l, (L) m
Amplada  b m
Altura  h m
Radi  r m
Diàmetre  d, D m
Longitud de trajectòria s m
Longitud d’ona  l m
Àrea  A, (S) m2
Volum  V m3 , (l, L)
Temps  t, s s, (min, h, d)
Velocitat  u, v, w, m/s
Acceleració  a m/s2
Acceleració de la gravetat g m/s2
Velocitat angular W rad/s
Acceleració angular a rad/s2
Període  T s
Desfasament  j rad
Constant de temps t, (T) s
Freqüència  f, n  Hz
Freqüència de rotació n s-1 , (min-1 )
Freqüència angular, freqüència circular, pulsació. rad/s
Massa  m kg, (t)
Densitat  r kg/m3
Moment d’inèrcia I, kg·m2
Quantitat de moviment  p kg·m/s
Moment cinètic L kg·m2 /s
Força  F N
Pes  F g , (G, P, W) N
Moment d’una força M N·m
Moment d’un parell T N·m
Pressió  p Pa (bar)
Tensió  s, t  Pa
Deformació lineal e
Deformació angular g
Coeficient de Poisson m, n
Mòdul d’elasticitat E Pa
Mòdul de torsió G Pa
Mòdul d’inèrcia Z, m3
Moment quadràtic d’una àrea plana Ia , (I)  m4
Moment quadràtic polar d’una àrea plana Ip m4
Coeficient de frec m, (f)
Viscositat dinàmica h, (m) Pa·s
Viscositat cinemàtica n m2/s
Tensió superficial g, N/m
Treball  W, (A) J
Energia  E, (W) J
Energia potencial  E p , V, J
Energia cinètica  E k , K, T J
Potència  P W
Rendiment  h
Cabal màssic  qm kg/s
Cabal de volum qv m3 /s

Electricitat

Magnitud Símbol Unitats
Intensitat de corrent elèctric I A
Densitat de corrent J, (S) A/m2
Càrrega elèctrica, quantitat d’electricitat  Q C
Intensitat de camp elèctric E, (K)  V/m
Potencial elèctric V, j  V
Diferència de potencial, tensió elèctrica U, (V) V
Capacitat  C F
Permitivitat  e F/m
Intensitat de camp magnètic H A/m
Inducció magnètica, densitat de flux magnètic B T
Flux magnètic, flux d’inducció magnètica F Wb
Autoinductància  L H
Inductància mútua M, L12 H
Permeabilitat  m H/m
Resistència  R W
Resistivitat  r W·m
Reluctància  R, Rm H-1
Nombre d’espires N
Nombre de fases m
Nombre de pols p
Impedància  Z W
Reactància  X W
Admitància  Y S
Potència  P Potència activa (W), aparent (VA) i reactiva (var)

Termodinàmica

Magnitud Símbol Unitats
Temperatura termodinàmica  T, Q K
Temperatura Celsius  t, ºC
Coeficient de dilatació lineal  a K-1
Calor  Q J
Capacitat calorífica a pressió constant Cp J/(kg·K)
Capacitat calorífica a volum constant  Cv J/(kg·K)
Relació de les capacitats calorífiques  g = Cp/Cv
Entropia  S J/K
Energia interna U, (E) J
Entalpia  H, (I) J

Basat en els llibres Física 1 Ed. Casals i en Física 2 Ed. Mc Graw Hill.