Redes Gurumuda
Redes de difracción: problemas y soluciones
1. Un rejilla que contiene 4000 rendijas por centímetro está iluminado con un monocromo luz y produce la línea brillante de segundo orden en un ángulo de 30°. ¿Cuál es la longitud de onda ¿de la luz utilizada? (1 Å = 10-10 m)
Conocido :
La distancia entre rendijas (d) = 1 / (4000 rendijas / cm) = 0.00025 cm = 2.5 x 10-4 cm = 2.5 x 10-6 metros
Orden (n) = 2
Pecado 30o = 0.5
1 Å = 10-10 m
Colisiones inelásticas
La ley de conservación de la energía cinética no se aplica en colisiones inelásticas. La ley de conservación del momento lineal sí se aplica en colisiones inelásticas si no actúa ninguna fuerza externa sobre los dos objetos que colisionan. En una colisión inelástica, dos objetos se adhieren o quedan unidos tras el impacto.
Ejemplo de pregunta 1.
Dos objetos tienen la misma masa, 1 kg. El objeto 1 se mueve sobre un plano horizontal a una velocidad de 10 m/s y choca con el objeto 2, que está en reposo. Tras la colisión, los dos objetos quedan unidos. ¿Cuál es la velocidad de los dos objetos después de la colisión?
Colisiones parcialmente elásticas
En las colisiones parcialmente elásticas, se aplica la ley de conservación del momento lineal, mientras que no se aplica la ley de conservación de la energía cinética. Durante la colisión, parte de la energía cinética se transforma en energía sonora, energía térmica y energía interna. El término «elástica» indica que, tras la colisión, los dos objetos no se adhieren entre sí, sino que rebotan.
Un ejemplo de colisión parcialmente elástica es la colisión unidimensional de dos canicas o dos bolas de billar.
Conservación del momento lineal
La ley de conservación del momento lineal establece que si no actúa ninguna fuerza externa sobre dos objetos que colisionan, el momento lineal de los objetos antes de la colisión es igual al momento lineal de los objetos después de la colisión.
p1 + pag2 = pag1 ' + p2 ' …………………….. Ecuación 1.4
m1 v1 +m2 v2 = m1 v1 ' + m2 v2 '
Si después de la colisión ambos objetos se quedan pegados,
m1 v1 +m2 v2 = (metro1 +m2 ) v'
Colisiones perfectamente elásticas
Se denomina colisión elástica perfecta a la presencia de dos objetos cuyo momento lineal o energía cinética antes de la colisión es igual al momento lineal y la energía cinética de cada objeto después de la colisión. En otras palabras, en las colisiones elásticas perfectas se aplican las leyes de conservación del momento lineal y de la energía cinética. El término «elástica» indica que, tras la colisión, los dos objetos no se adhieren entre sí, sino que rebotan. El momento lineal de cada objeto se conserva.
El momento lineal de cada objeto se conserva.
Principio de trabajo y energía mecánica
El teorema del trabajo y la energía cinética establece que el trabajo neto, o el trabajo realizado por la fuerza neta, es igual al cambio en la energía cinética.
Wred = At - Ao = 1⁄2 m(vt2 - vo2)
Wred Existen dos tipos de fuerzas: las fuerzas conservativas y las fuerzas no conservativas. Por lo tanto, el trabajo neto se compone del trabajo realizado por una fuerza conservativa y el trabajo realizado por una fuerza no conservativa.
Wc + Wnc = ΔKE
Trabajo realizado por fuerzas conservativas Energía potencial
Observemos un objeto que se mueve verticalmente hacia arriba y luego regresa a su posición inicial tras alcanzar una altura máxima. Cuando el objeto se mueve verticalmente hacia arriba, su peso realiza trabajo negativo sobre él. Al ascender, la altura del objeto aumenta, por lo que su energía potencial gravitatoria también aumenta. Se puede concluir que el trabajo negativo realizado por el peso es igual al aumento de la energía potencial gravitatoria (EP) del objeto.
Fuerza conservadora y fuerza no conservadora
1. Fuerza Conservadora
1.1 Peso (w)
Observe un objeto que se mueve verticalmente hacia arriba hasta alcanzar una altura máxima antes de descender hacia su posición inicial. Al moverse verticalmente hacia arriba una altura h, el peso actúa en dirección opuesta al desplazamiento. Por lo tanto, el peso realiza trabajo negativo sobre el objeto.
W = wh (cos 180o) = – wh = – mgh
Tras alcanzar una altura máxima, el objeto se desplaza hacia abajo hasta su posición inicial una distancia h. Al descender, el peso actúa en la misma dirección que el desplazamiento. Debido a esto, el peso realiza trabajo positivo.
Principio de trabajo y energía cinética
Si una fuerza neta actúa sobre un objeto, este experimenta aceleración (desplazamiento). Al acelerar, la velocidad del objeto cambia. En otras palabras, el trabajo realizado por la fuerza neta está relacionado con la velocidad inicial y final del objeto.
El trabajo realizado sobre un objeto por una fuerza neta constante es:
Wred = ΣF s
La segunda ley de Newton establece que si hay una fuerza neta actuando sobre un objeto, este experimenta aceleración.
Trabajo realizado por la fuerza
1.1 Definición de trabajo
Si empujas un libro sobre una mesa hasta que se desplaza, se dice que has realizado trabajo sobre él. Si un objeto cae al suelo debido a la fuerza de gravedad, se dice que la fuerza de gravedad ha realizado trabajo sobre él. Por el contrario, si empujas un objeto con todas tus fuerzas hasta sudar profusamente, pero el objeto no se mueve en absoluto, se dice que no has realizado trabajo sobre él. En la vida cotidiana, la gente podría decir que has realizado un gran esfuerzo al empujar un objeto, pero en física, no se realiza trabajo sobre el objeto porque no se ha desplazado.