Fórmulas de física


En física, las fórmulas representan las relaciones entre magnitudes involucradas en un mismo fenómeno físico. Sin embargo, es fundamental saber el significado de cada magnitud y entender el contexto en que se aplica de cada fórmula.

Las unidades a continuación están expresadas en el sistema internacional de unidades y aparecen entre paréntesis en la descripción de los parámetros.

Cinemática

cinematica
La cinemática aborda aspectos relacionados con el movimiento de los cuerpos.

La cinemática hace una descripción del movimiento de los cuerpos, sin preocuparse por las causas. La velocidad, distancia recorrida, tiempo y aceleración son algunos de los parámetros estudiados en esta área.

Movimiento rectilíneo uniforme

estilo tamaño 14px negrita s negrita igual negrita s subíndice negrita 0 negrita más negrita v negrita. negrita t fin estilo

s: posición final (m)
s0: posición inicial (m)
v: velocidad (m/s)
t: intervalo de tiempo

Movimiento rectilíneo uniformemente variado

estilo tamaño 14px negrita s negrita igual negrita s subíndice negrita 0 negrita más negrita v subíndice negrita 0 negrita. negrita t negrita más fracción negrita 1 entre negrita 2 negrita a negrita. negrita t elevado a negrita 2 fin estilo

s: posición final (m)
s0: posición inicial (m)
v0: velocidad inicial (m/s)
a: aceleración (m/s2)
t: intervalo de tiempo

estilo tamaño 14px negrita v negrita igual negrita v subíndice negrita 0 negrita más negrita a negrita por negrita t fin estilo

v: velocidad final (m/s)
v0: velocidad inicial (m/s)
a: aceleración (m/s2)
t: intervalo de tiempo(s)

estilo tamaño 14px negrita v negrita igual negrita v subíndice negrita 0 negrita más negrita 2 negrita a negrita por negrita incremento negrita s fin estilo

v: velocidad final (m/s)
v0: velocidad inicial (m/s)
a: aceleración (m/s2)
ΔS: distancia recorrida

Movimiento circular uniforme

estilo tamaño 14px negrita v negrita igual negrita omega negrita por negrita R fin estilo

v: velocidad (m/s)
ω: velocidad angular (rad/s)
R: radio de la curvatura de la trayectoria (m)

estilo tamaño 14px negrita T negrita igual fracción negrita 1 entre negrita f fin estilo

T: periodo (s)
f: frecuencia (Hz)

estilo tamaño 14px negrita omega negrita igual negrita 2 negrita pi negrita por negrita f fin estilo

ω: velocidad angular (rad/s)
f: frecuencia (Hz)

estilo tamaño 14px negrita a subíndice negrita cp negrita igual fracción negrita v elevado a negrita 2 entre negrita R fin estilo

acp: aceleración centrípeta (m/s2)
v: velocidad (m/s)
R: radio de la curvatura de la trayectoria (m)

Lanzamiento oblicuo

estilo tamaño 14px negrita v subíndice negrita x negrita igual negrita v subíndice negrita 0 negrita cosθ negrita espacio fin estilo

vx: velocidad en el eje X- velocidad constante (m/s)
v0: velocidad inicial (m/s)
θθ: ángulo de la dirección del lanzamiento

estilo tamaño 14px negrita v subíndice negrita 0 negrita y fin subíndice negrita igual negrita v subíndice negrita 0 negrita senθ fin estilo

v0y: velocidad inicial en el eje y (m/s)
v0: velocidad inicial (m/s)
θ: ángulo de la dirección del lanzamiento

estilo tamaño 14px negrita v subíndice negrita y negrita igual negrita v subíndice negrita 0 negrita y fin subíndice negrita más negrita a negrita por negrita t fin estilo

vy: velocidad en el eje y (m/s)
v0y: velocidad inicial en el eje y (m/s)
a: aceleración (m/s2)
t: intervalo de tiempo (s)

estilo tamaño 14px negrita H negrita igual fracción numerador negrita v subíndice negrita 0 elevado a negrita 2 negrita por negrita sen elevado a negrita 2 negrita theta entre denominador negrita 2 negrita g fin fracción fin estilo

H: altura máxima (m)
v0: velocidad inicial (m/s)
θ: ángulo de la dirección del lanzamiento
g: aceleración de la gravedad (m/s2)

estilo tamaño 14px negrita A negrita igual fracción numerador negrita v subíndice negrita 0 elevado a negrita 2 negrita por negrita sen elevado a negrita 2 negrita theta entre denominador negrita g fin fracción fin estilo

A: alcance (m)
v0: velocidad inicial (m/s)
θ: ángulo de la dirección del lanzamiento
g: aceleración de la gravedad (m/s2)

Dinámica

dinamica
En el lanzamiento de cohetes se requiere estudiar las causas del movimiento.

La dinámica estudia las causas del movimiento de los cuerpos. En esta área, se estudian los diferentes tipos de fuerzas que intervienen en el movimiento.

estilo tamaño 14px negrita F subíndice negrita R negrita igual negrita m negrita por negrita a fin estilo

FR: fuerza resultante (N)
m: masa (kg)
a: aceleración (m/s2)

estilo tamaño 14px negrita P negrita igual negrita m negrita por negrita g fin estilo

P: peso (N)
m: masa (kg)
g: aceleración por la gravedad (m/s2)

estilo tamaño 14px negrita f subíndice negrita fr negrita igual negrita mu negrita por negrita N fin estilo

ffr: fuerza de fricción (N)
µ: coeficiente de roce
N: fuerza normal (N)

estilo tamaño 14px negrita f subíndice negrita el negrita igual negrita k negrita por negrita x fin estilo

fel: fuerza elástica (N)
k: constante elástica del resorte (N/m)
x: deformación del resorte (m)

Vea también Leyes de Newton.

Trabajo, energía y potencia

trabajo
Al mover una roca, estamos haciendo un trabajo.

La conservación de la energía es uno de los principios fundamentales de la física y su comprensión es extremadamente importante. El trabajo y la potencia son dos magnitudes que también se relacionan con la energía.

estilo tamaño 14px negrita T negrita igual negrita F negrita por negrita d negrita por negrita cosθ fin estilo

T: trabajo (Joule, J)
F: fuerza (Newton, N)
d: desplazamiento (metro, m)
θ: ángulo entre la dirección de la fuerza y el desplazamiento

estilo tamaño 14px negrita E subíndice negrita c negrita igual fracción negrita 1 entre negrita 2 negrita m negrita por negrita v elevado a negrita 2 fin estilo

Ec: energía cinética (Joule, J)
m: masa (kilogramo, kg)
v: velocidad (metros/segundo, m/s)

estilo tamaño 14px negrita E subíndice negrita p negrita igual negrita m negrita por negrita g negrita por negrita h fin estilo

Ep: energía potencial gravitacional (Joule, J)
m: masa (kilogramo, kg)
g: aceleración por la gravedad (metros/segundo2, m/s2)
h: altura (metros, m)

estilo tamaño 14px negrita E subíndice negrita el negrita igual fracción negrita 1 entre negrita 2 negrita k negrita por negrita x elevado a negrita 2 fin estilo

Eel: energía potencial elástica (Joule, J)
k: constante elástica del resorte (Newton/metro, N/m)
x: deformación del resorte (metros, m)

estilo tamaño 14px negrita P negrita igual fracción numerador negrita T entre denominador negrita incremento negrita t fin fracción fin estilo

P: potencia (watt, w)
T: trabajo (Joule, J)
Δt: intervalo de tiempo (segundos, s)

Cantidad de movimiento

estilo tamaño 14px negrita Q negrita igual negrita m negrita por negrita v fin estilo

Q: cantidad de movimiento (kg.m/s)
m: masa (kg)
v: velocidad (m/s)

Impulso

estilo tamaño 14px negrita I negrita igual negrita F negrita por negrita incremento negrita t fin estilo

I: impulso (N.s)
F: fuerza (N)
Δt: intervalo de tiempo (s)

Vea también:

Hidrostática

En hidrostática se estudian los fluidos en reposo, ya sean líquidos o gases. El empuje y la presión son conceptos fundamentales en esta área.

estilo tamaño 14px negrita P negrita igual fracción negrita F entre negrita A fin estilo

p: presión (N/m2)
F: fuerza (N)
A: área (m2)

estilo tamaño 14px negrita rho negrita igual fracción negrita m entre negrita V fin estilo

ρ: densidad(kg/m3)
m: masa (kg)
V: volumen (m3)

estilo tamaño 14px negrita P subíndice negrita t negrita igual negrita P subíndice negrita atm negrita más negrita rho negrita por negrita g negrita por negrita h fin estilo

Pt: presión total (N/m2)
Patm: presión atmosférica (N/m2)
ρ: densidad (kg/m3)
g: aceleración por la gravedad (m/s2)
h: altura (m)

estilo tamaño 14px negrita E negrita igual negrita rho negrita por negrita g negrita por negrita V fin estilo

E: empuje (N)
ρ: densidad (kg/m3)
g: aceleración por la gravedad (m/s2)
V: volumen de líquido desplazado (m3)

Gravitación universal

gravitacion
El movimiento de los cuerpos celestes se explica con las leyes de gravitación.

Las leyes de Kepler y la ley de gravitación universal de Isaac Newton contribuyeron enormemente al avance de la astronomía.

estilo tamaño 14px negrita T elevado a negrita 2 negrita igual negrita K negrita por negrita r elevado a negrita 3 fin estilo

T: período del planeta (u.a.)
K: constante de proporcionalidad
r: radio medio (u.a.)

estilo tamaño 14px negrita F subíndice negrita G negrita igual fracción numerador negrita G negrita por negrita M subíndice negrita 1 negrita por negrita M subíndice negrita 2 entre denominador negrita d elevado a negrita 2 fin fracción fin estilo

FG: fuerza gravitacional (N)
G: constante de gravitación universal (N.m2/kg2)
M1: masa del cuerpo 1 (kg)
M2: masa del cuerpo 2 (kg)
d: distancia (m)

Termología y termodinámica

termologia
Los termómetros pueden usar diferentes escalas para medir la temperatura.

En termología se estudia el concepto de temperatura, calor y escalas termométricas, además de los efectos de la variación de la temperatura en la dilatación de los cuerpos. En termodinámica, se aprende la relación entre calor y trabajo.

Conversión de escalas de temperatura

estilo tamaño 14px negrita T subíndice negrita C negrita igual fracción negrita 5 entre negrita 9 abrir paréntesis negrita T subíndice negrita F negrita espacio negrita menos negrita 32 cerrar paréntesis fin estilo

TC: temperatura en grados Celsius (ºC)
TF: temperatura en Farenheit (ºF)

estilo tamaño 14px negrita T subíndice negrita K negrita igual negrita T subíndice negrita C negrita más negrita 273 fin estilo

TK: temperatura en Kelvin (ºK)
TC: temperatura en Celsius (ºC)

Dilatación térmica

estilo tamaño 14px negrita incremento negrita L negrita igual negrita L subíndice negrita 0 negrita por negrita alfa negrita por negrita incremento negrita T fin estilo

∆L: dilatación lineal (m)
L0: longitud inicial (m)
α: coeficiente de dilatación lineal (ºC-1)
∆T: variación de temperatura (ºC)

estilo tamaño 14px negrita incremento negrita A negrita igual negrita A subíndice negrita 0 negrita por negrita beta negrita por negrita incremento negrita T fin estilo

∆A: dilatación superficial (m2)
A0: área inicial (m2)
β: coeficiente de dilatación superficial ( ºC-1)
∆T: variación de temperatura (ºC)

estilo tamaño 14px negrita incremento negrita V negrita igual negrita V subíndice negrita 0 negrita por negrita gamma negrita por negrita incremento negrita T fin estilo

∆V: dilatación volumétrica (m3)
V0: volumen inicial (m3)
Y: coeficiente de dilatación volumétrica (ºCm-1)
∆T: variación de temperatura (ºC)

Calorimetría

estilo tamaño 14px negrita C negrita igual negrita m negrita por negrita c fin estilo

C: capacidad térmica (J/ºC)
m: masa (kg)
c: calor específico (J/kg ºC)

estilo tamaño 14px negrita Q negrita igual negrita m negrita por negrita c negrita por negrita incremento negrita T fin estilo

Q: cantidad de calor transferido (J)
m: masa (kg)
c: calor específico (J/kg.ºC)
ΔT: variación de temperatura (ºC)

estilo tamaño 14px negrita Q negrita igual negrita m negrita por negrita L fin estilo

Q: cantidad de calor para cambio de fase (J)
m: masa (kg)
L: calor latente según el cambio de fase (J/kg)

Termodinámica

estilo tamaño 14px negrita incremento negrita U negrita igual negrita Q negrita por negrita T fin estilo

ΔU: variación de energía interna (J)
Q: cantidad de calor (J)
T: trabajo (J)

estilo tamaño 14px negrita T negrita igual negrita Q subíndice negrita q negrita por negrita Q subíndice negrita f fin estilo

T: trabajo (J)
Qq: cantidad de calor absorbido de la fuente caliente (J)
Qf: cantidad de calor cedido por la fuente fría (J)

estilo tamaño 14px negrita R negrita igual fracción negrita T entre negrita Q subíndice negrita q fin estilo

R: rendimiento de una máquina térmica
T: trabajo (J)
Qq: cantidad de calor absorbido de la fuente caliente (J)

estilo tamaño 14px negrita incremento negrita S negrita igual fracción numerador negrita incremento negrita Q entre denominador negrita T fin fracción fin estilo

∆S: variación de entropía (J/K)
∆Q: cantidad de calor (J)
T: temperatura absoluta (K)

Ondas y óptica

ondas
El sonido es una onda.

En el estudio de las ondas se utiliza básicamente la ecuación fundamental, mientras que, en óptica, la reflexión y refracción son los fenómenos importantes para el estudio de los espejos y de las lentes.

Velocidad de propagación de las ondas

estilo tamaño 14px negrita v negrita igual negrita lambda negrita por negrita f fin estilo

v: velocidad de propagación de una onda (m/s)
λ: longitud de onda (m)
f: frecuencia (Hz)

Espejos esféricos

estilo tamaño 14px fracción negrita 1 entre negrita f negrita igual fracción negrita 1 entre negrita p negrita más fracción numerador negrita 1 entre denominador negrita p negrita apóstrofo fin fracción fin estilo

f: distancia focal (cm o m)
p: distancia del vértice del espejo al objeto (cm o m)
p': distancia del vértice del espejo a la imagen (cm o m)

estilo tamaño 14px negrita A negrita igual fracción negrita i entre negrita o negrita igual fracción numerador negrita p negrita apóstrofo entre denominador negrita p fin fracción fin estilo

A: aumento lineal transversal
i: tamaño de la imagen (cm o m)
o: tamaño del objeto (cm o m)
p': distancia del vértice del espejo a la imagen (cm o m)
p:distancia del vértice del espejo al objeto (cm o m)

Refracción

estilo tamaño 14px negrita n subíndice negrita 1 negrita por negrita senθ subíndice negrita 1 negrita igual negrita n subíndice negrita 2 negrita por negrita senθ subíndice negrita 2 fin estilo

n1: índice de refracción del medio 1
θ1: ángulo de incidencia
n2: índice de refracción del medio 2
θ2: ángulo de refracción

Electricidad

Conceptos como corriente eléctrica, diferencia de potencial, potencia y energía eléctrica son fundamentales para los cálculos en electricidad.

Electrostática

estilo tamaño 14px negrita F subíndice negrita e negrita igual fracción numerador negrita k abrir barra vertical negrita Q subíndice negrita 1 cerrar barra vertical negrita por abrir barra vertical negrita Q subíndice negrita 2 cerrar barra vertical entre denominador negrita d elevado a negrita 2 fin fracción fin estilo

Fe: fuerza electrostática (N)
k: constante electrostática (N.m2/C2)
|Q1l: módulo de la carga 1 (C)
|Q2|: módulo de la carga 2 (C)
d: distancia entre las cargas (m)

estilo tamaño 14px negrita F negrita igual negrita q negrita por negrita E fin estilo

F: fuerza electrostática (N)
q: carga de la prueba (C )
E: campo eléctrico (N/C)

estilo tamaño 14px negrita V negrita igual negrita k fracción negrita Q entre negrita d fin estilo

V: potencial eléctrico (V)
k: constante electrostática (N.m2/C2)
Q: carga eléctrica (C)
d: distancia (m)

Electricidad

estilo tamaño 14px negrita V negrita igual negrita R negrita por negrita I fin estilo

V: diferencia de potencial (voltios, V)
R: resistencia (Ohm, Ω)
I: corriente (Ampere, A)

estilo tamaño 14px negrita P negrita igual negrita V negrita por negrita I fin estilo

P: potencia eléctrica (Watts, W)
V: diferencia de potencial (voltios, V)
I: corriente (Ampere, A)

estilo tamaño 14px negrita P negrita igual negrita R negrita por negrita I elevado a negrita 2 fin estilo

P: potencia efecto Joule (J)
R: resistencia eléctrica (Ω)
I: corriente (A)

estilo tamaño 14px negrita E negrita igual negrita P negrita por negrita incremento negrita t fin estilo

E: energía eléctrica (J o KWh)
P: potencia (J o kW)
Δt: intervalo de tiempo (s o h)

Asociación de resistencias en serie

estilo tamaño 14px negrita R subíndice negrita e negrita igual negrita espacio negrita R subíndice negrita 1 negrita más negrita espacio negrita R subíndice negrita 2 negrita espacio negrita más negrita. negrita. negrita. negrita más negrita R subíndice negrita n fin estilo

Re: resistencia equivalente (Ohm, Ω)
R1: resistencia 1 (Ω)
R2: resistencia 2 (Ω)
Rn: resistencia n (Ω)

Asociación de resistencias en paralelo

estilo tamaño 14px fracción negrita 1 entre negrita R subíndice negrita e negrita igual fracción negrita 1 entre negrita R subíndice negrita 1 negrita más fracción negrita 1 entre negrita R subíndice negrita 2 negrita más negrita. negrita. negrita. negrita más fracción negrita 1 entre negrita R subíndice negrita n fin estilo

Re: resistencia equivalente (Ω)
R1: resistencia 1 (Ω)
R2: resistencia 2 (Ω)
Rn: resistencia n (Ω)

Capacitores

estilo tamaño 14px negrita C negrita igual fracción negrita Q entre negrita V fin estilo

C: capacitancia (F)
Q: carga eléctrica (C)
V: diferencia de potencial (V)

Vea también Ley de Ohm.

Electromagnetismo

electromagnetismo
El disco duro de las computadoras funciona gracias a principios electromagnéticos.

La variación de la corriente eléctrica crea un campo magnético y la variación del campo magnético induce una corriente. En esta área, la electricidad y el magnetismo se juntan formando un campo importante de la física.

estilo tamaño 14px negrita F subíndice negrita m negrita igual negrita B abrir barra vertical negrita q cerrar barra vertical negrita por negrita v negrita por negrita senθ fin estilo

Fm: fuerza magnética (N)
B: vector de inducción magnética (T)
|q|: módulo de la carga (C)
v: velocidad (m/s)
θ: ángulo entre el vector B y la velocidad

estilo tamaño 14px negrita F subíndice negrita m negrita igual negrita B negrita por negrita i negrita por negrita l negrita por negrita senθ fin estilo

Fm: fuerza magnética (N)
B: vector de inducción magnética (T)
I: corriente (Amp)
l: longitud del cable (m/s)
θ: ángulo entre el vector B y la corriente

estilo tamaño 14px negrita fi negrita igual negrita B negrita por negrita A negrita por negrita cosθ fin estilo

φ: flujo magnético (Wb)
B: vector de inducción magnética (T)
A: área (m2)
θ: ángulo entre vector B y el vector normal a la superficie del espiral

estilo tamaño 14px negrita épsilon negrita igual fracción numerador negrita incremento negrita fi entre denominador negrita incremento negrita t fin fracción fin estilo

ε: fem inducida (V)
Δφ: variación del flujo magnético (Wb)
Δ t: intervalo de tiempo (s)