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Calculadoras de Física — Mecánica, Electricidad y Óptica

Las calculadoras de física cubren los principales bloques temáticos de la física clásica y moderna: mecánica clásica (energía, fuerzas, cinemática), electromagnetismo (Ley de Coulomb, fuerza electromotriz), termodinámica (calor específico, dilatación), hidrodinámica (ecuación de Bernoulli) y física nuclear (decaimiento radiactivo).

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Contenido educativo

Física esencial: de Newton a la electrodinámica

Energía cinética y potencial: la base de la mecánica

Energía cinética: Ec = ½mv². Energía potencial gravitatoria: Ep = mgh. Conservación de energía: Ec + Ep = constante (sin rozamiento). Aplicación: una pelota de 0.5kg que cae desde 10m alcanza velocidad: v = √(2gh) = √(2×9.8×10) = 14 m/s justo antes de impactar.

Ley de Coulomb: fuerzas eléctricas

La fuerza eléctrica entre dos cargas: F = k × q₁ × q₂ / r². Donde k = 8.99×10⁹ N·m²/C². Dos cargas de 1μC separadas 10cm: F = 8.99×10⁹ × (10⁻⁶)² / (0.1)² = 0.899 N. Si las cargas son del mismo signo, la fuerza es repulsiva; si son de signo contrario, es atractiva.

Péndulo: período e independencia de la masa

El período de un péndulo simple: T = 2π × √(L/g). Donde L es la longitud del péndulo en metros y g la aceleración gravitacional (9.8 m/s²). Importante: el período NO depende de la masa del péndulo ni de la amplitud (para oscilaciones pequeñas <15°). Un péndulo de 1m: T = 2π × √(1/9.8) = 2.006 segundos.

Cinematica aplicada: de la formula de caida libre al calculo forense

La caida libre (v = g·t, h = ½·g·t²) tiene aplicaciones que van del laboratorio escolar a la vida profesional: los peritos de transito en Mexico y Colombia la usan para estimar velocidades en accidentes, y los ingenieros para dimensionar amortiguacion. Un objeto que cae desde 20 metros llega al suelo en 2.02 segundos a 71 km/h, despreciando el aire. Con resistencia del aire entra la velocidad terminal: una gota de lluvia alcanza solo 25-30 km/h, un paracaidista en posicion de aguila unos 195 km/h. La calculadora de caida libre y velocidad terminal resuelve ambos escenarios.

Ley de Ohm y potencia: la fisica que protege tu instalacion electrica

La ley de Ohm (V = I·R) y la formula de potencia (P = V·I) son la base para no quemar una instalacion domestica. En LatAm coexisten dos voltajes: 127 V en Mexico y buena parte de Centroamerica, 220 V en Argentina, Chile, Peru y España. Un calefactor de 1.500 W consume 11.8 A en Mexico pero solo 6.8 A en Argentina: por eso el calibre de cable requerido es diferente en cada pais para el mismo aparato. La calculadora de ley de Ohm relaciona voltaje, corriente, resistencia y potencia, y se complementa con la calculadora de calibre de cables del silo de construccion.

Calor especifico y dilatacion: por que los materiales se mueven con la temperatura

El calor especifico explica por que la arena de la playa quema al mediodia mientras el mar sigue fresco: el agua necesita 4.186 J para subir 1°C por kilogramo, la arena apenas 800. La dilatacion termica explica las juntas de los puentes y por que las vias del tren tienen separaciones: una viga de acero de 20 metros se alarga 12 mm cuando la temperatura sube 50°C. Estos dos fenomenos aparecen en todos los cursos de fisica de bachillerato en LatAm y en el diseño real de infraestructura. Usa la calculadora de calor especifico y la calculadora de dilatacion termica con las constantes de los materiales mas comunes precargadas.

Preguntas frecuentes

FAQ sobre física

¿Cómo calculo la energía cinética? +
Ec = ½ × m × v². Un auto de 1.500kg a 100 km/h (27.78 m/s): Ec = 0.5 × 1500 × 27.78² = 578.703 J ≈ 579 kJ. Esto equivale a la energía de ~138 gramos de TNT, lo que explica la peligrosidad de los accidentes a alta velocidad.
¿Cuál es la diferencia entre caída libre y velocidad terminal? +
En caída libre (sin resistencia del aire): v = g×t, h = ½g×t². La velocidad terminal se alcanza cuando la fuerza de arrastre del aire iguala la fuerza gravitacional. Para una persona en caída libre: ~53 m/s (~190 km/h) en posición de estrella. La calculadora calcula ambos casos.
¿Qué es el torque y cómo se calcula? +
Torque (o momento de fuerza) τ = F × d × sen(θ). Donde F es la fuerza, d la distancia al eje de rotación y θ el ángulo entre F y d. En práctica: aflojar un tornillo con una llave de 30cm aplicando 50N perpendicular al mango → τ = 50 × 0.30 × sen(90°) = 15 N·m.
¿Qué es el decaimiento radiactivo y cómo calculo la vida media? +
Ley de decaimiento: N(t) = N₀ × e^(-λt). La vida media T½ = ln(2)/λ. Aplicación en medicina nuclear: el Tecnecio-99m tiene T½ = 6 horas. Después de 24h (4 vidas medias), solo queda (1/2)⁴ = 6.25% de la actividad original. La calculadora calcula la actividad restante en cualquier momento.
¿Desde que altura cayo un objeto si tardo 3 segundos en llegar al suelo? +
Con h = ½·g·t²: h = 0.5 x 9.81 x 3² = 44.1 metros (unos 14 pisos), llegando a 29.4 m/s = 106 km/h. Esta formula ignora la resistencia del aire, valida para objetos densos y alturas moderadas. Para caidas largas o de objetos ligeros, la velocidad terminal limita la aceleracion. La calculadora de caida libre resuelve altura, tiempo o velocidad a partir de cualquiera de los otros datos.
¿Cuantos amperes consume un aparato de 1.500 W en Mexico y en Argentina? +
Con P = V·I, despejando I = P/V: en Mexico (127 V) consume 11.8 A; en Argentina (220 V) solo 6.8 A. Por eso un mismo aparato requiere cable mas grueso y protecciones diferentes segun el pais. Regla practica en 127 V: cada 1.000 W son unos 8 A; en 220 V, unos 4.5 A. Calcula cualquier combinacion con la calculadora de ley de Ohm.
¿Que es el efecto Doppler y donde lo percibo en la vida diaria? +
Es el cambio aparente de frecuencia cuando la fuente del sonido se mueve respecto a ti: la sirena de la ambulancia suena aguda al acercarse y grave al alejarse. Una sirena de 700 Hz en una ambulancia a 80 km/h se percibe a unos 749 Hz acercandose y 655 Hz alejandose. El mismo principio se usa en radares de velocidad y ecografias Doppler. Experimenta con la calculadora de efecto Doppler.
¿Cuanto se dilata una estructura metalica con el calor? +
Dilatacion lineal: ΔL = α x L x ΔT. Para acero (α = 12x10⁻⁶ por °C), una viga de 20 m que pasa de 10°C a 60°C se alarga 20 x 12x10⁻⁶ x 50 = 0.012 m = 12 mm. Parece poco, pero sin junta de dilatacion esa fuerza deforma la estructura. El aluminio se dilata el doble que el acero y el concreto casi igual que el acero (por eso se combinan bien). Calcula cualquier material con la calculadora de dilatacion termica.
¿Como se calcula el porcentaje de error en un experimento de laboratorio? +
Error porcentual = |valor experimental - valor teorico| / valor teorico x 100. Si mediste la gravedad en 9.65 m/s² contra el valor teorico de 9.81: |9.65-9.81|/9.81 x 100 = 1.63% de error. En laboratorios escolares de LatAm, errores menores al 5% se consideran buenos y menores al 2% excelentes. La calculadora de error experimental y la de errores absolutos y relativos cubren ambos formatos de reporte.

Aviso legal y transparencia editorial

Las calculadoras de física de PlanetaCalculadoras.com son herramientas de referencia informativa. Para aplicaciones en física nuclear, médica o industrial, los cálculos deben ser realizados y validados por físicos o ingenieros nucleares certificados.