domingo, 30 de agosto de 2009

Coordenadas Cilíndricas

Definición

Las coordenadas cilíndricas constituyen una generalización de las coordenadas polares del plano, a base de extenderlas al espacio paralelamente a una recta (el eje ), perpendicular al plano , como sigue:
La coordenada radial, , es la distancia (en valor absoluto) del punto al eje .
La coordenada acimutal, , es el ángulo que la proyección del vector de posición sobre el plano forma con el eje .
La coordenada vertical, , es la distancia (con signo) al plano .
Los rangos de variación de estas coordenadas son:

El ángulo también puede variar en el intervalo [0,2π).





ρ es siempre una cantidad positiva


A diferencia de las distancias en cartesianas, que tienen un signo indicando a qué lado del plano se encuentran, la coordenada radial cilíndrica es siempre positiva.


Si nos encontramos en un punto y, sin cambiar ni , vamos reduciendo ρ lo que hacemos es acercarnos al eje en línea recta. ¿Qué ocurre cuando atravesamos el eje? Que a partir de ahí


vuelve a aumentar, pero cambia a o a .


Líneas coordenadas


La coordenada vertical, , , es la misma que en cartesianas, y lo mismo ocurre con su línea coordenada, que será una recta vertical que pasa por .

Para la coordenada radial , al mover esta coordenada nos acercamos o alejamos del eje sin variar la altitud ni la dirección. Las líneas serán entonces semirrectas horizontales que parten del eje y pasan por .

Son semirrectas y no rectas, porque siempre. Al variar la coordenada cambiamos el ángulo con el eje , sin modificar ni la distancia al eje ni la altura. Por tanto, las líneas coordenadas son circunferencias horizontales.











Superficies
Las superficies son, como en cartesianas, planos horizontales.

Las superficies están formadas por los puntos situados a la misma distancia del eje . Estos puntos forman un cilindro circular con esta recta como eje. De aquí el nombre de este sistema de coordenadas.


Si fijamos nos movemos sobre una superficie que forma un ángulo constante con el plano . Esto viene a ser como una puerta girada un cierto ángulo respecto a su eje. La superficie coordenada es un semiplano vertical con borde el eje .

Coordenadas Cartesianas





Las coordenadas cartesianas se pueden usar para decir dónde estás exactamente en un mapa o gráfico







Coordenadas cartesianas
Con las coordenadas cartesianas señalas un punto en un gráfico dando la distancia de lado y hacia arriba:



El punto (12,5) está 12 unidades a la derecha y 5 arriba.









Ejes X e Y
La dirección izquierda-derecha (horizontal) se suele llamar X ...
... y arriba-abajo (vertical) se suele llamar Y.
Las líneas de referencia (desde donde se miden distancias) se llaman ejes.
Hay un eje X y un eje Y.










Direcciones



Cuando x (la primera coordenada) aumenta, el punto se mueve a la derecha. (Si disminuye, el punto va a la izquierda.)



Cuando y (la segunda coordenada) aumenta, el punto se mueve arriba. (Si disminuye, el punto va abajo.)





Escribir coordenadas



Las coordenadas siempre se escriben en el mismo orden: la dirección horizontal primero, después la vertical. Esto se llama un "par ordenado".
Y normalmente los números se separan con una coma, y se rodean con paréntesis así: (3,2)



*nota: Se llaman cartesianas porque las ideó el matemático y filósofo René Descartes a quien también se llamaba Cartesio. Es famoso por la frase "Pienso, luego existo".







Cuadrantes



¿Qué pasa cuando x o y es negativo? ¡Pues que empezamos en cero y vamos en la dirección contraria!
Esto significa que es posible tener combinaciones como x positivo e y negativo, o los dos negativos. De hecho hay cuatro combinaciones, y en un gráfico se llaman cuadrantes:





X Y Ejemplo Cuadrante



(horizontal) (Vertical)


Positivo Positivo (3,2) I

Negativo Positivo (-4,3) II

Negativo Negativo (-2,-1) III

Positivo Negativo (2,-3) IV



Aquí tienes los cuatro cuadrantes en un gráfico:


















El origen


El punto (0,0) tiene el nombre especial de "el origen", y a veces se le llama con la letra "O".



Dimensiones: 1, 2, 3 y más...


Piensa en esto:



1.En la línea de números sólo se puede ir a izquierda o derecha, así que cualquier posición se indica con un número


2.Las coordenadas cartesianas indican direcciones izquierda-derecha y arriba-abajo, así cualquier posición se indica con dos números



3.¿Cómo señalamos un punto en el mundo real (como la punta de tu nariz)? Necesitamos indicar izquierda-derecha, arriba-abajo y delante-detrás, eso son tres números, ¡o 3 dimensiones!


Y se pueden usar coordenadas cartesianas para localizar puntos en 3 dimensiones como en este ejemplo:


Aquí el punto (-4,-4,5) se indica en coordenadas cartesianas tridimensionales.

martes, 25 de agosto de 2009

Trigonometría

Razones trigonométricas

Las Razones trigonométricas se definen comúnmente como el cociente entre dos lados de un triángulo rectángulo asociado a sus ángulos. Las funciones trigonométricas son funciones cuyos valores son extensiones del concepto de razón trigonométrica en un triángulo rectángulo trazado en una circunferencia unitaria (de radio unidad). Definiciones más modernas las describen como series infinitas o como la solución de ciertas ecuaciones diferenciales, permitiendo su extensión a valores positivos y negativos, e incluso a números complejos.
Existen seis funciones trigonométricas básicas. Las últimas cuatro, se definen en relación de las dos primeras funciones, aunque se pueden definir geométricamente o por medio de sus relaciones. Algunas funciones fueron comunes antiguamente, y aparecen en las primeras tablas, pero no se utilizan actualmente; por ejemplo el
verseno (1 − cos θ) y la exsecante (sec θ − 1).


Razones Trigonométrica

Una razón trigonométrica es una razón de las longitudes de dos lados de un
triángulo rectángulo. Las tres razones trigonométricas básicas son el seno, el
coseno, y la tangente. Éstas se abrevian como sen, cos y tan.




temario

Unidad 1 Sistemas coordenados y cálculo vectorial

1.1
Coordenadas Cartesianas: Puntos, Campos vectoriales y escalares, Operaciones con vectores. Gradiente, divergencia, rotacional y laplaciano
2.1
Coordenadas Cilindricas : Puntos, Campos vectoriales y escalares, Operaciones con vectores. Gradiente, divergencia, rotacional y laplaciano.
3.1
Coordenadas Esfericas: Puntos, Campos vectoriales y escalares, Operaciones con vectores. Gradiente, divergencia, rotacional y laplaciano
4.1
Transformacion Coordenadas de un sistema a otro
4.1.1.Dado un punto o campo escalar en cualquier sistema coordenado, transformarlo a los otros dos sistemas coordenados.
4.1.2 Dado un vector o campo vectorial en cualquier sistema coordenado, transformarlo a los otros dos sistemas coordenados.
5.1
Diferenciales De Longitud , área y volumen en los diferentes sistemas de coordenadas
6.1 Postulados fundamentales de campos electromagnéticos
2 Electrostatica
2.1
Campos Electrostaticos En Vacio
2.1.1
Ley De Coulomb e intensidad de campo electrico
2.1.2
Campos Electricos debidos a distribuciones continuas de carga
2.1.3
Densidad De Flujo Electrico
2.1.4
Ley De Gauss (Ecuación de Maxwell). Aplicaciones de esta ley
2.1.5
Potencial Electrico. Relación entre E y V (Ecuación de Maxwell).
2.1.6
El Dipolo Electrico
2.1.7
Lineas De Flujo Electrico y superficies equipotenciales
2.1.8
Densidad De Energia en los campos electrostáticos
2.2
Campos Electrostaticos en el espacio material
2.2.1
Corriente De Conduccion y corriente de convección
2.2.2
Polarizacion En Dielectricos.
Constante Y Resistencia Dielectricas
2.2.3
Dielectricos Lineales Isotropicos Y Homogeneos
2.2.4
Ecuacion De Continuidad y tiempo de relajación
2.2.5
Condiciones De Frontera
2.3
Problemas Valores En Frontera en electrostática
3 Campos magnetostáticos
3.1
Campos Magnetostaticos
3.1.1
Ley de BiotSavart
3.1.2
Ley De Ampere de los circuitos (Ecuación de Maxwell)
Aplicaciones Ley De Ampere
3.1.3
Densidad Flujo Magnetico (Ecuación de Maxwell)
3.1.4
Potenciales Magneticos Escalares Y Vectoriales
3.2
Fuerzas en Materiales y Aparatos Magneticos
3.2.1 Fuerzas debidas a los campos magnéticos
3.2.2
Par de Torsion y Momento Magneticos
3.2.3
El Dipolo Magnetico, dipolo electrico
3.2.4
Magnetizacion De Materiales Clasificación de los materiales magnéticos
3.2.5
Condiciones De Frontera Magnetica
3.2.6
Inductores e Inductancia
Energia Magnetica
3.2.7
Circuitos Magneticos
4 Termodinámica
4.1
Ley Cero Termodinamica Temperatura
4.2
Escalas De Temperatura
4.3
Expansion Termica Solidos Y Liquidos
4.4
Primera Ley Termodinamica
4.4.1
Sistemas Cerrados y Abiertos
4.4.2
Interacciones Calor y Trabajo
4.4.3
Capacidad Calorifica y Calor Especifico
4.4.4
Energia Interna y Entalpia
4.5
Modelo Gas Ideal
4.5.1
Calculo Trabajo y de Propiedades en Procesos
4.6
Segunda Ley Termodinamica
4.6.1
Entropia
4.6.2
Maquinas Termicas
Ciclo De Carnot
4.6.3.
Potenciales Termodinamicos
Relaciones De Maxwell (aqui no lleva la palabra relacion es Ecuaciones de Maxwell)
4.6.4
Ecuaciones Generales Para Cambio De Entropia