Download Índice Temático - Colegio San Pablo

TRATADO DE FÍSICA GENERAL
ÍNDICE TEMÁTICO GENERAL
Realidad - Materia Y Forma
Macromundo Y Micromundo
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MECÁNICA
Cuerpos
Fuerzas
Principio de superposición de acciones
Principio de acción y reacción
Principio de inercia
Conceptos de Cinemática y Dinámica de Partículas
Algo sobre vectores
Posición, Trayectoria, Velocidad
Acción, Cantidad de movimiento, Fuerza e Impulso
Aceleración
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Estudio general del movimiento de una partícula
El valor intrínseco de la representación vectorial
En la montaña rusa
Triedro intrínseco o triedro de Frenet
Curvatura
Ejemplo de curvas en el espacio
Hélice
Cicloides
Curvaturas de la hélice
Componentes tangencial y normal de la aceleración
Ecuaciones del movimiento de una partícula
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Movimiento de un cuerpo rígido
Rotaciones
Movimiento general del cuerpo rígido
Movimiento variado general de un cuerpo rígido
Movimiento relativo
Teorema de adición de velocidades
Velocidad de arrastre
En la calesita
Aceleración en el movimiento relativo
Aceleración de Coriolis
Solución de un problema numérico
Efectos de las fuerzas de Coriolis
Deriva de proyectiles – Vientos y corrientes marinas
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Aplicación de números complejos al cálculo
del movimiento plano
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DINÁMICA
Fuerza
Masa
Cantidad de movimiento
Interacción de la materia
Ley de conservación de la cantidad de movimiento
Interacción entre cuerpos
Centro de gravedad de un sistema de masas
Acciones de las fuerzas
Fuerzas exteriores e interiores
a un sistema de masas
Jugando al billar – Primera parte
Efectos de las fuerzas
Trabajo de una fuerza
Energía de un sistema
Tipos de energía
Energía cinética - Teorema de la fuerza viva
Energía potencial
Sistemas de fuerzas conservativas
Sistemas de fuerzas NO conservativas
Principio de conservación de la energía Calor y Termodinámica
Jugando al billar – Segunda parte
Choque elástico y plástico
Coeficiente de restitución
Choque elástico
Choque oblicuo
Choque plástico
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Mecánica de los cuerpos rígidos
Concepto de cuerpo rígido
Centro de masa de los cuerpos rígidos.
Fuerza viva de los cuerpos rígidos
Momento de inercia
Cálculo del momento de inercia
Crónicas del CNBA
Cuerpos rígidos sometidos a fuerzas
Resultante de un conjunto de fuerzas
aplicadas a un cuerpo rígido
Problema general en el espacio
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Problema en el plano
Método del polígono funicular
Justificación del método del polígono funicular
Momento de una fuerza con respecto a un punto
Casos en que el momento de una fuerza con respecto
a un punto es nulo
Momento y Trabajo
Momento de un sistema de fuerzas
Momento de una cupla
Composición de fuerzas paralelas aplicadas al cuerpo rígido
Fuerzas concentradas y distribuídas
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Gravedad
Peso
Centro de gravedad
Ley de la gravedad
Gravedad en la superficie de un cuerpo
Alcance de la ley de gravitación
Fuerzas a distancia – Campo y potencial gravitatorio
Campo gravitatorio
Teorema de Gauss
Gravedad en acción
Caída de los cuerpos – Masa inercial y gravitatoria
Péndulo
Péndulo matemático
Fenómenos Giroscópicos
Balanza
Experiencia para determinar kG
El problema del tiro
Tiro en el vacío
Tiro en el seno de un fluído
En torno a la gravedad
Transitando por la gravedad
Escapando de la gravedad
Energía asociada a la gravedad
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PRINCIPIOS DE ESTÁTICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES
Equilibrio del cuerpo rígido sometido a fuerzas
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Estabilidad de sistemas cargados
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Estática
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Vínculos
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Grados de libertad
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Principio de los trabajos virtuales
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Rozamiento
Rozamiento de deslizamiento
Caída por un plano inclinado
Rozamiento entre muñón y cojinete sin lubricación
Rozamiento de rodadura
Trabajo de las fuerzas de rozamiento
Equilibrio de cuerpos elásticos sometidos a esfuerzos
Caso de cargas distribuídas
Deformación de la materia debida a esfuerzos
Ensayos de materiales
Ley de Hooke
Flexión
Deformación del eje de una viga sometida a flexión.
Línea elástica. Flecha máxima
Corte
Torsión
MECÁNICA DE LOS FLUÍDOS
Fluídos
Generalidades
Hidrostática
Presión en un punto de una masa fluída
Teorema general de la hidrostática
Vasos comunicantes
Principio de Arquímedes
Cuerpos flotantes
Estabilidad de cuerpos flotantes - Metacentro
Algunas consecuencias del teorema general
de la hidrostática
Algunas máquinas hidráulicas
Balanza hidrostática de Mohr
Neumostática
Gases – generalidades
Ecuación de estado de gases ideales
Termómetros absolutos
La teoría cinética de los gases
Presión sobre las paredes del recipiente
Energía cinética media de las moléculas
Distribución de las velocidades
Modelo de Boltzmann – Estado y complexión
Deducción de la ley de distribución de velocidades
Relación entre velocidades estadísticas
y temperatura
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Generalización del concepto de gas Gases de fermiones y de bosones
Gases de fermiones
Distribución de Fermi-Dirac
Fotones
Distribución de Bose-Einstein para fotones
Gases reales
Fórmula de Van der Waals
Presión en gases creada por campos gravitatorios
o inerciales
Presión atmosférica
Experiencia de Torricelli
Barómetros
Bombas y compresores
Manómetros
Manómetros de tubo en U
Manómetros cerrados de tubo en U
Manómetros tipo Bourdon
Manómetros piezoeléctricos.
Sifón
Equilibrio líquido-vapor
CALOR Y TERMODINÁMICA
Calor y Primer principio de la Termodinámica
Generalidades
Cantidad de calor – calor específico
Calorímetro de agua
Termómetro y temperatura
Dilatación de los cuerpos por el calor
Dilatación de los sólidos
Coeficientes de dilatación lineal de algunos sólidos
Dilatación de los líquidos
Primer principio de la Termodinámica
Trabajo
Evolución isotérmica
Energía interna y temperatura:
Evolución a presión constante
Evolución adiabática
Trabajo en una evolución adiabática
Evoluciones generalizadas – politrópicas
Función Entalpía
Trabajo de circulación
Termoquímica - Calores de reacción
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Segundo Principio de la Termodinámica
Evoluciones:
La máquina de Carnot
Descripción y principio de funcionamiento de una
máquina de vapor alternativa.
Teorema de Carnot
Ciclos reversibles – Función entropía
Entropía e irreversibilidad
Fluidodinámica
Primer principio para sistemas abiertos
Mecánica de los fluídos incompresibles (Hidrodinámica)
Gasto – Ecuación de continuidad
Noción de tubo de corriente
Viscosidad de los fluídos
Movimientos laminar y turbulento – Número de Reynolds
Escurrimiento con pérdida de carga
Pérdida de carga en movimiento laminar
Resistencias locales
Coeficiente de resistencia para movimiento turbulento
Movimiento relativo entre sólido y fluído
Fórmulas de Stokes y de Newton
Máquinas hidráulicas
Sustentación en alas
Tensión Superficial en los Líquidos 194
Introducción
194
Resistencia de una membrana elástica a la deformación
Tensión superficial
Medición directa de la tensión superficial
Equilibrio de una membrana líquida. Fórmula de Laplace
Mojabilidad
Capilaridad
Algunas consecuencias del Segundo Principio
Calor sensible y calor latente – Cambios de estado
Ecuación de Clapeyron
Termodinámica Química
Las reacciones químicas
La ecuación química. Velocidad de reacción y equilibrio.
La ley de acción de las masas.
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203
Transmisión del calor
Conducción
Transmisión del calor en una dimensión
Conducción del calor en el espacio
Convección
Coeficientes de convección de algunos sistemas
Pasaje de calor a través de una pared compuesta
Proceso de enfriamiento o calentamiento
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El tercer principio de la Termodinámica
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Ciclos de máquinas térmicas reales
Motores de combustión interna
Motores a explosión
Motores Diesel
Máquinas frigoríficas
Turbinas
Turbinas de vapor
Ciclo de Rankine de las Máquinas de Vapor
Turbinas de gas
Turbinas de retropropulsión, a chorro o “jet”
Empuje en un motor a reacción
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-o-o-o-
PRÓLOGO
¿Era necesario otro libro de física? ¿No hay ya suficientes buenos textos
con distintos niveles que cubren toda la materia? Ciertamente que sí, los
hay excelentes, y creo que el presente no viene a llenar ningún vacío,
salvo la necesidad personal de dejar algo escrito que trascienda a mis
clases. Me movilizó también la propuesta del Padre Ignacio Marcenaro
para que completara los textos de óptica y electricidad de años anteriores
con los temas de la física de tercero y cuarto años. Acepté el desafío y
trabajé intensamente casi dos años en este libro que abarca mecánica,
calor y termodinámica. Fue una tarea ardua y a la vez agradable escribir,
dibujar, revisar y modificar, tratando de hacer las cosas lo mejor posible.
El resultado está en las páginas siguientes. Espero que el querido lector
advierta la dedicación y cariño puestos en la obra, aproveche algún conocimiento o enseñanza y disculpe mis errores...y me los señale para corregirlos.
Agradezco a autoridades y funcionarios del Colegio San Pablo que han
contribuido a la edición y difusión de la obra, al Sr. Luis Millán por sus
aportes bibliográficos y consejos, y a todo lector que señale errores y
aporte sugerencias para futuras ediciones.
Américo Luis Dini - septiembre de 2000