Download Descargar para Word () - Cátedra de Fisica Experimental I
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Programa de Estudios de Cátedra de Fisica Experimental I (2013) Universidad: Universidad Nacional de Tucumán Facultad: Facultad de Ciencias Exactas Profesor: Silvia Ragout de Lozano PRIMER CUATRIMESTRE ("Física UNIDAD I" o "Mecánica") 1: Introducción Temas: Observaciones y modelos en la Física. Leyes y teorías. Magnitudes físicas y cantidades físicas. Mediciones y unidades: el Sistema Internacional (SI) y el Sistema Métrico Legal de la Argentina (SIMELA). Notación científica. Cifras significativas e incertidumbre. Propagación de errores.. Homogeneidad dimensional. UNIDAD 2: Movimiento del punto material I: Dinámica de la partícula Temas: El modelo de partícula. Sistemas de referencia y sistemas de coordenadas. El vector posición y el vector desplazamiento. El vector velocidad media y el vector velocidad instantánea. El vector aceleración. Las leyes de Newton del movimiento. Sistemas de referencia inerciales. Cinemática y dinámica del movimiento en una dimensión. Los diagramas x(t), v(t) y a(t). Masa y peso de los cuerpos. Fuerzas de contacto: la fuerza normal y la fuerza de roce. Coeficientes de roce: estático y dinámico. Fuerzas en los vínculos. UNIDAD 3: Movimiento del punto material II: Dinámica de la partícula. Temas: Movimiento en el plano. Diagramas y(x). Tiro oblicuo. Movimiento circunferencial uniforme y variado. Dinámica y cinemática angular. Velocidad angular, su carácter vectorial. Velocidad tangencial. Relación vectorial entre r y Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta. Aceleración angular y tangencial. Sistemas de referencia con movimiento relativo: ecuaciones de transformación de Galileo. Sistemas de referencia no inerciales. Fuerza inerciales UNIDAD 4: Impulso lineal y energía de una partícula. Trabajo de una fuerza. Impulso angular de una partícula respecto a un punto. Temas: Impulso lineal de una partícula. Impulsión de una fuerza. Redefinición de fuerza. Teorema de conservación del impulso lineal. Casos de masa variable. El trabajo como producto escalar de vectores. Teorema trabajo-energía cinética. El trabajo del peso y la energía potencial gravitatoria. Fuerzas elásticas y energía potencial elástica. Fuerzas conservativas y disipativas. Energía mecánica: teorema de conservación. Potencia. El impulso angular de una partícula respecto a un punto. Componentes cartesianas del impulso angular L. Momento de una fuerza o de rotación. Teorema de conservación del impulso angular. Fuerza central. Reformulación de la dinámica de rotación de una partícula. Momento de inercia. Ecuación fundamental de la dinámica de rotación. El teorema trabajo-energía en la rotación. UNIDAD 5: Sistema Partículas de Temas: Centro de masas. Coordenadas. Propiedades del c.m. Impulso lineal e impulso angular de un sistema de partículas. Teorema de conservación. El teorema trabajo-energía. Fuerzas internas conservativas. Energía potencial interna. Energía propia. Energía interna. Impulso angular de un sistema de partículas: interno y orbital. Sistemas de dos partículas. Masa reducida. Colisiones: choque central elástico, choque plástico, choque semielástico y choque explosivo. Coeficiente de restitución. Colisiones en dos dimensiones. UNIDAD 6: Dinámica del cuerpo rígido Temas: El modelo de cuerpo rígido. Centro de masa y centro de gravedad. Propiedades. Grados de libertad del movimiento. Rotación alrededor de un eje fijo que pasa por el centro de masa. Momento de inercia. Cálculo de momentos de inercia. Teorema de Steiner. Impulso angular del cuerpo rígido. Ejes principales de inercia. Ecuación fundamental de la dinámica de rotación del cuerpo rígido. Desequilibrio dinámico. Trabajo y energía en el movimiento de un cuerpo rígido. Teoremas de conservación. Movimiento rototraslatorio: rotación sin deslizamiento. Fuerzas de roce en las rodaduras. Giroscopio. Precesión. Nutación. Estática del cuerpo rígido: condiciones de equilibrio. Aplicaciones. UNIDAD 7: Gravitación Universal Temas: Ley de Newton de la gravitación universal. Determinación de la constante gravitatoria. Peso y fuerza gravitatoria. Los sistemas planetarios y las Leyes de Kepler. El impulso angular y la Segunda Ley de Kepler. Ley de gravedad y movimiento de los planetas. El campo gravitatorio. Energía y potencial gravitatorio. Energías y órbitas. SEGUNDO CUATRIMESTRE ("Física II" u "Ondas y Termodinámica") UNIDAD 1: MECÁNICA DE LOS CUERPOS DEFORMABLES Temas: Nociones de elasticidad: Estado de deformaciones. Estado de tensiones. Esfuerzos y módulos de elasticidad. Ley de Hooke. Compresión. Número de Poisson. Energía potencial elástica. Hidro y aerostática: Líquidos ideales. Presión. Presión manométrica y presión atmosférica. Teorema general de la hidrostática. Teoremas de Pascal y de Arquímedes. Empuje inercial. Flotación. Centro de presión. Presión atmosférica. Hidro y aerodinámica. Línea de corriente. Flujo estacionario. Teorema de la continuidad. Ecuación de Bernoulli. Líquidos viscosos. Régimen laminar. Distribución de las velocidades y caudal en un tubo. Ley de Stokes. Número de Reynolds. Fenómenos de Superficie: Tensión superficial. Ley de Laplace. Ascenso capilar. Determinación del coeficiente de tensión superficial. UNIDAD 2: OSCILACIONES MECÁNICAS Temas: Oscilaciones armónicas simples. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas: resonancia. UNIDAD 3: ONDAS MECÁNICAS Temas: Función de onda. Ondas longitudinales y transversales. Ondas armónicas. Ecuación diferencial del movimiento ondulatorio. Velocidad de propagación de ondas. El principio de superposición. Interferencia de ondas. Pulsaciones. Reflexión. Ondas estacionarias. Potencia e Intensidad de la onda. Efecto Doppler. Acústica: Caracteres del sonido. Altura y frecuencia. Intensidad. Nivel de intensidad: el decibel. Sensación sonora. Timbre. Armónicos. Análisis y síntesis de Fourier. Polución sonora. Resonancia sonora. UNIDAD 4: TEMPERATURA Y CALOR Temas: Temperatura, termómetros y escalas. Equilibrio térmico y ley cero de la Termodinámica. Dilatación y esfuerzos térmicos. Calor. Calor específico y calores de transformación. Mecanismos de transferencias de calor. Acción del calor en los gases. Ecuación de estado de los gases ideales. Teoría Cinética de los gases: calores específicos y energía interna de un gas ideal. Gases reales. Ecuación de Van der Waals. UNIDAD 5: TERMODINÁMICA Temas: Sistemas termodinámicos. Primer principio de la termodinámica. Proceso cuasi-estático. Cálculo de trabajo. La energía interna. Ecuación del primer principio. Procesos adiabáticos. Ecuaciones de Poisson. El trabajo en los procesos adiabáticos. Procesos cíclicos: Ciclo de Carnot. Rendimiento termodinámico. Máquinas frigoríficas: eficiencia. Segundo Principio de la Termodinámica. Función de Entropía. Procesos reversibles e irreversibles. Calculo de la variación de entropía. La entropía y su formulación estadística. UNIDAD 6: CAMBIOS DE FASE Temas: Calor de transformación. Punto fijo. Vaporización. Evaporación y ebullición. Presión del vapor saturado. Ecuación de Clausius-Clapeyron. Licuefacción de gases. Efecto Thompson-Joule. Higrometría.