Download Descargar para Word () - Cátedra de Fisica Experimental I

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.