Fà SICA GENERAL Y BIOLÓGICA - SIU

UNIVERSIDAD NACIONAL DE FORMOSA
FACULTAD DE HUMANIDADES
PROFESORADO DE QUIMICA
ASIGNATURA: FÍSICA GENERAL Y BIOLÓGICA
CURSO: 2° Año
Régimen: Anual
CICLO LECTIVO: 2004
PROFESORES:
TITULAR: Ing. Cristina M. Berretta de Monti
ADJUNTO: Profesor Fabián Gómez
FUNDAMENTOS:
Esta asignatura comprende el estudio y análisis de los conceptos
fundamentales de la Física abarcando desde la física clásica newtoniana hasta la
física moderna, incluyendo temas de mecánica de las partículas y de los sistemas de
partículas, calor, termodinámica, electricidad, magnetismo, ondas, óptica, sonido,
radiactividad, con aplicación a los sistemas físicos cotidianos, tecnológicos y a los
sistemas biológicos.
OBJETIVOS:
El desarrollo de los contenidos posibilitará al alumno la comprensión
cualitativa y cuantitativa de los fenómenos naturales y las leyes que los rigen,
visualizando su aplicación en muchos de los mecanismos de funcionamiento de los
seres vivos, en diversas actividades de la vida cotidiana y en los procesos
tecnológicos. A través de estos conceptos se pretende desarrollar actitudes y
aptitudes para lograr una formación científica- tecnológica sólida que permita el
abordaje con éxito de los contenidos de los procesos químicos.
DESARROLLO:
En la primera parte se desarrollan conceptos fundamentales de mecánica
clásica, siendo de aplicación en biomecánica el movimiento y las configuraciones
estáticas de conjuntos de músculos y huesos, por un lado y las implicaciones
energéticas generales de su funcionamiento. En termodinámica se consideran con
mayor interés los problemas relacionados con la temperatura, la transmisión del
calor corporal y el metabolismo, así como el transporte de calor a través de medios
materiales. Se abordan además conceptos básicos de electricidad y magnetismo
considerando que la interacción electromagnética determina las propiedades de la
materia a nivel atómico y celular. En el estudio de las ondas se dedica particular
atención a las ondas sonoras estacionarias, en óptica se analizan los fenómenos
relacionados con la radiación electromagnética, finalizando con nociones sobre
radiactividad, intentando llegar a una visión afinada y concreta de muchos
fenómenos relacionados con la vida.
Se considera fundamental la participación activa del alumno en el desarrollo
de la asignatura, para lo cual se recurrirá permanentemente a las aplicaciones
prácticas cotidianas derivadas de los conceptos científicos, su aplicación a
fenómenos biológicos propiciando discusiones sobre los temas tratados.
ACTIVIDADES:
Comprenden el desarrollo teórico de la asignatura con aplicaciones prácticas
y resolución de ejercicios y trabajos de laboratorio, siendo de asistencia obligatoria,
exigiéndose un 80% de asistencia a las mismas. Se exigirá además la presentación
de informes de los trabajos prácticos realizados.
El régimen de promoción de la asignatura consiste en dos evaluaciones
parciales, cada una con su correspondiente recuperatorio, debiéndose aprobar el
60% de los contenidos como condición para obtener la regularidad, más un examen
final teórico para obtener la promoción.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE FORMOSA
FACULTAD DE HUMANIDADES
PROFESORADO EN QUÍMICA
FÍSICA GENERAL Y BIOLÓGICA
AÑO 2004
TEMA 1: LA FÍSICA COMO CIENCIA NATURAL. La naturaleza del experimento. Los
modelos y la teoría física. El Modelo cartesiano del espacio y del tiempo. Sistema de
unidades. El origen del sistema métrico. El Sistema Internacional de Unidades (S.I:).
El Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA). Unidades fundamentales: metro,
kilogramo, segundo. Unidades derivadas. Magnitudes físicas: escalares y
vectoriales. Vectores: operaciones con vectores. Concepto de errores. Clasificación.
Errores absolutos y relativos
TEMA 2: CINEMÁTICA. Concepto de movimiento. Elementos del movimiento: móvil,
sistema de referencia, trayectoria. Magnitudes cinemáticas del movimiento: Vector
posición. Vector Desplazamiento. Espacio recorrido. Velocidad. Aceleración. Tipos
de movimientos. Cinemática de algunos movimientos. Movimiento rectilíneo
uniforme. Movimiento rectilíneo variado. Movimiento circular uniforme. Movimiento
circular uniformemente variado. Movimiento de proyectiles: tiro vertical, caída libre,
tiro oblicuo. Leyes y gráficos.
TEMA 3: DINÁMICA DE LAS PARTÍCULAS- Mecánica clásica- Concepto de fuerzas:
su representación. Sistema de fuerzas. Resultante de un sistema de fuerzas.
Equilibrante. Principio de inercia o Primera ley de Newton- Segunda ley de Newton o
Ley de masas. Principio de acción y reacción o tercera ley de newton – Peso y
masa. Ley de la gravitación universal. Valor de la gravedad “g”. Masa de la tierra.
Las mareas y la atracción gravitatoria. El origen de la fuerza en los animales.
TEMA 4: APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON. Equilibrio bajo la acción de
fuerzas concurrentes. Estructuras sencillas. Momento de una fuerza o torque. Sólido
rígido. Equilibrio de un cuerpo rígido bajo la acción de fuerzas coplanares. Fuerzas
de fricción o de rozamiento. Leyes del rozamiento. Cuerpos apoyados en superficies.
Cuerpos enlazados. Fuerzas en el movimiento curvilíneo y circular. Fuerza
centrípeta y centrífuga. Aplicaciones. Dinámica rotacional. Concepto de Momento de
inercia respecto de un eje. Ecuación fundamental de la dinámica de rotación.
Biomecánica
TEMA 5- PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN: Concepto de trabajo. Trabajo y
energía. Tipos de energía. Energía potencial elástica y gravitatoria. Energía cinética.
Potencia Fuerzas conservativas y no conservativas. Principio de conservación de la
energía mecánica.. Impulso y Cantidad de movimiento. Choques elásticos e
inelásticos. Conservación de la cantidad de movimiento. Aplicaciones. Momento
cinético. Principio de conservación del momento cinético. La transformación de
energía en los seres vivos.
TEMA 6: ELASTICIDAD: Deformación elástica. Esfuerzo o tensión: de tracción y de
compresión. Ley de Hooke. Módulo de Young y coeficiente de Poisson. Flexión.
Esfuerzos tangenciales. Esfuerzos de torsión. Tamaño, formas y vida. .Análisis
dimensional . Leyes de escala .
TEMA 7: MECÁNICA DE FLUIDOS. Propiedades de los fluidos. Densidad.
Viscosidad. Presión. Fluidos en equilibrio. Equilibrio hidrostático. Presión
atmosférica. Presión hidrostática. Barómetro. Manómetro. Presión arterial. Principio
de Pascal. Principio de Arquímedes. Flotación. Tensión superficial. Hidrodinámica.
Fluidos en movimiento. La ecuación de continuidad. La ley de Bernoulli.
Aplicaciones. Movimiento de fluidos viscosos a través de tubos. Ley de Poiseuille.
Membranas biológicas.
TEMA 8:. CALOR Y TEMPERATURA. El calor como forma de energía. Temperatura,
Escalas termométricas. La temperatura y la estructura de la materia. La temperatura
y los seres vivos. El Principio cero de la termodinámica. Equivalencia entre energía
y calor. Calorimetría. Capacidad calórica. Calor específico. Calor latente. El valor
calórico de los alimentos. Dilatación térmica: dilatación lineal,
superficial y
volumétrica. Dilatación de líquidos. La dilatación del agua y la vida acuática.
Dilatación de gases. Transmisión de calor. Gradiente de temperatura. Conducción a
través de paredes planas y de conductos. Resistencia térmica. Convección y
radiación. La transmisión de calor en los seres vivos. Sensación térmica
TEMA 9: TERMODINÁMICA. Sistemas termodinámicos. Calor y Trabajo.
Equivalente mecánico del calor. Primera ley de la Termodinámica. Trabajo
efectuado por un gas ideal. El diagrama P-V. Representación de procesos: a
volumen constante, a Presión constante, a Temperatura constante. Procesos
adiabáticos y politrópicos. Segunda ley de la termodinámica. Entropía. La segunda
ley en Biología. Gases ideales y reales. Teoría cinética de los gases. El organismo
humano como máquina térmica. Necesidades energéticas de los seres vivos.
Equilibrio energético. Metabolismo. La termodinámica y la preservación del medio
ambiente.
TEMA 10: MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE: Movimiento armónico simple y
movimiento circular. Movimiento oscilatorio. Ecuaciones en el M.A.S. El péndulo
simple. Oscilaciones amortiguadas. Movimiento oscilatorio forzado. Resonancia.
Oscilaciones periódicas. Ondas. Propagación. Ondas transversales y longitudinales.
Superposición de ondas. Onda estacionaria.
TEMA 11: ONDAS Y ACÚSTICA: Ondas sonoras. Velocidad del sonido. Ondas
sonoras estacionarias. Intensidad de las ondas sonoras. Escala decibélica. Tono y
timbre. La audición y el oido.. Reflexión, refracción y difracción de ondas sonoras. El
sonido y su aplicación en la medicina: Ultrasonidos. Efecto Doppler. Ondas de
choque. Ecolocalización.
TEMA 12: ELECTRICIDAD Ley de Coulomb. Potencial eléctrico. Dipolos eléctricos.
Condensadores. Circuitos eléctricos. Ley de Ohm. Descarga de un condensador.
Ley de Kirchoff. Los movimientos musculares y las cargas eléctricas. Circuitos
eléctricos equivalentes de las Membranas. Transporte de iones a través de las
membranas. Aplicación en la medicina: Electrocardiograma. Electrocardiógrafo.
Marcapasos. Electroencefalograma
TEMA 13:. MAGNETISMO: Fuerza magnética sobre una partícula. Ley de Lorentz.
Campo magnético producido por una corriente eléctrica. Ley de Laplace. Inducción
magnética. Ley de Faraday. Autoinducción.
TEMA 14: OPTICA: Naturaleza de la luz. Indice de refracción. Principio de Huygens.
Interferencia. Experimento de Young. Difracción. Experimento de Fraunhofer.
Reflexión y refracción. Reflexión total. Difracción de la luz. Fibras ópticas. Dispersión
de la luz. Interferencias en películas delgadas. Polarización de la luz. Imágenes por
reflexión en un espejo. Imágenes formadas por refracción. Lentes delgadas. El ojo y
los defectos visuales. Instrumentos ópticos: los telescopios y el microscopio.
TEMA 15: RADIACTIVIDAD: relación de DeBroglie. Fisión y Fusión. Radiactividad
alfa, beta y gama. Desintegración natural. Transformaciones radiactivas. Dosimetría
física y biológica. Aplicación en medicina y en la industria alimentaria. Efectos
biológicos de las radiaciones ionizantes.
BIBLIOGRAFÍA:
ROBERT RESNICK, DAVID HALLIDAY. FÍSICA Parte I y II- Edit. Continental
FRANCIS SEARS- MECÁNICA, CALOR Y SONIDO- FUNDAMENTOS DE FÍSICAEdit. Aguilar.
TIPLER PAUL: FÌSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÌA, Volumen 1, editorial
Reverté, Edición 2001
SUSAN LEA, JOHN BURKE- FÍSICA: LA NATURALEZA DE LAS COSAS –
Internacional Thompson Editores. Edición 1999.
MIRABENT, RABAGLIATI - FÍSICA PARA CIENCIAS DE LA VIDA.
APUNTES DE CÁTEDRA.