Agustín E. González Morales
FUNDAMENTOS
DE
FÍSICA
GENERAL
Y
X
t
  t x

y( x, t )  A sen 2    
 T 

TEMA I
CÁLCULO VECTORIAL
Magnitudes escalares y vectoriales
Suma o composición de vectores
Sistemas de referencia vectoriales. Componentes. Cosenos directores. Vectores
unitarios
Producto escalar de vectores
Ángulo de dos vectores
Perpendicularidad
Proyección
Producto vectorial
Momento de un vector respecto a un punto. Momento respecto a un eje
Derivación e integración vectorial
Ejercicios
TEMA II
CINEMÁTICA
Mecánica, Cinemática y Cinética
Punto material. Móvil puntual. Sistema de referencia inercial
Trayectoria, vector de posición y vector desplazamiento
Velocidad
Aceleración
Componentes intrínsecas de la aceleración
Movimientos rectilíneos
Movimiento rectilíneo y uniforme (M.R.U.)
Gráficas v-t y r-t del M.R.U.
Movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado (M.R.U.A.)
Gráficas a-t, v-t y r-t del M.R.U.A.
Lanzamiento vertical
Movimiento circular

El vector velocidad angular 

El vector aceleración angular 


Relación entre  y a n
Período y frecuencia
Movimiento circular uniforme (M.C.U.)
Movimiento circular uniformemente acelerado (M.C.U.A.)
Composición de movimientos. Tiro parabólico
Tiempo de vuelo
Alcance
Altura máxima
Tiempo en alcanzar la altura máxima
Ecuaciones paramétricas y cartesianas de la trayectoria
Ángulo y módulo del vector velocidad en cada punto
Parábola de seguridad
Movimientos relativos
Ejes en traslación
Ejes en rotación
Ejercicios
TEMA III
DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA
Introducción
Leyes de Newton
El principio de relatividad de Galileo y la 1ª ley de Newton
Cantidad de movimiento o momento lineal
2ª ley de Newton
Masa y peso. Reposo y equilibrio. Impulso mecánico
Tercera ley de Newton. Acción y reacción
Cinética del punto material
Resistencia al deslizamiento
Cuerpos apoyados en superficies
Cuerpo apoyado en un plano inclinado sometido a una fuerza de tracción
Método para determinar el coeficiente estático de rozamiento
Varios cuerpos apoyados
Cuerpos enlazados. Tensión
Fuerza centrípeta en el movimiento curvilíneo
Fuerzas ficticias: Fuerza de inercia y centrífuga
Ejercicios
TEMA IV
DINÁMICA DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS
Introducción a los sistemas de partículas
Sistema de partículas. Sistemas discretos y continuos
Fuerzas internas y externas
Conservación de la cantidad de movimiento en sistemas aislados
Interacción entre sistemas
Centro de masas. Centro de gravedad
Propiedades del centro de masas
Centro de gravedad
Sistema de referencia situado en el cdm
Momento angular de una partícula
Teorema del momento angular de una partícula
Conservación del momento angular de una partícula
Fuerzas centrales
Teorema de las áreas
Impulso angular
Momento angular de un sistema de partículas
Conservación del momento angular de un sistema de partículas
Momento angular respecto al cdm
Ejercicios
TEMA V
TRABAJO Y ENERGÍA
Trabajo
Potencia. Rendimiento
Energía
Energía cinética. Teorema de la energía cinética
Fuerzas conservativas
Energía potencial
Energía potencial gravitatoria
Energía potencial elástica
Energía mecánica
Sin rozamiento
Con rozamiento
Determinación de la fuerza conservativa mediante la energía potencial
Campos escalares
Gradiente
Campos vectoriales
Circulación
Flujo
Divergencia
Rotacional
Choques entre cuerpos
Choque oblicuo
Choque elástico
Choque inelástico
Choque no perfectamente elástico
Choque central
Ejercicios
TEMA VI
DINÁMICA DE ROTACIÓN DEL SÓLIDO RÍGIDO
Sólido rígido
Movimiento alrededor de un eje fijo
Momento de Inercia
Energía cinética de rotación
Teorema de las figuras planas
Momentos de inercia de cuerpos compuestos
Teorema de Steiner o de los ejes paralelos
Algunos momentos de inercia
Radio de giro
Momento angular total. Momento angular respecto a un eje
Momento de una fuerza respecto a un punto y respecto a un eje
Ecuación fundamental de la Dinámica de rotación
Rodadura y deslizamiento
Trabajo de rotación. Potencia
Analogías entre la traslación y la rotación
Ejercicios
TEMA VII
TERMODINÁMICA
Sistemas termodinámicos. Paredes
Variables o coordenadas termodinámicas
Presión
Volumen
Temperatura
Ecuación de estado. Equilibrio. Procesos reversibles
Gases ideales. Leyes y ecuación de estado de los gases ideales
Calor. Calor específico. Calor latente
Trabajo termodinámico. Diagramas p–V
Primer principio de la Termodinámica. Aplicaciones
Procesos cíclicos
Proceso isócoro
Proceso isóbaro. Entalpía
Proceso adiabático
Procesos en gases ideales
Energía interna de un gas ideal
Procesos isóbaros en gases ideales. Fórmula de Meyer
Procesos adiabáticos en gases ideales. Ecuaciones de Poisson
Segundo principio de la Termodinámica. Máquina térmica. Entropía
Necesidad del segundo principio de la termodinámica
Conversión de calor en trabajo
Enunciado del segundo principio de la termodinámica
Máquina térmica
Rendimiento
Entropía S
Cálculo de las variaciones de entropía en procesos reversibles
Proceso reversible y adiabático
Proceso reversible e isotermo
Proceso reversible no isotermo
Cálculo de las variaciones de entropía en procesos irreversibles
Cálculo de las variaciones de entropía en los cambios de fase. Medida del desorden
Entropía de fusión
Entropía de vaporización
La entropía como medida del desorden
Ciclo de Carnot
Rendimiento del ciclo de Carnot
Máquinas frigoríficas y bombas térmicas
Eficiencia de una máquina frigorífica
Eficiencia de una bomba térmica
Ejercicios
TEMA VIII
CAMPO GRAVITATORIO Y ELECTROSTÁTICO
Concepto de campo gravitatorio y eléctrico
Intensidad del campo gravitatorio y eléctrico

Intensidad del campo gravitatorio: g

Intensidad del campo eléctrico: E
Representaciones gráficas
Leyes de Kepler
Ley de gravitación universal
Ley de Coulomb
Campos creados por una o varias masas o cargas puntuales
Potencial y energía potencial gravitatoria
Velocidad de escape. Órbitas
Velocidad de escape
Órbitas
Órbita circular
Órbita elíptica
Órbita parabólica
Órbita hiperbólica
Potencial y energía potencia eléctrica
Teorema de Gauss
Teorema de Gauss para el campo gravitatorio
Teorema de Gauss para el campo eléctrico
Dieléctricos y conductores
Dieléctricos
Conductores
Inducción electrostática
Conductor cargado en equilibrio electrostático con una cavidad interior
Conductor descargado con una carga situada dentro de una cavidad interior
Ejercicios
TEMA IX
ELECTROMAGNETISMO
Electromagnetismo. Imanes y corrientes
Fuerza magnética. Ley de Lorentz
Movimiento de una partícula cargada dentro de un campo magnético uniforme
Espectrógrafo de masas. Ciclotrón
Campo magnético. Ley de Biot y Sabart. Permeabilidad magnética
Momento magnético. Galvanómetro
Campo creado por una corriente rectilínea indefinida
Fuerzas entre corrientes paralelas. Amperio
Campo creado por una espira circular uniforme, un solenoide abierto y un solenoide cerrado
Espira circular
Solenoide abierto
Solenoide cerrado
Circulación del campo magnético. Ley de Ampere. Corriente de desplazamiento de Maxwell
Ejercicios
TEMA X
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
Flujo magnético a través de una superficie cerrada
Experiencias de Faraday–Henry
Fuerzas electromotriz inducida. Ley de Faraday–Henry. Corriente inducida. Carga inducida
Ley de Lenz
Generalización de la Ley de Faraday–Henry
Autoinducción
Coeficiente de autoinducción L. Inductancia de una bobina de n espiras
F.e.m. de autoinducción
Caía de tensión en una bobina
Corrientes de cierre y apertura
Energía magnética almacenada en una bobina. Densidad de energía de un campo electromagnético
Inducción mutua
Transformadores
Fundamentos de la generación de la corriente alterna
Ejercicios
TEMA XI
ONDAS
Movimiento vibratorio armónico
Energías potencial y cinética en el M.V.A.
Movimiento ondulatorio
Tipos de ondas
Ecuación del movimiento ondulatorio
Fase
Periodicidad
Ecuación general de ondas
Velocidad de propagación de las ondas
Energía asociada al movimiento ondulatorio
Intensidad del movimiento ondulatorio
Atenuación de las ondas armónicas mecánicas esféricas
Absorción de ondas
Principio de Huygens
Reflexión
Refracción
Interferencias
Ondas estacionarias
Difracción
Polarización
Intensidad sonora. Tono. Timbre
Efecto Doppler
Características y espectro de las ondas electromagnéticas
Ejercicios
ÍNDICE ALFABÉTICO
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Agustín E

Conversión de unidades

Conversión de unidades

Medición, medidaUnidadLongitud, superficie, volumenEnergía, potencia

a. Ejemplifique una ecuación diferencial:

a. Ejemplifique una ecuación diferencial:

EntalpíaCastiglianoLaplaceEcuación diferencialVigasEntropíaValor propioEnergíaFallasTransformada de Fourier

Cálculos de velocidades

Cálculos de velocidades

Energía cinéticaMomento angularVelocidad linealIngeniería mecánica

Entropía

Entropía

Ley de Conservación de la EnergíaReporteVariaciónCambioTermodinámicaEquilibrio térmico

Trigonometría y Complejos

Trigonometría y Complejos

Factorización de la Suma de SenosTriángulosMatemáticasMedidas de ángulosÁngulosTeorema del coseno