Programa Fisica I

Facultad de Ingeniería
FÍSICA I
AÑO: 2014
Universidad Nacional de Jujuy – U.N.Ju
PROGRAMA ANALÍTICO DE FÍSICA I
UNIDAD 1: MAGNITUDES FÍSICAS. ERRORES DE MEDICIÓN
1- Qué es la Física. Análisis del proceso de medición. Magnitud Física, valor numérico, magnitudes aditivas. Cantidades y
resultados del proceso de medición. Sistema de unidades. Normalización de nomenclaturas. Sistema Internacional.
2- Errores de Medición. Errores sistemáticos, de apreciación y accidentales. Cifras exactas y redondeo de la medida. Valor
más probable. Error relativo. Propagación de errores, promedios pesados. Ej. De aplicación
UNIDAD 2: VECTORES
1- Magnitudes escalares y vectoriales. Tipos de vectores. Componentes. Vector unitario o versor. Vector posición. Vector
desplazamiento. Aplicaciones a la cinemática.
2- Operaciones con vectores. Producto escalar y vectorial de vectores.
UNIDAD 3: CINEMÁTICA
1- Definición y objetivos. Cinemática de una partícula. Movimiento. Clasificación de movimientos. Trayectoria. Velocidad
media e instantánea. Movimiento uniforme unidimensional. Fórmulas y gráficos.
2- Movimientos variados. Aceleraciones medias e instantáneas. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Formulas y
gráficos. Caída libre y tiro vertical.
3- Movimiento en el plano. Componentes rectangulares, tangenciales y normales de la aceleración y de la velocidad.
Movimiento de los proyectiles. Alcance. Altura máxima, tiempo de vuelo. Ecuación de la trayectoria. Movimiento circular.
Relación entre las variables angulares y lineales. Movimiento circular uniforme y acelerado. Aceleración centrípeta.
4- Movimiento relativo. Adición de velocidades y aceleraciones. Transformaciones de Galileo y Lorentz.
UNIDAD 4: DINÁMICA DE LA PARTÍCULA
1- Definición y objetivos. Principios o Axiomas de Newton. Principio de inercia, de masa y de acción y reacción. Leyes de
Mach. Definición operacional de masa. Noción de inercia y de fuerza. Interacciones. Sistemas de Unidades.
2- Sistema inercial de referencia. Sistemas no inerciales. Relación entre sistemas
3- Dinámica del movimiento circular. Movimiento en un plano vertical. Vehículos en curvas.
4- Fuerzas de rozamiento entre sólidos. Rozamiento estático y dinámico. Coeficiente.
5- Aplicaciones de la Dinámica. Movimiento de cuerpos vinculados. Máquina de Atwood. Fuerzas inerciales. Fuerzas de Coriolis.
UNIDAD 5: TRABAJO Y ENERGÍA
1- Trabajo mecánico. Definición. Trabajo de una fuerza variable en una y dos dimensiones. Integrales curvilíneas en el
cálculo del trabajo. Unidades.
2- Energía Cinética. Definición. Teorema del trabajo y la energía. Potencia.
3- Fuerzas conservativas. Fuerzas disipativas. Potencial. Energía potencial gravitatoria. Energía potencial elástica. Trabajo
realizado por fuerzas disipativas. Enunciado general del teorema del trabajo y la energía. Principio de conservación de la
energía. Discusión de curvas de energía potencial.
UNIDAD 6: CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO.
1- Conservación de la cantidad de movimiento lineal. Dinámica de un sistema de partículas. Centro de masa. Movimiento del
centro de masa. Cantidad de movimiento lineal de una partícula y de un sistema de partículas. Principio de conservación de
la cantidad de movimiento. Aplicaciones. Sistemas físicos de masa variable. El cohete.
2- Choque o colisión. Conservación de la cantidad de movimiento durante el choque. Choque elástico e inelástico.
Coeficiente de restitución. Péndulo balístico. Choque en dos y tres dimensiones.
3- Cantidad de movimiento angular de una partícula y de un sistema de partículas. Momento de rotación. Energía de un
sistema de partículas. Expresión del Teorema del Trabajo y la Energía en la rotación. Expresiones en el sistema de
laboratorio y de centro de masa. Conservación de la cantidad de movimiento angular.
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UNIDAD 7: DINÁMICA DE LA ROTACIÓN DE UN CUERPO RÍGIDO
1- Definición de cuerpo rígido. Recapitulación de cinética de rotación y momento de una fuerza (torque). Translación y
rotación de un cuerpo rígido. Radio de giro. Teorema de Steiner. Energía total de un cuerpo rígido. Ecuaciones del
movimiento. Eje instantáneo de rotación.
2- Movimiento giroscópico. Giroscopio simétrico. Cinemática del movimiento giroscópico. Precesión y nutación. Cupla o
momento giroscópico. Interpretación vectorial.
UNIDAD 8: ESTÁTICA
1- Equilibrio del cuerpo rígido. Estática. Características del vector fuerza. Tipos de fuerzas. Ligaduras o enlaces del sistema.
Fuerzas coplanares. Descomposición de fuerzas. Fuerzas paralelas y antiparalelas. Cupla o par de fuerzas. Centro de
gravedad. Equilibrio de cuerpos vinculados. Ejemplos de aplicación.
UNIDAD 9: GRAVITACIÓN
1- Interacciones gravitacionales. Analogías y diferencias con otro tipo de interacciones. Movimiento planetario. Leyes de
Kepler. Ley de la gravitación universal. Masa inercial y masa gravitatoria. Variación de la aceleración de la gravedad.
Determinación de la constante de la gravitación universal.
2- Campo gravitacional. Energía potencial y potencial gravitacional. Efectos gravitacionales de distribuciones simétricas de
masa. Esferas huecas y macizas. Gráficos. Energía total y orbitas gravitatorias.
UNIDAD 10: ELASTICIDAD
1- Propiedades elásticas de los sólidos. El estado de tensiones y de deformaciones. Ley de Hooke. Módulos de tracción,
compresión y cizalladura. Contracción transversal.
2- Coeficiente de Poisson. Relación entre las constantes elásticas. Trabajo de las fuerzas elásticas. Energía potencial
elástica. Elasticidad de torsión. Momento torsional. Péndulo de torsión.
UNIDAD 11: OSCILACIONES Y ONDAS
1- Movimientos periódicos. Movimiento oscilatorio armónico. El oscilador armónico simple. Consideraciones energéticas en el
movimiento armónico simple. Relación entre el movimiento armónico simple y el movimiento circular. Integración de la
ecuación del movimiento. Representación gráfica de las variables.
2- Péndulo simple y compuesto. Combinaciones de movimientos armónicos. Oscilaciones de un cuerpo doble. Masa
reducida. Movimiento armónico amortiguado. Oscilaciones forzadas y resonancia.
3- Movimiento ondulatorio. Ondas en medios elásticos. Ondas viajeras. Ecuación de propagación de ondas en una
dimensión. Ondas longitudinales y transversales. Velocidad de las ondas. Principio de superposición. Potencia e intensidad
en el movimiento ondulatorio. Reflexión de ondas, ondas complejas. Ondas estacionarias. Resonancia.
UNIDAD 12: ACÚSTICA
1- Ondas audibles, ultrasónicas e infrasónicas. Propagación y velocidad de las ondas longitudinales. Sonido y ruido.
Variaciones de presión de las ondas sonoras. Frecuencia y amplitudes límites. Nivel de intensidad y sonoridad. El decibel.
2- Sistemas vibrantes y fuentes sonoras. Pulsaciones. Efecto Doppler. Resonancia acústica. Tubo de Quincke.
UNIDAD 13: HIDROSTÁTICA
1- Definición de fluido perfecto. Presión. Principio de Pascal. Teorema general de la hidrostática. Vasos comunicantes.
Presión atmosférica. Barómetros y manómetros.
2- Principio de Arquímedes en líquidos y gases. Flotación. Determinación de pesos específicos en sólidos y líquidos.
Densímetros. Fuerzas contra un dique. Tensión superficial. Capilaridad.
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UNIDAD 14: HIDRODINÁMICA
1- Movimientos de líquidos ideales. Definiciones. Movimiento laminar y turbulento. Ecuaciones de continuidad. Caudal.
Teorema de Bernoulli. Teorema de Torricelli. Tubo de Venturi.
2- Movimiento de líquidos viscosos. Definición de coeficiente de viscosidad mediante el viscosímetro de Ostwall. Ley de
Stokes. Aplicación a la determinación de la viscosidad.
UNIDAD 15: TERMOMETRÍA, DILATACIÓN Y CALORIMETRÍA
1- Estado térmico. Equilibrio térmico: temperatura. Escalas de temperaturas: Celsius, Kelvin y Fahrenheit. Puntos fijos.
Relaciones entre distintas escalas. Parámetros de cuerpos termométricos: termómetros, distintos tipos. Dilatación de sólidos
y líquidos. Dilatación lineal, superficial y cúbica. Fatiga de origen térmico. Termómetro de gas ideal.
2- Calorimetría. Calor, principio de conservación. Unidades de calor. Ecuación fundamental de la calorimetría. Calor
especifico. Capacidad calorífica. Equivalente en agua de un cuerpo. Calorímetro de las mezclas. Experiencia de Joule.
3- Calor y trabajo. Transferencia de energía térmica. Trabajo y diagramas PV. Primer principio de la termodinámica.
BIBLIOGRAFÍA
1- Resnick – Halliday : Física. Tomo I
2- Alonso y Finn : Física. Tomo I y II
3- Serway Raymond: Física. Tomo I
4- Sears – Zemansky: Física General
5- Ingard y Kraushaar: Introducción al estudio de la mecánica, materia y ondas.
6- Roederer: Mecánica elemental
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