PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

FÍSICA 21

1.    JUSTIFICACIÓN

Física 21 es un curso que comprende conocimientos fundamentales de carácter formativo para todas las ramas de las Ciencias e Ingeniería y que son necesarios para la comprensión de otras asignaturas de la carrera.

2.    REQUERIMIENTOS

Para comprender la asignatura es necesario que el estudiante tenga conocimientos previos de Física  y Matemática, entre los que se hacen imprescindibles: vectores, números complejos, límites, derivadas, estática y dinámica de los cuerpos rígidos.

3.    OBJETIVOS GENERALES

• Esta asignatura comprende conocimientos fundamentales de carácter formativo para todas las ramas de las Ciencias e Ingeniería.

• El objetivo principal es que el estudiante comprenda con claridad y precisión los fenómenos físicos y las leyes que los rigen.

• Al finalizar el curso el estudiante debe estar en capacidad de definir y explicar los fenómenos físicos que  conforman la termodinámica y sus leyes fundamentales, la cinética de los gases, la electricidad y magnetismo.

• El estudiante debe estar en capacidad de aplicar sus conocimientos a través de las fórmulas y ecuaciones para la solución de problemas sobre los tópicos nombrados, utilizando los sistemas de unidades correspondientes.

4.    CONTENIDO

1. Termodinámica:

   • Ley de la termodinámica (Equilibrio Térmico). Escalas termométricas y tipos de termómetros.  Dilatación térmica.

   • Calor como forma de energía. Calorimetría. Capacidad calórica y calor específico. Mezclas  calorimétricas. Conductividad térmica.

   • Calor y Trabajo. Calor y Energía Mecánica. Equivalente mecánico del calor.

   • Sistemas termodinámicos. Transformación termodinámica. Magnitudes termodinámicas. Primera Ley   de la Termodinámica.

   • Leyes de los Gases Ideales. Trabajo hecho por y sobre un sistema (gas). Transformaciones de un estado termodinámico isotérmico, isobárico y adiabático. Calores específicos de los gases ideales.

   • Procesos (transformaciones) reversibles e irreversibles. El Ciclo de Carnot.

   • Segunda Ley de la Termodinámica.

   • Entropía y la Segunda Ley de la Termodinámica.

2. Electricidad:

   • Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Cuantización de la carga. Carga y materia. Conductores y  aislantes.

   • Definición de campo eléctrico y concepto de líneas de fuerza.

   • Cálculo del campo eléctrico producido por distribución discreta y distribución continua de carga.

   • Flujo eléctrico y Ley de Gauss.

   • Propiedades de los conductores.

   • Concepto de potencial eléctrico y diferencia de potencial. Propiedades de las superficies  equipotenciales. Cálculo del potencial a partir del campo eléctrico.

   • Cálculo directo del potencial a partir de distribuciones discretas y distribuciones continuas de carga.

   • Potencial eléctrico en conductores. Energía potencial eléctrica.

   • Capacidad eléctrica. Capacidad de diversos tipos y sistemas de condensadores.

   • Efecto de los dieléctricos en un campo eléctrico. Ley de Gauss con dieléctricos

   • Energía almacenada en un campo eléctrico.

   • Corriente eléctrica. Densidad de corriente. Resistencia eléctrica. Resistividad y conductividad.

   • Ley de Ohm sobre un conductor. Transferencia de energía en un circuito eléctrico. Efecto Joule

   • Fuerza electromotriz. Leyes de Kirchoff.

   • Aparatos de medida.

   • Circuito RC con fuente de voltaje continuo.

3. Magnetismo:

   • Definición de un campo magnético. Fuerza sobre una carga en movimiento y fuerza sobre una  corriente.

   • Momento de una fuerza sobre una espira con corriente

   • Ley de Ampere y aplicaciones.

   • Ley de Biort-Savart y aplicaciones.

   • Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz.

   • Campos magnéticos que varían  con el tiempo.

   • Energía y densidad de energía en un campo magnético.

   • Inductancia. Cálculo de inductancia.

   • Corriente y voltaje alterno. Valor r.m.s. Impedancia. Circuito RC.

   • Circuito LR con fuente directa.

   • Circuitos LR y LRC con fuente de corriente alterna.

5.    METODOLOGÍA

Las actividades del proceso enseñanza-aprendizaje consistirán en técnicas expositivas apoyadas con experimentos didácticos.

6.    RECURSOS

Para cumplir con las actividades de aprendizaje antes mencionadas, se hará uso de los siguientes recursos

• Pizarrón y tiza

• Equipos de laboratorio

• Bibliografía.

7.    EVALUACIÓN

La evaluación consistirá en exámenes cortos, tareas, al menos 2 exámenes parciales, 1 examen final y un examen de reparación.

8.    BIBLIOGRAFÍA GENERAL DEL CURSO.

• Resnick R. & Halliday D., "FÍSICA" parte II, Editorial Continental, México, 1977

• Sears F. W. & Zemansky M. W., "FÍSICA GENERAL", Ediciones Aguilar, Madrid, 1968.

• Alonso M. & Finn E.J., "FÍSICA" parte II, Fondo Educativo Interamericano, Bogotá, 1970