PROGRAMA DE LA ASIGNATURA

FISICA 21

1.    JUSTIFICACION

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:

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

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

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

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

   5. 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.

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

   7. Segunda Ley de la Termodinámica.

   8. Entropía y la Segunda Ley de la Termodinámica.

2. Electricidad:

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

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

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

   4. Flujo eléctrico y Ley de Gauss.

   5. Propiedades de los conductores.

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

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

   8. Potencial eléctrico en conductores. Energía potencial eléctrica.

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

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

   11. Energía almacenada en un campo eléctrico.

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

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

   14. Fuerza electromotriz. Leyes de Kirchoff.

   15. Aparatos de medida.

   16. Circuito RC con fuente de voltaje continuo.

3. Magnetismo:

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

   2. Momento de una fuerza sobre una espira con corriente

   3. Ley de Ampere y aplicaciones.

   4. Ley de Biort-Savart y aplicaciones.

   5. Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz.

   6. Campos magnéticos que varían  con el tiempo.

   7. Energía y densidad de energía en un campo magnético.

   8. Inductancia. Cálculo de inductancia.

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

   10. Circuito LR con fuente directa.

   11. Circuitos LR y LRC con fuente de corriente alterna.

5.     METODOLOGIA

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.     EVALUACION

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

8.     BIBLIOGRAFIA GENERAL DEL CURSO.

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

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

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