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:

      • 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. 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