Tipo de asignatura:

Troncal

Plan de estudios:

1996

N° de créditos:

10

Situación:

Asignatura en extinción. 1º de Arquitectura

Definición:

Física general.

Objetivo:

Suministrar una perspectiva amplia y general, en lo conceptual, con una introducción a los diversos campos de la Física.

Contenido:

Mecánica general. Sistemas de vectores deslizantes y fijos. Campos escalares, vectoriales y tensoriales. Geometría de masas. Principios de la mecánica. Cinemática. Dinámica. Estática. Pequeñas oscilaciones. Mecánica de fluidos. Presión. estática de fluidos. Dinámica de fluidos perfectos. Ecuaciones de conservación de la masa, energía y cantidad de movimiento. Dinámica de los fluidos viscosos. Termodinámica. Sistemas y procesos termodinámicos. Equilibrio termodinámico: la temperatura y su medida. Calor y trabajo. Primer principio de la termodinámica. Energía utilizable. Segundo principio de la termodinámica. Acústica. Ondas sonoras. Descripción del movimiento ondulatorio. Ecuación general del movimiento. Ondas elásticas. Ondas de presión en un gas. Intensidad del movimiento ondulatorio. La percepción del sonido. Niveles sonoros. Electricidad y electromagnetismo. Campo estático estacionario. Energía eléctrica. Corriente continua. Campo magnético estacionario. Inducción electromagnética. Energía magnética. Corriente alterna. Ecuaciones de Maxwell. Ideas sobre las teorías de la luz y del color, y sobre las bases teóricas del mundo físico.

Conocimientos previos recomendables:

Funciones de más de una variable real, derivación parcial, diferenciación, fórmulas de Taylor y MacLaurin, desarrollos en serie potencial. Extremos y extremos condicionados, multiplicadores de Lagrange. Teoremas integrales: Stokes y Gauss.

Introducción.

1. Fundamentos.
Consideraciones generales sobre objetivos, métodos, conceptos, leyes y teorías de la Física.

Mecánica general.

2. Sistemas de vectores.
Sistemas de vectores deslizantes: momentos, resultante, eje central, momento mínimo. Reducción de sistemas de vectores deslizantes. Mínima reducción. Sistemas especiales.

Sistemas de vectores fijos: vectores paralelos. Centro. Aplicación. Vectores de posición: variación, desplazamiento. Desplazamiento real y virtual.

3. Campos escalares, vectoriales y tensoriales.
Campos escalares: concepto. Gradiente. Campos vectoriales: concepto. Circulación y campos conservativos. Divergencia y rotacional. Flujo de un campo vectorial. Campos tensoriales: concepto. Gradiente de un campo vectorial: el tensor de entorno. Campos de fuerzas. Trabajo, energía potencial. El campo gravitatorio simplificado.

4. Geometría de masas.
Centro de gravedad y de masas. Momentos y productos de inercia. Teorema de Steiner. Campo de los tensores de inercia. Elipsoide de inercia.

5. Principios de la Mecánica clásica.
Principios de la Mecánica clásica. Principio de los trabajos virtuales. Las fuerzas de inercia. Ecuación simbólica de la Dinámica. (Conviene recordar los conceptos de la Cinemática del punto).

6. Los sistemas materiales.
Sistemas discretos y sistemas continuos. El sólido. El sólido rígido. Condición de rigidez: equiproyección del campo de velocidades del sólido rígido. Relación entre las velocidades de los puntos en el campo instantáneo de velocidades: rotación del sólido rígido. El movimiento plano: velocidades y aceleraciones. Composición de velocidades.

7. Dinámica de los sistemas.
Teoremas clásicos. Aplicación al sólido con movimiento plano. Pequeñas oscilaciones.

8 Estática.
Concepto de equilibrio. Consecución del equilibrio: sistemas nulos. Trabajo virtual nulo. Comparación de ambas formulaciones. Estática de los sistemas de sólidos rígidos con y sin rozamiento.

Mecánica de fluidos

9. Fluidos en equilibrio.
Propiedades de los fluidos. Presión. Ecuación general de la estática de fluidos. Variación de la presión con la altura en un campo gravitatorio. Fuerzas sobre superficies planas. Tensión superficial. Capilaridad.

10. Dinámica de fluidos perfectos.
Descripción del movimiento. Campos de velocidades y aceleraciones. Ecuación de continuidad. Ecuación de Euler del movimiento de un fluido perfecto. Ecuación de Bernoulli. Ecuación de la variación de la cantidad de movimiento.

Termodinámica

11. Introducción a la Termodinámica.
Termodinámica y energía. Sistemas, estados y procesos termodinámicos. La temperatura y su medida. Dilatación de sólidos y líquidos.

12. Primer principio de la Termodinámica.
Transferencia de calor. Trabajo. Primer principio de la termodinámica para sistemas cerrados. Energía interna, entalpía y calores específicos de sólidos, líquidos y gases. Procesos y dispositivos de flujo permanente.

13. Segundo principio de la Termodinámica.
Introducción al segundo principio de la Termodinámica. Enunciados de Kelvin-Plank y Clausius. El ciclo y los teoremas de Carnot. Energía utilizable.

Acústica

14. Ondas en medios materiales. Acústica.
Clasificación de las ondas. Descripción matemática de una onda. Ecuación de ondas. Ondas elásticas planas y esféricas en un fluido. Intensidad del movimiento ondulatorio. La medida del sonido. Composición de niveles. La percepción del sonido. El dB(A). Superposición e interferencia de ondas armónicas. Ondas estacionarias. Fenómenos de reflexión, refracción absorción y difracción.

Electricidad y magnetismo

15. Campo y potencial electrostático.
Ley de Coulomb. El campo eléctrico. Potencial y energía potencial eléctrica. Ley de Gauss. Condensadores. Dieléctricos. Energía electrostática.

16. Circuitos de corriente eléctrica continua.
Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Fuerza electromotriz. Energía y potencia eléctricas. Reglas de Kirchhoff y análisis de redes. Amperímetros, voltímetros y ohmímetros.

17. Campo e inducción magnéticos.
La inducción magnética B: acciones sobre una carga móvil, un conductor y un circuito plano. Ley de Biot-Savart. Ley de Ampère. Acciones entre corrientes rectilíneas indefinidas. Ley de Gauss para el campo magnético. Magnetización. Vector magnético H. Medios diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.

18. Inducción electromagnética.
Fuerza electromotriz inducida, ley de Faraday-Henry. Ley de Lenz. Autoinducción. Inducción mutua. Energía magnética. Ecuaciones de Maxwell.

19. Circuitos de corriente eléctrica alterna.
Generadores y motores. Corriente alterna en un circuito con una resistencia, una bobina o un condensador. Circuitos LCR. Transformadores.

Luz y color

20. Luz, iluminación natural y color.
El espectro electromagnético. Teorías de la luz: de los Griegos a la teoría cuántica. Los fundamentos físicos de la iluminación natural. Color: atributos, diagramas de cromaticidad y medida. Espacios y atlas de color.