Física 2(Opción 1)

Banco de Problemas

Semestre:

3°

Fecha de elaboración:

Agosto de 2013

Fecha de revisión:

Septiembre de 2013

Elaborado por:

Federico Vásquez Hurtado

Ciclo de formación:

Básico

Área curricular:

Ciencias de la Disciplina

Tipo de unidad:

Teórica

Carácter de unidad:

Obligatoria

Clave:

FI02FB050010

Créditos:

10

Semestre:

3°

Horas Teoría:

5

Horas Práctica:

0

Programas académicos en los que se imparte:

Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica

Prerrequisitos:

Conceptualiza los fenómenos mecánicos, cuenta con hábitos de análisis riguroso, grafica funciones polinomiales y racionales y aplica funciones trascendentales básicas: trigonométricas, exponenciales y logarítmicas.

Antecedentes Recomendadas:

Ninguna

Consecuentes Recomendadas:

• Termodinámica Clásica
• Biofísica

Presentación de la unidad de aprendizaje:

En este curso es posible establecer las diferencias entre la física de los sistemas macroscópicos que intercambian energía con el ambiente, con respecto a la física de la partícula estudiada en Física 1. Para ello se deben definir las propiedades físicas relevantes a la descripción mecánica y el intercambio de energía por medios no mecánicos, es decir, termodinámicamente.

Propósito de la unidad de aprendizaje:

Identificar los principios, leyes y técnicas de la física de los medios continuos, sistemas macroscópicos y fenómenos térmicos; aportar las habilidades para solucionar problemas de mecánica de sólidos, de fluidos y termodinámicos, mediante la aplicación del cálculo.

Competencias profesionales:

Plantea, analiza y resuelve problemas físicos teóricos, mediante la utilización de métodos analíticos o numéricos. Describe y explica fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.

Contribución al perfil de egreso:

En el perfil de egreso se especifica la capacidad para resolver problemas de investigación como una característica fundamental del Licenciado en Ciencias; para lograr esa capacidad, se precisa que el egresado plantee, analice y resuelva problemas con el uso de métodos analíticos o numéricos, que es el tema preponderante del curso.

Secuencia temática:

1. I Medios continuos.
   1. Deformación de sólidos, tensión elástica, elasticidad de cuerpos (módulos de comprensión, de torsión y de dilatación).
   2. Hidrostática, presión, principio de Pascal, principio de Arquímedes, fórmula barométrica, manómetros, fluidos estacionarios en sistemas de referencia no inerciales, ley de Boyle (gas ideal).
   3. Hidrodinámica, fluidos ideales, campo de velocidades, líneas de flujo, fluidos incompresibles, ecuación de continuidad, ecuación de Bernoulli, medición de flujo, fluidos reales, viscosidad, número de Reynolds (cualitativamente).
2. II Termodinámica.
   1. Temperatura y equilibrio térmico, ley cero, propiedades termométricas (volumen, resistencia, tensión), métodos para medir la temperatura, escalas de temperatura, dilatación térmica.
   2. Ecuación de estado, gas ideal, diagramas PVT.
   3. Calor, capacidad calorífica, calor específico, calorimetría, difusión, conductividad térmica, convección y radiación.
   4. Trabajo termodinámico, mecánico, eléctrico y químico.
   5. Sistemas abiertos y cerrados, variables de estado y de proceso, energía interna, gases poliatómicos, primera ley.
   6. Proceso isobárico, isotérmico, y adiabático, ciclo de Carnot, Carnot inverso (funcionamiento del refrigerador).
   7. Segunda y tercera ley de la termodinámica, ciclo de Carnot y segunda ley, procesos reversibles e irreversibles.
   8. Sistemas reales: ecuación de van der Waals, diagramas de fase, punto triple, transición de fase (cualitativamente), anomalía del agua.

Criterios de Evaluación:

• Exámenes parciales: 40%
• Examen final: 30%
• Participación en clase: 10%
• Otra (especifique): Tareas: 20%

Bibliografía básica:

• Serway, R. y Jewett, J. 2009. Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna Vol. I. Ed. CENGAGE. 7a edición. México.
• Yunus, A. Cengel y Boles, Michael A. 2003. Termodinámica. Ed. McGraw-Hill. México.

Bibliografía complementaria:

• Resnick, R., Halliday, D., Krane, K. 2009. Física Vol. I. Ed. Patria. 4a edición. México.
• http://physicsworl.com