Física general solucionario

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    05-Dec-2014
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  • 1. Agustn E. Gonzlez Morales FUNDAMENTOS DE FSICA GENERAL (solucionario)
  • 2. Agustn E. Gonzlez Morales 1
  • 3. TEMA ICLCULO VECTORIALMagnitudes escalares y vectorialesSuma o composicin de vectoresSistemas de referencia vectoriales. Componentes. Cosenos directores. VectoresunitariosProducto escalar de vectores ngulo de dos vectores Perpendicularidad ProyeccinProducto vectorialMomento de un vector respecto a un punto. Momento respecto a un ejeDerivacin e integracin vectorialEjerciciosTEMA IICINEMTICAMecnica, Cinemtica y CinticaPunto material. Mvil puntual. Sistema de referencia inercialTrayectoria, vector de posicin y vector desplazamientoVelocidadAceleracinComponentes intrnsecas de la aceleracinMovimientos rectilneosMovimiento rectilneo y uniforme (M.R.U.) Grficas v-t y r-t del M.R.U.Movimiento rectilneo y uniformemente acelerado (M.R.U.A.) Grficas a-t, v-t y r-t del M.R.U.A. Lanzamiento verticalMovimiento circular r El vector velocidad angular r El vector aceleracin angular r r Relacin entre y a n Perodo y frecuenciaMovimiento circular uniforme (M.C.U.)Movimiento circular uniformemente acelerado (M.C.U.A.)Composicin de movimientos. Tiro parablico Tiempo de vuelo Alcance Altura mxima Tiempo en alcanzar la altura mxima Ecuaciones paramtricas y cartesianas de la trayectoria Agustn E. Gonzlez Morales 2
  • 4. ngulo y mdulo del vector velocidad en cada punto Parbola de seguridadMovimientos relativos Ejes en traslacin Ejes en rotacinEjerciciosTEMA IIIDINMICA DE UNA PARTCULAIntroduccinLeyes de NewtonEl principio de relatividad de Galileo y la 1 ley de NewtonCantidad de movimiento o momento lineal2 ley de NewtonMasa y peso. Reposo y equilibrio. Impulso mecnicoTercera ley de Newton. Accin y reaccinCintica del punto materialResistencia al deslizamientoCuerpos apoyados en superficies Cuerpo apoyado en un plano inclinado sometido a una fuerza de traccin Mtodo para determinar el coeficiente esttico de rozamiento Varios cuerpos apoyadosCuerpos enlazados. TensinFuerza centrpeta en el movimiento curvilneoFuerzas ficticias: Fuerza de inercia y centrfugaEjerciciosTEMA IVDINMICA DE UN SISTEMA DE PARTCULASIntroduccin a los sistemas de partculasSistema de partculas. Sistemas discretos y continuosFuerzas internas y externasConservacin de la cantidad de movimiento en sistemas aislados Interaccin entre sistemasCentro de masas. Centro de gravedad Propiedades del centro de masas Centro de gravedadSistema de referencia situado en el cdmMomento angular de una partculaTeorema del momento angular de una partcula Conservacin del momento angular de una partcula Agustn E. Gonzlez Morales 3
  • 5. Fuerzas centrales Teorema de las reas Impulso angularMomento angular de un sistema de partculas Conservacin del momento angular de un sistema de partculas Momento angular respecto al cdmEjerciciosTEMA VTRABAJO Y ENERGATrabajoPotencia. RendimientoEnergaEnerga cintica. Teorema de la energa cinticaFuerzas conservativasEnerga potencial Energa potencial gravitatoria Energa potencial elsticaEnerga mecnica Sin rozamiento Con rozamientoDeterminacin de la fuerza conservativa mediante la energa potencialCampos escalares GradienteCampos vectoriales Circulacin Flujo Divergencia RotacionalChoques entre cuerpos Choque oblicuo Choque elstico Choque inelstico Choque no perfectamente elstico Choque centralEjerciciosTEMA VIDINMICA DE ROTACIN DEL SLIDO RGIDOSlido rgidoMovimiento alrededor de un eje fijoMomento de Inercia Agustn E. Gonzlez Morales 4
  • 6. Energa cintica de rotacinTeorema de las figuras planasMomentos de inercia de cuerpos compuestosTeorema de Steiner o de los ejes paralelosAlgunos momentos de inerciaRadio de giroMomento angular total. Momento angular respecto a un ejeMomento de una fuerza respecto a un punto y respecto a un ejeEcuacin fundamental de la Dinmica de rotacin Rodadura y deslizamientoTrabajo de rotacin. PotenciaAnalogas entre la traslacin y la rotacinEjerciciosTEMA VIITERMODINMICASistemas termodinmicos. ParedesVariables o coordenadas termodinmicas Presin Volumen TemperaturaEcuacin de estado. Equilibrio. Procesos reversiblesGases ideales. Leyes y ecuacin de estado de los gases idealesCalor. Calor especfico. Calor latenteTrabajo termodinmico. Diagramas pVPrimer principio de la Termodinmica. Aplicaciones Procesos cclicos Proceso iscoro Proceso isbaro. Entalpa Proceso adiabtico Procesos en gases ideales Energa interna de un gas ideal Procesos isbaros en gases ideales. Frmula de Meyer Procesos adiabticos en gases ideales. Ecuaciones de PoissonSegundo principio de la Termodinmica. Mquina trmica. Entropa Necesidad del segundo principio de la termodinmica Conversin de calor en trabajo Enunciado del segundo principio de la termodinmica Mquina trmica Rendimiento Entropa S Clculo de las variaciones de entropa en procesos reversibles Proceso reversible y adiabtico Proceso reversible e isotermo Proceso reversible no isotermo Clculo de las variaciones de entropa en procesos irreversibles Clculo de las variaciones de entropa en los cambios de fase. Medida del desorden Entropa de fusin Entropa de vaporizacin Agustn E. Gonzlez Morales 5
  • 7. La entropa como medida del desordenCiclo de Carnot Rendimiento del ciclo de CarnotMquinas frigorficas y bombas trmicas Eficiencia de una mquina frigorfica Eficiencia de una bomba trmicaEjerciciosTEMA VIIICAMPO GRAVITATORIO Y ELECTROSTTICOConcepto de campo gravitatorio y elctricoIntensidad del campo gravitatorio y elctrico r Intensidad del campo gravitatorio: g r Intensidad del campo elctrico: E Representaciones grficasLeyes de KeplerLey de gravitacin universalLey de CoulombCampos creados por una o varias masas o cargas puntualesPotencial y energa potencial gravitatoriaVelocidad de escape. rbitas Velocidad de escape rbitas rbita circular rbita elptica rbita parablica rbita hiperblicaPotencial y energa potencia elctricaTeorema de Gauss Teorema de Gauss para el campo gravitatorio Teorema de Gauss para el campo elctricoDielctricos y conductores Dielctricos ConductoresInduccin electrosttica Conductor cargado en equilibrio electrosttico con una cavidad interior Conductor descargado con una carga situada dentro de una cavidad interiorEjerciciosTEMA IXELECTROMAGNETISMOElectromagnetismo. Imanes y corrientes Agustn E. Gonzlez Morales 6
  • 8. Fuerza magntica. Ley de LorentzMovimiento de una partcula cargada dentro de un campo magntico uniformeEspectrgrafo de masas. CiclotrnCampo magntico. Ley de Biot y Sabart. Permeabilidad magnticaMomento magntico. GalvanmetroCampo creado por una corriente rectilnea indefinidaFuerzas entre corrientes paralelas. AmperioCampo creado por una espira circular uniforme, un solenoide abierto y un solenoide cerrado Espira circular Solenoide abierto Solenoide cerradoCirculacin del campo magntico. Ley de Ampere. Corriente de desplazamiento de MaxwellEjerciciosTEMA XINDUCCIN ELECTROMAGNTICAFlujo magntico a travs de una superficie cerradaExperiencias de FaradayHenryFuerzas electromotriz inducida. Ley de FaradayHenry. Corriente inducida. Carga inducidaLey de LenzGeneralizacin de la Ley de FaradayHenryAutoinduccin Coeficiente de autoinduccin L. Inductancia de una bobina de n espiras F.e.m. de autoinduccin Caa de tensin en una bobina Corrientes de cierre y aperturaEnerga magntica almacenada en una bobina. Densidad de energa de un campo electromagnticoInduccin mutuaTransformadoresFundamentos de la generacin de la corriente alternaEjerciciosTEMA XIONDASMovimiento vibratorio armnicoEnergas potencial y cintica en el M.V.A.Movimiento ondulatorioTipos de ondasEcuacin del movimiento ondulatorio Fase Periodicidad Agustn E. Gonzlez Morales 7