Asignatura: MECANICA CLASICA (FIS101)

 

Fecha: 2001/03/09

Departamento o Cátedra que propone la Asignatura:  Dequifim

Docentes encargados: R. Leone

 

Objetivo:

El Curso busca darle al estudiante un manejo sólido del método científico, junto con una espíritu crítico muy desarrollado. Desde el punto de vista técnico se procura familiarizar al estudiante con los Principios de Conservación de Energía y Cantidad de Movimiento Lineal y Angular. Se busca que el estudiante aprenda  a transformar una situación física en  un problema matemático a resolver y estudiar luego el carácter de la solución obtenida. Con las herramientas aportadas el estudiante debe ser capaz de resolver situaciones mecánicas sencillas, haciendo especial hincapié en movimientos periódicos.

 

Breve descripción del contenido:

Es un curso de Mecánica Clásica de primer nivel que básicamente estudia: mecánica del punto, mecánica del cuerpo rígido y movimiento oscilatorio, con uno y dos grados de libertad. Ya que el curso está dirigido a Químicos, Farmacéuticos, Bioquímicos Clínicos e Ingenieros Químicos  se ha buscado destacar la relación de la Física y en especial de la Mecánica con la Química  y con aplicaciones en general. Al mismo tiempo se busca mostrar como, varios conceptos con origen en Mecánica Clásica,  han sido extendido luego a otras áreas de la Física o a las demás Ciencias.

 

Conocimientos previos requeridos:

Se requieren conocimientos adecuados de integración simples, álgebra vectorial, series de Taylor y  ecuaciones diferenciales

 

Previaturas:

Mat101

 

Estructura del Curso:

Duración:                15 semanas de teórico + 5 semanas de clases de ejercicios + 2 semanas de evaluaciones parciales por semestre.

Carga Horaria:                2 teóricos semanales de 1 hora 30 minutos. 5 clases de ejercicios en el semestre de 2 horas cada una.

Créditos:                (3x2)x15/15 + (5/15x2x1.5)x15/15 = 7 créditos

Semestre:                Par (2do semestre)

Evaluación:

 

Programa Analítico:

 

1.        Generalidades. Ubicación de la Física respecto a otras Ciencias Experimentales y Matemáticas

Validez de una Teoría Física. Mecánica Clásica, Relativista y Cuántica. El proceso de medida.

2.        Cinemática de la Masa Puntual. Descripción vectorial del movimiento. Escalares y vectores. Movimiento Rectilíneo. Movimiento del Proyectil. Movimiento Circular. Transformación de Galileo

3.        Dinámica de la Masa Puntual. Leyes de Newton. Fuerzas. Descripción de fuerzas fundamentales y derivadas. Sistemas no inerciales. Pseudofuerzas Fuerza Centrífuga y de Coriolis. Aplicaciones: Espectrógrafo de masa, centrífuga, medidores másicos. Fricción y teoría de la lubricación. El origen de la resistencia física en sólidos cristalinos y poliméricos.

4.        Trabajo y Energía. Trabajo de una Fuerza. Energía Potencial. Varios tipos de Energía Potencial (elástica, gravitatoria, eléctrica, etc.). Energía Cinética. Conservación de la Energía Mecánica. Otros tipos de Energía. Principio General de Conservación de Energía: Simetrías. Diagramas de Energía. Aplicaciones: Niveles de energía atómicos y moleculares. Coagulación de Coloides. Sistemas fisicoquímicos termodinámicamente: estables, inestables y metaestables.  Energía de activación

5.        Cantidad de Movimiento Lineal. Cantidad de Movimiento Lineal de una partícula: Impulso de una Fuerza. Cantidad de Movimiento Lineal de un Sistema de Partículas. Conservación de la Cantidad de Movimiento Lineal. Simetrías. Centro de Masa. Sistema de Centro de Masa. Sistemas de Masa Variable. Choques. Principios de Conservación aplicados a Choques. Aplicaciones: Explicación de la Cinética Química por choques moleculares. La absorción de energía en choques atómicos y moleculares (Franck-Hertz)

 

PRIMERA EVALUACIÓN PARCIAL

 

6.        Oscilaciones. Movimientos Periódicos. El Péndulo. Movimiento Armónico Simple. Sistemas Oscilantes Amortiguados. Energía. Oscilador Forzado. Frecuencia de Resonancia. Factor de Calidad. Pulsaciones. Linealidad. Desarrollo en Series de Fourier. Oscilaciones con Varios Grados de Libertad. Modos Normales. Aplicaciones: El oscilador atómico y molecular.Espectro de visible y UV como curvas de resonancia. Acoplamiento entre osciladores la formación de un enlace covalente. Transporte de energía entre osciladores, una introducción a ondas. Sistemas mecánicos oscilantes. Calculo de estructuras.

7.        Cantidad de Movimiento Angular y Cuerpo Rígido. Cantidad de Movimiento Angular de una Partícula. Extensión a un Sistema de Partículas. Momento de una Fuerza. Cuerpo Rígido. Cinemática y Dinámica de Rotación. Momento de Inercia. Teorema de Steiner. Radio de Giro. Conservación de la Cantidad de Movimiento Angular. Simetría. Breve Discusión del Momento de Inercia como Tensor. Rodadura. Fuerzas Centrales. Equilibrio. Aplicaciones:  La rueda como elemento tecnológico de gran importancia. Spin. Transiciones prohibidas en los espectros. Radio de  giro, su medida y la determinación de morfología de moléculas.

8.        Hidrostática e Hidrodinámica. Hidrostática: Presión en un fluido. (Principio de Pascal) Principio de Arquímedes. Tensión Superficial y Capilaridad.         Hidrodinámica. Ecuación de Bernoulli.  Flujo viscoso. El Número de Reynold. Regímenes laminar, turbulento e intermedio. La perdida de carga en el transporte de fluidos.

 

Cronograma tentativo:

 

 

Bibliografía:

1. R. Resnick, D. Halliday y K. Krane "FÍSICA". CECSA 1987 Tomo I.

2. C. Kittel "CURSO FÍSICA DE BERKELEY. MECÁNICA" Tomo I

3. F. Crawford  "CURSO FÍSICA DE BERKELEY. ONDAS" Tomo III.

4. R.P. Feynman "FEYNMAN FÍSICA" ADDISON-WESLEY 1971. Tomo I..

5. Curso en Páginas Web de la Cátedra