Materia: Física II
Institución: Facultad de Ciencias
Área: Tronco común
Duración: 80 horas
Clave: T91F2
Antecedentes sugeridos: Álgebra I, Cálculo I, Física I
Modalidad: Teórica
Carga horaria: 5 horas/semana
Elaboró: Héctor E. Medellín Anaya
Fecha: Enero de 2002
Propósitos generales
El propósito del curso es iniciar al participante en el estudio de algunos
temas de física básica que completan su conocimiento de física Newtoniana.
Estos temas abarcan desde sólidos, líquidos y gases hasta las leyes
fundamentales de la termodinámica. Así mismo, se estudian fenómenos
ondulatorios, el sonido y principios de óptica física y geométrica.
El curso requiere como antecedente "Física I" y es indispensable
para "Física III", "Termodinámica" y "Óptica".
Objetivos Terminales
· El alumno analizará el comportamiento de sólidos, líquidos y gases
desde el punto de vista físico.
· El alumno utilizará las leyes de la termodinámica para determinar si una
máquina térmica es realizable o no. Así mismo analizará el comportamiento de
máquinas térmicas clásicas.
· El alumno conocerá el movimiento ondulatorio.
· El alumno conocerá la naturaleza de la luz y utilizara las leyes de la
óptica para analizar diversos sistemas ópticos simples.
Contenido temático general
UNIDAD I: Mecánica de los sólidos y los fluidos
1. Mecánica de los sólidos
1.1. Estados de la materia
1.2. Propiedades elásticas de los sólidos
1.2.1. Módulo de Young: elasticidad en la longitud
1.2.2. Módulo de corte: elasticidad de la forma
1.2.3. Módulo volumétrico: elasticidad de volumen
1.3. Resistencia de materiales
2. Mecánica de los fluidos
2.1. Características de los fluidos
2.2. Densidad
2.3. Presión
2.4. Variación de la presión en un fluido en reposo
2.5. Flotabilidad y principio de Arquímedes
2.6. Fluidos en movimiento
2.7. La ecuación de continuidad
2.8. Ecuación de Bernoulli
2.9. Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli
2.9.1. Movimiento de un fluido con velocidad constante
2.9.2. Flujo de salida de un tanque
UNIDAD 2:Termodinámica
1. Temperatura
1.1. Temperatura y la ley cero de la termodinámica.
1.2. Termómetros y escalas de temperatura.
1.3. El termómetro de gas a volumen constante y la escala Kelvin de
temperatura.
1.4. Escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit.
1.5. Dilatación térmica de sólidos y líquidos.
1.6. Descripción macroscópica de un gas ideal.
2. Calor y la primera ley de la termodinámica
2.1. Calor y Energía térmica.
2.2. Capacidad calorífica y calor específico.
2.3. Calor latente.
2.4. Trabajo y calor en los procesos termodinámicos.
2.5. Primera ley de la termodinámica.
2.6. Algunas aplicaciones de la primera ley de la termodinámica.
2.7. Transferencia de calor.
3. Teoría cinética de gases
3.1. Modelo molecular para la presión de un gas ideal.
3.2. Interpretación molecular de la temperatura.
3.3. Capacidad calorífica de un gas ideal.
3.4. Proceso adiabático para un gas ideal.
3.5. Ondas sonoras en un gas.
3.6. Equipartición de la energía.
3.7. Distribución de las velocidades moleculares.
3.8 .Trayectoria libre media.
4. Maquinas térmicas, entropía y la segunda ley de la termodinámica
4.1. Máquinas térmicas y la segunda ley de termodinámica.
4.2. Procesos reversibles e irreversibles.
4.3. Máquina de Carnot y marcos de referencia.
4.4. Escala de temperatura absoluta.
4.5. Bombas de calor y refrigeradores.
4.6. Motor de gasolina.
4.7. Entropía.
4.8. Cambio en la entropía en los procesos reversibles.
4.9. Entropía y desorden.
UNIDAD III: Ondas
1. Movimiento ondulatorio
1.1. Tipos de ondas.
1.2. Ondas viajeras unidimensionales.
1.3. Superposición e interferencia de ondas.
1.4. La velocidad de las ondas sobre cuerdas.
1.5. Reflexión y transmisión de las ondas.
1.6. Ondas armónicas.
1.7. Energía transmitida por las ondas armónicas sobre cuerdas.
1.8. Ecuación de onda.
2.:Ondas sonoras
2.1. Velocidad de las ondas sonoras.
2.2. Ondas sonoras armónicas.
2.3. Energía e intensidad de las ondas sonoras armónicas.
2.4. Ondas esféricas y planas.
2.5. Efecto Doppler.
3. Superposición y ondas estacionarias
3.1. Superposición e interferencia de ondas armónicas.
3.2. Ondas estacionarias.
3.3. Ondas estacionarias en una cuerda fija en los extremos.
3.4. Resonancia.
3.5. Ondas estacionarias en columnas de aire.
3.6. Pulsaciones.
3.7. Ondas complejas.
UNIDAD IV: Óptica
1. La naturaleza de la luz, las leyes de la óptica geométrica y la óptica
física
1.1. La naturaleza de la luz.
1.2. Mediciones de la rapidez de la luz.
1.3. Aproximaciones del rayo.
1.4. Reflexión y refracción.
1.5. Principios de Huygens.
1.6. Reflexión interna total y el Principio de Fermat.
1.7. Imágenes formadas por espejos.
1.8. Lentes y sus diversas aplicaciones.
Metodología
