(EJERCICIOS) Lic. CESAR CABRERA ARISTA. Lic. RICHARD BELLIDO QUISPE

Transcripción

1 (EJERCICIOS) Lic. CESAR CABRERA ARISTA Profesor Asociado de la Facultad de Ingeniería Química Universidad Nacional del Callao Lic. RICHARD BELLIDO QUISPE Profesor de la Facultad de Ingeniería Química Universidad Nacional del Callao Universidad Nacional del Callao

2 Dedicada a mis queridas hijas Dana Helena y Sofía Grace K.

3 PROLOGO La física es una ciencia fundamental que tiene profunda influencia en todas las ramas científicas y de ingeniería. Por consiguiente, no solo los estudiantes de física e ingeniería, sino todo aquel que piense seguir una carrera científica debe tener una buena compresión de sus leyes fundamentales. Este libro es un texto de nivel universitario elaborado por el autor para la formación de estudiantes que inician una carrera profesional en ias o ingeniería. En este libro se presenta ejercicios con aplicaciones de los principios y leyes de la Física de una manera ordenada y sencilla, con el propósito de que el estudiante se familiarice con los conceptos que le permitirán describir las propiedades de los fenómenos mecánicos. La preparación de este libro se sustenta en las copias de las clases impartidas en el curso de Física I a los estudiantes del pre-grado de la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Callao. Un criterio fundamental para la preparación de este libro fue la presentación de un material de ayuda que sirva de complemento en la formación académica que se brinda en las aulas universitarias, motivo por el cual se presentan temas con algunos problemas desarrollados explícitamente. Sin embargo el estudiante deberá tener cierto

4 conocimiento del cálculo diferencial e integral para manejar adecuadamente algunos capítulos del presente texto. En esta obra Principios Básicos de la Física se pretende exponer los conceptos y principios fundamentales de la física tales que nos permitan crear modelos teóricos para describir hechos experimentales en la naturaleza, se pone énfasis en las técnicas de resolución de problemas, poniendo especial énfasis la interpretación de los resultados y su discusión será la característica primordial del texto. En la presentación de los distintos capítulos se seguirá un orden contrastado con la experiencia docente del autor. Siempre que sea posible, la aplicación de los principios físicos se hará a los casos más simples hasta llegar a casos de un nivel de complejidad adecuado. CESAR CABRERA ARISTA

5 INDICE Pagina CAPITULO Elasticidad Concepto de Fatiga Deformación Unitaria Modulo de Elasticidad 4 Ejercicios de Elasticidad Oscilaciones Simples Sistema Bloque-Resorte Péndulo Simple 24 Ejercicios de Oscilación Simple Péndulo Físico Oscilaciones Amortiguadas 38 Ejercicios de Oscilación Amortiguada 48 CAPITULO Estática de Fluidos La Densidad La Presión Presión Atmosférica Ecuación de la Hidrostática Principio de Pascal Principio de Arquímedes 62

6 2.7 Tensión Superficial 66 Ejercicios de Hidrostática 70 CAPITULO Flujo de Fluido Ley de Continuidad Ecuación de Continuidad El Principio de Bernoulli 79 Ejercicios de Hidrodinámica 85 CAPITULO Concepto de Temperatura Escalas de Temperatura Escala Absoluta Dilatación Térmica 93 Ejercicios de Temperatura y Dilatación Concepto de Calor Equivalente Mecánico del Calor Calor por Conducción Calor por Radiación 105 Ejercicios de Calor y Flujo de Calor 110 CAPITULO El Gas Ideal Ecuación de Estado 116

7 5.3 Energía Cinética Molecular Energía Interna del Gas Ideal Trabajo del Gas Ideal Trabajo Isobárico Trabajo Isotérmico Trabajo Adiabático Primera Ley de La Termodinámica 129 Ejercicios de Termodinámica 136 CAPITULO Ondas Elásticas Ecuación de Onda Ondas Armónicas Ondas Transversales Ondas en una Cuerda Energía de la Onda Velocidad de las Ondas Elásticas 151 Ejercicios de Ondas 156 CAPITULO El Sonido Energía de la Onda Sonora Intensidad de la Onda Variación de la Intensidad El nivel de Intensidad 171

8 Ejercicios de Sonido 177 REFERENCIAS 180 APENDICE A 183 APENDICE B 184 ANEXO 1 185