A modo de prólogo La Física como ciencia La Física y la técnica Justificación de la elección de temas...

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1 ÍNDICE A modo de prólogo La Física como ciencia La Física y la técnica Justificación de la elección de temas Tema I: Campos escalares y vectoriales Introducción: magnitudes y unidades Campos escalares y vectoriales: representación Representación de campos escalares Representación de campos vectoriales Gradiente de un escalar Flujo de un vector. Divergencia Teorema de Gauss o de la divergencia Circulación de un vector. Rotacional Teorema de Stokes o del rotacional Operaciones de segundo orden Laplaciana de una función escalar Laplaciana de un vector Bibliografía Problemas de examen Tema II: Movimiento oscilatorio Introducción Oscilador lineal armónico Ecuación de movimiento Solución general Representación gráfica Energía de un oscilador Asociación de resortes Asociación en serie Asociación en paralelo Composición de movimientos oscilatorios Composición de movimientos que se propagan en igual dirección a. Movimientos con igual frecuencia y amplitud, y distinto desfase inicial... 61

2 5.1.b. Movimientos de igual frecuencia, y distinta amplitud y desfase inicial c. Movimientos de distinta frecuencia, igual amplitud y desfase inicial nulo Composición de movimientos que se propagan en direcciones perpendiculares a. Movimientos de igual frecuencia b. Movimientos de distinta frecuencia Movimiento oscilatorio amortiguado Amortiguamiento fuerte Amortiguamiento crítico Amortiguamiento débil Oscilaciones forzadas Resonancia Variación de la amplitud con la frecuencia Resonancia característica Variación del desfase inicial con la frecuencia Bibliografía Problemas de examen Tema III: Movimiento ondulatorio Introducción Movimiento ondulatorio de una serie de puntos Ecuación diferencial de una onda plana Composición de ondas de igual dirección Composición de ondas de igual frecuencia Interferencias Ondas estacionarias Bibliografía Problemas de examen Tema IV: Acústica Introducción Velocidad de las ondas transversales en una cuerda Velocidad de las ondas longitudinales En sólidos En fluidos Ondas estacionarias de presión Teoría de Bernouilli de los tubos sonoros

3 5.1. Tubos abiertos Tubos cerrados Intensidad y sonoridad Efecto Doppler Bibliografía Problemas de examen Tema V: Mecánica de fluidos Introducción Concepto de fluido Gasto Ecuación de continuidad Introducción a la dinámica de fluidos Ecuaciones de Euler Ecuación fundamental de la dinámica Potencial de fuerzas y velocidades Ecuación de Bernouilli Aplicaciones de la ecuación de Bernouilli Tubo de Venturi Tubo de Pitot Teorema de Torricelli Sifón Bibliografía Problemas de examen Tema VI: Conducción del calor Introducción y postulados Primer postulado Segundo postulado Tercer postulado Ecuación diferencial de la conducción del calor Conducción del calor a través de una pared plana Pared simple Pared compuesta Conducción a través de un tubo cilíndrico Tubo cilíndrico simple Tubo cilíndrico compuesto Bibliografía Problemas de examen

4 Tema VII: Termodinámica Introducción: trabajo y calor Trabajo Calor Primer principio de la termodinámica Segundo principio de la termodinámica Enunciado del segundo principio Máquina de Carnot Escala termodinámica o Kelvin de temperaturas Entropía Coeficientes termodinámicos Funciones de Gibbs y relaciones de Maxwell Energía interna Energía libre de Helmholtz Entalpía libre de Gibbs Entalpía o calor total Gases ideales Ecuación de estado Transformaciones en gases perfectos Transformación isocora Transformación isobara Transformación isoterma Transformación adiabática Ley de Mayer Entropía de un gas ideal Ciclo de Carnot de un gas ideal Bibliografía Problemas de examen Tema VIII: Teoría cinética de los gases Introducción: hipótesis fundamentales Interpretación cinética de la presión Interpretación cinética de la temperatura Principio de equipartición de la energía Bibliografía Problemas de examen Tema IX: Óptica Naturaleza de la luz

5 1.1. Teoría corpuscular Teoría ondulatoria Teoría de la onda material Velocidad de propagación de la luz Óptica geométrica Índice de refracción. Ángulo límite. Reflexión total Índice de refracción Ángulo límite. Reflexión total Principio de Fermat Bibliografía Problemas de examen Tema X: Sistemas ópticos centrados Introducción: definiciones Ecuaciones de transformación Focos: ecuaciones de Newton Aumento lateral: planos principales Distancias focales: ecuación canónica Aumento angular: puntos nodales y antinodales Criterio de signos Aumento angular Puntos nodales y antinodales Condición de estigmatismo Construcción de imágenes Punto situado fuera del eje Punto situado en el eje óptico Dioptrio esférico: construcción de Weierstrass Caso general Elementos cardinales Construcción de Weierstrass Elementos cardinales de una asociación de sistemas Determinación gráfica Determinación analítica Aplicación a una asociación de dioptrios esféricos Lentes esféricas: elementos cardinales Posición de los focos Distancias focales Planos principales Tipos de lentes

6 Tema XII: Corriente continua Introducción Intensidad y densidad de corriente Ley de Ohm Efecto Joule Fuerza electromotriz Asociación de resistencias Asociación en serie Asociación en paralelo Lemas de Kirchhoff Lema de los nudos Lema de las mallas Aplicación práctica Método de las corrientes cíclicas de Maxwell Aplicaciones de los lemas de Kirchhoff Amperímetro Voltímetro Puente de Wheatstone Asociación de pilas Asociación en serie Asociación en paralelo Bibliografía Problemas de examen Tema XIII: Campo magnético Introducción Campo magnético Fuerza magnética sobre un conductor Fuerza magnética sobre un circuito Campo magnético de la corriente continua: ley de Biot-Savart Campo creado por un conductor rectilíneo Campo creado por una espira circular Campo creado por un solenoide Fuerza entre conductores Ley circuital de Ampère Bibliografía Problemas de examen

7 12. Centro óptico Lentes delgadas Elementos cardinales Construcción de imágenes Bibliografía Problemas de examen Tema XI: Electrostática Introducción Ley de Coulomb Campo eléctrico Potencial electrostático Definición Ejemplo de cálculo del potencial para una distribución continua Teorema de Gauss Aplicaciones del teorema de Gauss Estructura del campo electrostático Campo y potencial de una esfera conductora Campo y potencial de una esfera aislante Campo y potencial de una distribución lineal de carga Campo y potencial de una distribución superficial plana de carga Campo y potencial entre dos láminas cargadas con cargas de signos contrarios Presion electrostática Energía electrostática Energía de un sistema de cargas puntuales Energía de una distribución continua de carga Energía de una esfera conductora Capacidad: condensadores Capacidad de un condensador esférico Capacidad de un condensador plano Capacidad de un condensador cilíndrico Asociación de condensadores Energía de un condensador Energía de un condensador plano Fuerza entre placas de un condensador plano Bibliografía Problemas de examen

8 Tema XIV: Inducción magnética Ley de inducción de Faraday F.e.m. Inducida por movimiento de conductores Conductor rectilíneo con velocidad lineal constante Espira rectangular con velocidad lineal constante Espira que gira con velocidad angular constante Autoinducción e inducción mutua Autoinducción Energía de un campo magnético Coeficiente de autoinducción de un cable coaxial Inducción mutua Coeficiente de inducción mutua de dos solenoides Bibliografía Problemas de examen Tema XV: Corriente alterna Introducción Circuito en serie RLC Caso general Circuito con resistencia óhmica pura Circuito con autoinducción pura Circuito con capacidad pura Empleo de notación compleja Triángulo de impedancias Asociación de impedancias Valores medios de una corriente alterna Valores eficaces de una corriente alterna Disipación de potencia en un circuito de corriente alterna Resonancia de un circuito serie RLC Curvas de reactancia Reactancia capacitativa Reactancia inductiva Reactancia Impedancia Bibliografía Problemas de examen