Programa de Física 03 UBA online

a) Bases Matemáticas I: 1) Operaciones y potencias: operaciones básicas con números enteros y fraccionarios. Potencias de igual base, exponente negativo y fraccionario. Radicación. Propiedades. Cuadrado de un binomio y diferencia de cuadrados. Separación en términos. 2) Ecuaciones: despejar la incógnita. Reglas del traspaso de términos. 3) Función lineal: funciones, generalidades. La función lineal, pendiente y ordenada al origen. Ceros y ángulo de inclinación. Simulador: Rectas, gráficas y fórmulas. 4) Función cuadrática, la parábola, sus elementos: vértice, ceros o raíces, ordenada al origen y eje de simetría. Problemas con funciones cuadráticas.

b) Bases Matemáticas II: 5) Sistemas de ecuaciones lineales, método gráfico y métodos analíticos: sustitución, igualación, reducción por sumas y restas, y determinantes. 6) Geometría: ángulos, tipos, opuestos por el vértice, complementarios, suplementarios, entre paralelas, etc. Triángulos: clasificaciones según sus lados y sus ángulos. Suma de ángulos interiores. El triángulo isósceles. Teorema de Pitágoras. Simulador: Teorema de Pitágoras. Tabla de perímetros y superficies de figuras planas. Tabla de superficies y volúmenes de cuerpos comunes. 7) Trigonometría, sistemas de medición de ángulos: sexagesimal, radial y centesimal, equivalencias. Funciones trigonométricas básicas. Resolución de triángulos rectángulos. Representación gráfica de las funciones seno y coseno. 8) Polinomios: definiciones. Casos de factoreo: factor común, trinomio cuadrado perfecto, cuatrinomio cubo perfecto y diferencia de cuadrados. 9) Logaritmos: definición y cálculo. Propiedades de los logaritmos. La escala logarítmica del pH.

La ciencia, definiciones. Las ciencias naturales. Ramas de la física. Magnitud, definiciones. Magnitudes escalares y vectoriales. Unidades fundamentales y derivadas en el sistema internacional (SI), el CGS y el técnico español. Magnitudes adimensionales, complementarias y toleradas. Sistema técnico inglés. Patrones de medida; masa y cantidad de materia: diferencias. Prefijos de las unidades: básicos, los más usados y lista completa de prefijos. Dimensión, análisis dimensional. Consistencia dimensional. Conversión de unidades mediante factores de conversión, equivalencias de unidades.

Notación científica, uso de la calculadora. Registros de memoria. Vectores: definición, elementos y dimensión de un vector. Vector en el plano: formas polar y rectangular. Pasajes entre formas con uso de fórmulas y con calculadora. Verificación gráfica. Operaciones: suma de vectores en forma gráfica con el método del paralelogramo. Forma canónica de un vector: versores. Suma en forma analítica con los vectores unitarios. Simulador: Álgebra de vectores. Multiplicación de un vector por un escalar en forma gráfica y con versores. Resta de vectores. El vector en el espacio, Pitágoras en tres dimensiones. Productos entre vectores: producto escalar, definición y forma práctica de cálculo en dos y en tres dimensiones. Ángulo entre vectores. Producto vectorial: definición y forma práctica de cálculo, su significado gráfico.

Estática: definición, fuerzas de contacto y de acción a distancia. Resultante de fuerzas colineales y de fuerzas coplanares concurrentes. Método de la poligonal y por descomposición rectangular. Momento de una fuerza con respecto a un punto: definición vectorial, unidades y fórmulas de cálculo. Carácter vectorial del momento, convención de signos. Resultante de fuerzas paralelas de igual sentido y de distinto sentido, construcción gráfica y ubicación usando momentos. Cupla o par de fuerzas. Condiciones de equilibrio: de la traslación y de la rotación. Equilibrante de un sistema. Cuerpo suspendido por cuerdas: por sistema de ecuaciones y por teorema de Lamy. Resultante de un sistema de fuerzas no concurrentes aplicado a un cuerpo extenso. Cuerpo extenso en equilibrio por acción de un sistema de fuerzas no concurrentes. Barra articulada a la pared y cuerda: Simulador. Los cuatro problemas básicos de la estática. Máquinas simples: plano inclinado; palanca de primera especie, segunda y tercera especie; poleas: fija, móvil y aparejos. Centro de gravedad. Tipos de equilibrio de cuerpos apoyados y suspendidos: equilibrio estable, inestable e indiferente.

Fluidos: líquidos y gases. Presión: definición, unidades y equivalencias. Densidad y peso específico: relación entre ambas. Densidad y peso específico relativos. Tablas de densidades de sólidos y líquidos. Presión hidrostática: su cálculo. Teorema fundamental de la hidrostática. Vasos comunicantes. Presión atmosférica, barómetro de Torricelli, múltiples unidades. Presión absoluta y manométrica. Manómetros. Tubo en U con dos líquidos no miscibles: medición de densidad relativa. Principio de Pascal. Prensa hidráulica, factor de multiplicación, las tres fórmulas: iguales presiones, volúmenes y trabajos. La prensa real. Flotabilidad: Principio de Arquímedes, empuje de cuerpos sumergidos, descripción intuitiva y formulación matemática. Empujes en cuerpos totalmente sumergidos. Equilibrio del cuerpo que flota. Submarinos.

a) Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU): Definiciones: posición, desplazamiento y trayectoria. Movimientos en distintas dimensiones, los más comunes que se estudian. Movimiento de rígido ideal: traslación, rotación, roto-traslación. Velocidad y rapidez medias e instantáneas. MRU: ecuación horaria, gráficas del MRU. Sentido y signo de la velocidad. Área bajo V = f(t). Problemas de encuentro de móviles con MRU. Simulador: Encuentro de móviles con MRU. Dos MRU sucesivos: velocidad media con tramos que duran igual tiempo o que tienen igual distancia recorrida. Otras posibilidades con el simulador interactivo del tema.

b) Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV): Movimientos variados, definiciones: aceleración media e instantánea. Gráficas del MRUV. Deducciones de las ecuaciones horarias del MRUV: velocidad y desplazamiento en función del tiempo. Análisis de los arcos parabólicos X = f(t). Movimientos acelerados y retardados: sentidos de los vectores velocidad y aceleración. La tercera fórmula: velocidades y desplazamiento. Encuentro de móviles con MRU y MRUV: ejemplo completo. Caída libre y tiro vertical: ejemplos completos, simetría del tiro vertical. Simulador: Caída libre y tiro vertical.

c) Movimientos Compuestos: Dos MRU colineales: velocidad compuesta en un canal a favor y en contra de la corriente. Dos MRU coplanares: barco que cruza un río transversalmente o no. Composición de velocidades en el plano, uso de puntos cardinales. Tiro horizontal: composición de MRU con caída libre. Ecuaciones paramétricas en función del tiempo y ecuación de la trayectoria. Tiro oblicuo: composición de MRU con tiro vertical. Ecuaciones paramétricas y de la trayectoria. Variación del alcance horizontal con el ángulo de disparo. Velocidad relativa de un móvil con respecto a otro en movimientos colineales y coplanares.

d) Movimientos Circulares: Definiciones: posición y desplazamiento angulares. Movimiento circular uniforme (MCU): periodo, frecuencia y velocidad angular, relación matemática entre ellas. Velocidad tangencial. Relación entre magnitudes lineales y angulares. Velocidades en un disco con MCU. Aceleración centrípeta: deducción de las fórmulas. Ecuación horaria del MCU. Carácter vectorial de las magnitudes angulares. Movimientos circulares variados, aceleración angular media e instantánea. Movimiento circular uniformemente variado (MCUV), comparación entre magnitudes lineales y angulares y de fórmulas entre el MRUV y el MCUV. La aceleración tangencial en el MCUV y su relación con la aceleración angular. La aceleración lineal componiendo la aceleración tangencial con la centrípeta. Simulador: Movimiento circular uniformemente variado. Carácter vectorial de las magnitudes angulares en el MCUV.

e) Movimiento Armónico Simple (MAS): Definiciones: elongación, amplitud, periodo y frecuencia. El MAS como proyección del MCU sobre un eje coordenado. Fórmulas de la elongación, velocidad y aceleración en función del tiempo por proyección del MCU sobre el eje y. Gráficas sinusoidales: las cuatro fases del movimiento. Simulador: Movimiento armónico simple. Relación entre la elongación y la aceleración recuperadora. Fórmulas por proyección sobre el eje x. Péndulo simple: pulsación ω, periodo y frecuencia. Leyes del isocronismo del péndulo: de la masa pendular, de la amplitud de la oscilación, y relaciones de los periodos con las longitudes y las aceleraciones de la gravedad. Sistema masa-resorte. La pulsación natural del sistema en función de la constante k del resorte y la masa del cuerpo.

Leyes de Newton: principio de inercia, principio de masa, peso de un cuerpo. Ley de gravitación universal. Diferencias entre peso y masa. Aceleración de la gravedad, su variación con la latitud y con la altitud. Equivalencia de unidades. Simulador: Dinámica, segunda ley de Newton. Principio de acción y reacción. Ejemplo del tren. Peso aparente en elevadores. Sistemas de partículas o cuerpos con poleas y planos inclinados sin rozamiento.

Trabajo mecánico: definición, unidades y equivalencias. Importancia del signo del trabajo mecánico: distintas posibilidades. Energías: cinética, potencial gravitatoria y potencial elástica; demostración de las fórmulas de cálculo. Energía mecánica total. Teoremas del trabajo y la energía: de las fuerzas vivas; de las fuerzas no conservativas y la energía mecánica; y del peso y la energía potencial gravitatoria. Principio de conservación de la energía mecánica. El trabajo del peso es independiente del camino recorrido. Potencia mecánica: definición, unidades y equivalencias. Fórmula alternativa: fuerza por velocidad. Potencia media e instantánea, en MRU y MRUV. El kW-h. Rozamiento, sus tipos: por deslizamiento, rodadura y roce viscoso. Coeficiente de rozamiento estático y dinámico. Tabla de valores típicos. Problemas de sistemas de partículas con rozamiento.