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MS c. María Dolores Zubero Puerta
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                                                                  Curso 20010-2011

                                                                     

 

Unidad 1  “Fuerzas en la naturaleza: profundización y ampliación”

 

Semana 1

Tema: Introducción al curso. Ideas fundamentales de la mecánica newtoniana

Se exponen las limitaciones de los estudios realizados en Física, las preguntas generales que guiarán el estudio de la asignatura en el grado, la importancia de las leyes de la mecánica formuladas por Newton para el desarrollo de la civilización y la validez de estas para determinar las características del movimiento de un cuerpo ante cualquier tipo de fuerza, no nuclear, a velocidades menores que la de la luz.

 

Semana 2

Tema: Interacciones en la naturaleza

Se resumen las características más generales de las interacciones fundamentales en la naturaleza y la importancia de estas en la explicación del movimiento de los cuerpos en el universo tanto en el macromundo, el megamundo y el micromundo.

 

Semana 3

Tema: Interacciones gravitatorias

Se expone la importancia de conocer, para las diferentes fuerzas que actúan sobre un cuerpo, las leyes que rigen el comportamiento de estas y se  establece la ley de la fuerza en función de la posición, el tiempo o la velocidad a partir de la segunda ley de Newton, aplicándola al caso particular de las interacciones gravitatorias que rigen el movimiento de planetas, satélites, ingenios espaciales y proyectiles, entre otros.

 

Semana 4

Tema: Interacciones electromagnéticas. Movimiento de partículas en campos eléctricos y magnéticos

Se analiza la interacción entre dos partículas cargadas y la determinación   de la fuerza resultante que actúa sobre una partícula electrizada sometida a la acción de otras dos para el caso en el que las fuerzas sean colineales o perpendiculares entre si.

Se analiza cómo determinar  la fuerza magnética y la fuerza de Lorentz para el caso en que la dirección de la velocidad de la partícula y del vector inducción magnética sean perpendiculares entre sí, al moverse la partícula en una región donde existe un campo electromagnético.

 

Semana 5

Tema: Interacciones fuertes y débiles. Aplicaciones de las interacciones al movimiento de los cuerpos.

Se exponen las características fundamentales de las fuerzas nucleares y débiles, el modelo nuclear y la importancia de estas interacciones en la explicación de los fenómenos del micromundo. Se aplican las interacciones estudiadas al caso del movimiento de cuerpos en determinados sistemas del universo.

 

Unidad 2 “Leyes de conservación de la cantidad de movimiento lineal y la energía: profundización y ampliación”

 

Semana 6

Tema: Formas básicas de energía. Vías para trasmitir la energía

Se profundiza y sistematiza en las formas básicas de energía así como en las vías para transmitirla, se ejemplifican las aplicaciones en diversos sistemas del universo. Se resuelven problemas relacionados con las formas de la energía para el caso de sistemas del micromundo.

 

Semana 7

Tema: ¿Cómo se transmite y transforma la energía y en qué sentido? Eficiencia y la segunda ley de la termodinámica

Se profundiza en el trabajo y calor como vías para transmitir energía de un cuerpo a otro, así como en la eficiencia de los procesos y sistemas.  Se examina a través de ejemplos la importancia del cumplimiento de las leyes de conservación para la indicación de cuáles procesos en la naturaleza no son posibles y se interpreta físicamente el segundo principio de la termodinámica.

 

Semana 8

Tema: Ejemplos de aplicación de las leyes de conservación de la cantidad de movimiento lineal y de la energía mecánica

Se profundiza en el método de trabajo con las leyes de conservación al aplicarlas al caso de la interacción en diferentes sistemas.

 

Semana 9

Tema: Cantidad de movimiento lineal. Colisiones

Se profundiza en la aplicación de la ley de conservación de la cantidad de movimiento lineal para el caso de las colisiones elásticas y plásticas entre partículas,  choques bidimensionales y de explosiones y fragmentación de partículas.

 

 

Unidad 3 “El movimiento de los cuerpos que rotan. Ley de conservación de la cantidad de movimiento angular”

 

Semana 10

Tema: El movimiento de los cuerpos que rotan. Ecuación fundamental de la dinámica de la rotación

Se argumenta la importancia del estudio del movimiento de los cuerpos que rotan.

Se resumen las características fundamentales del movimiento de rotación de los cuerpos estableciendo una analogía entre las magnitudes y leyes que caracterizan a este movimiento y al movimiento de traslación de los cuerpos, particularmente en la ecuación fundamental de la dinámica de la rotación.

 

Semana 11

Tema: Ley de conservación de la cantidad de movimiento angular.

Se ejemplifica el método de trabajo con la ley de conservación de la cantidad de movimiento angular para el caso de la rotación de un cuerpo rígido.

 

Unidad 4”Teoría cinético molecular”

 

Semana 12

Tema: El modelo de gas ideal

Se resumen las características del modelo de gas ideal, la importancia de este para el conocimiento de la estructura de la sustancia y se interpreta la ecuación fundamental de la teoría cinético-molecular  así como la aplicación del modelo para explicar la relación entre la energía cinética promedio de las partículas y la temperatura.

 

Semana 13

Tema: Leyes de los gases.

Se obtienen las ecuaciones de las leyes de los gases a partir de la ecuación de estado del gas ideal aplicada a los procesos isobáricos, isotérmicos e isovolumétricos.

 

Semana 14

Tema: Aplicaciones de la TCM del gas ideal

Se aplican las leyes estudiadas del modelo de gas ideal a diferentes procesos. Se resuelven  problemas cualitativos y cuantitativos relacionados con la ecuación de estado de los gases ideales; las leyes de los gases y el primer principio de la termodinámica combinando con la  interpretación  y construcción de gráficas de los procesos termodinámicos en diferentes planos.

 

Unidad 5 “Temas seleccionados”

 

Semana 15

Tema: Resumen del Curso I

Se proponen algunos problemas para aplicar lo estudiado en los cursos de Física en el Preuniversitario acerca de los métodos de la fuerza y las leyes de conservación. El profesor puede proponer otros de tarea extraclase similares a los propuestos.

 

Semana 16

Tema: Resumen del Curso II

Se proponen algunos problemas para aplicar lo estudiado en los cursos de Física en el Preuniversitario acerca de los métodos de la fuerza y las leyes de conservación. El profesor puede proponer otros de tarea extraclase similares a los propuestos.

 

 

 

Semana 17

Receso Docente

 

Semana 18

Tema: La Física y los ciclones tropicales

Se describen las características y se exponen  las causas del origen y movimiento de los ciclones tropicales así como la importancia de este conocimiento para toda la ciudadanía en nuestro país.

 

Semana 19

 

Tema: El conocimiento físico de lo irregular y lo desordenado: Caos y fractales

Se explican cualitativamente las aplicaciones de las ideas de fractal y caos para la descripción y explicación del mundo físico.

 

Semana 20

 

Tema: La Física y los nuevos materiales

Se define lo qué son los nuevos materiales, las características de los diferentes materiales que se utilizan ampliamente hoy día y se exponen las principales aplicaciones de estos para la ciencia, la tecnología y la vida en general, así como la tendencia en la ciencia y tecnología de materiales en el mundo y su desarrollo en nuestro país.

 

Semana 21

Tema: El problema energético en el centro de los problemas globales de la humanidad

Se exponen algunos de los principales problemas globales que enfrenta la humanidad, su relación con la energía, cómo los científicos en general y los físicos en particular enfrentan la situación energética, finalmente se aborda cómo enfrenta nuestro país la  situación energética y medioambiental.

 

Unidad 6 “Introducción a la Teoría de la Relatividad de Einstein”

 

Semana 22

 

Tema: Teoría Especial de la Relatividad

Se argumenta el hecho experimental de la existencia de un límite superior para la velocidad de los cuerpos y que el valor de la velocidad de la luz no depende del sistema de referencia elegido, se interpretan los postulados fundamentales de la Teoría Especial de la Relatividad y se analizan  algunas de sus consecuencias cinemáticas: la relatividad de los intervalos espaciales y temporales.

 

 

Semana 23

Tema: Consecuencias de la TER

Se analizan algunas otras consecuencias de la TER, particularmente la relación entre la masa y la energía.

 

Unidad 7 “Cosmología y Física de las Partículas Elementales”

 

Semana 24

Tema: Sistemas acelerados y la Teoría General de la Relatividad: principales consecuencias

Se analiza cómo se describe desde un sistema de referencia acelerado el movimiento de los cuerpos.

A través de imágenes se explica el principio de la equivalencia entre los sistemas acelerados y el campo gravitatorio, se interpreta la gravitación desde el punto de vista de la TGR y de la teoría newtoniana, así como se describen algunas de las principales comprobaciones experimentales de esta teoría.

 

Semana 25

Tema: Estructura del universo. Principales objetos cósmicos

Se exponen a través de imágenes las principales teorías físicas sobre el origen y estructura del universo, se describen las propiedades de los principales objetos y/o grupos de objetos cósmicos y se explica cualitativamente la evolución de las estrellas.

 

Semana 26

Tema: Modelo Estándar. Más allá de este modelo

Se describen las características de las partículas elementales, sus clasificaciones y las familias de estas. Además se describen las limitaciones de este modelo y las teorías sobre cómo superarlas.

 

Semana 27

Tema: Unificación de las interacciones

Se exponen en la clase a través de materiales fílmicos algunas de las principales teoría unificadoras en la ciencia física: la teoría de la gravitación de Newton, la teoría electromagnética de Maxwell y la teoría de las cuerdas como una de las candidatas a la teoría del todo.

 

Semana 28

Tema: Evolución y destino del universo

Se describen y analizan críticamente los modelos sobre la evolución del Universo de Einstein, Friedmann y del Big Bang.