Programa de Física para el ingreso a Ingeniería y Arquitectura

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.

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.

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.

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.

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.