|
Objectius
|
Programa provisional
|
|
|
Aportar a l'alumne els coneixements físics necessaris per les assignatures de cursos superiors, pel tractament de fenòmens mecànics i tèrmics. Exemplificar la utilització de la matemàtica. Estimular i orientar la capacitat d'anàlisi de situacions, d'estudi de nous temes i de recerca d'informació. |
|
|
|
|
|
|
Contingut (Programa)
|
|
|
TEMA 1 INTRODUCCIÓ.
1.1 Unitats i dimensions. Magnitud física. Dimensió. Sistema Internacional d’unitats. Unitats fonamentals. Unitats derivades. Anàlisi dimensional.
1.2 Forces a la natura. Interaccions fonamentals i forces macroscòpiques. Forces gravitatòria i elèctrica. Camp. Forces de contacte. Tercera Llei de Newton.
TEMA 2 ESTÀTICA
2.1 Estàtica del cos rígid: Primera Llei de Newton. Equilibri estàtic. Equilibri de forces. Moment de força. Parell de forces. Equilibri estàtic d'un cos rígid. Centre de masses i de gravetat. Components normal i tangencial de les forces de contacte. Fregament. Bigues i estructures.
2.3 Estàtica de fluids: Densitat. Pressió. Equació fonamental de la hidrostàtica. Principi d'Arquímedes. Centre de pressions i equilibri en flotació. Fluids accelerats uniformement. Pressió atmosfèrica: experiència de Torricelli i equació hidrostàtica. Manòmetre. Tensió superficial. Llei de Laplace. Capil•laritat i llei de Jurin.
TEMA 3 DINÀMICA DE SISTEMES DE PARTÍCULES
3.1 Segona Llei de Newton. Força i acceleració. Moviment del centre de masses.
3.2 Moment lineal. Definició. Conservació del moment lineal en un sistema aïllat.
3.3 Treball i energia. Treball. Potència. Energia cinètica. Energia potencial i mecànica. Camp de forces conservatiu. Conservació de l'energia mecànica en un sistema aïllat.
3.4 Interaccions entre partícules. Xocs elàstics i inelàstics.
3.5 Moment angular. Conservació del moment angular o cinètic en un sistema aïllat.
TEMA 4 DINÀMICA DEL SÒLID RÍGID
4.1 Introducció. Sòlid rígid. Cinemàtica de la rotació.
4.2 Moment d’inèrcia. Definició. Teoremes de Steiner i dels eixos perpendiculars.
4.3 Dinàmica. Equació de la dinàmica de la rotació. Rodolament. Treball i energia. Energia cinètica.
4.4 Moment angular. Definició. Conservació del moment angular en un sistema aïllat. Xocs en rotació.
TEMA 5 SISTEMES MECÀNICS OSCIL.LANTS
5.1 Moviment oscil•latori harmònic. Moviment harmònic simple. Equació diferencial.
5.2 Oscil•ladors mecànics lliures. Massa i resort. Energia de l'oscil.lador. Pèndol matemàtic. Pèndol físic. Altres oscil.ladors mecànics.
5.3 Oscil.lacions esmorteïdes i forçades. Oscil•lació esmorteïda. Oscil.lació forçada. Ressonància.
TEMA 6 MECÀNICA DELS MEDIS CONTINUS
6.1 Introducció. Líquids i sòlids. Esforç i deformació.
6.2 Deformació en sòlids. Mòdul de Young. Elasticitat. Llei de Hooke. Cisellament. Compressibilitat.
6.3 Dinàmica de fluids Equació de continuitat. Equació constitutiva Viscossitat. Equacions de Navier-Stokes. Equació de Bernouilli. Efecte Venturi. Llei de Poiseuille. Llei de Stokes. Règim laminar i turbulent.
TEMA 7 ONES MECÀNIQUES
7.1 Equació d’ona. Fenomens oscil•latoris. Longitud d’ona. Ones transversals i longitudinals.V
7.2 Exemples. Ones en una corda. Ones sonores.
TEMA 8 CALORIMETRIA I TERMODINÀMICA
8.1 Teoria cinètica de gasos. Velocitat, moment lineal i energia cinètica. Pressió i temperatura
8.2 Termometria. Calor i temperatura. Equilibri tèrmic. Efectes dels canvis de temperatura. Dilatació tèrmica de sòlids i líquids. Gasos. Termòmetres i escales termomètriques.
8.3 Calorimetria. Transferència de calor. Conducció. Convecció. Radiació. Capacitat calorífica i calor específica. Calor latent.
8.4 Termodinàmica. Variables d’estat. Gas ideal i la seva equació d’estat. Treball fet pel gas ideal.
8.5 Primer Principi. Energia interna. Primer Principi de la Termodinàmica. Processos termodinàmics. Transformacions isòcores, isòbares i isotermes. Transformacions adiabàtiques. Corbes adiabàtiques.
8.6 Segon Principi. Cicles. Màquines i motors tèrmics. Cicle de Carnot. Màquina frigorífica. Segon Principi de la Termodinàmica. Entropia.
TEMA 9 EL CAMP ELÈCTRIC.
9.1 Llei de Coulomb. Introducció: càrrega elèctrica i principi de conservació. Força entre càrregues: llei de Coulomb. Principi de superposició. Camp elèctric: camp elèctric creat per una càrrega puntual, Camp elèctric creat per una distribució de càrregues puntuals. Camp elèctric. Distribucions contínues de càrrega. Línies de camp. Exemples. Energia potencial elèctrica i potencial elèctric. Potencial creat per una càrrega puntual. Potencial creat per una distribució finita de càrrega. Exemples del càlcul del potencial en distribucions infinites de càrrega.
9.2 Llei de Gauss. Flux de camp elèctric. Llei de Gauss. Aplicació de la llei de Gauss en el càlcul del camp elèctric en distribucions simètriques de càrrega.
TEMA 10 ESTRUCTURA ELÈCTRICA DE LA MATÈRIA
10.1 Naturalesa elèctrica de la matèria. L'àtom de Bohr. Electrons en sòlids. Bandes en els sòlids.
10.2 Aïllants. Materials dielèctrics. Densitat de càrrega lligada. Ruptura dielèctrica.
10.3 Electrons lliures en els sòlids. Propietats dels conductors en equilibri electrostàtic. Discontinuïtat del camp elèctric en les superfícies carregades. Efecte punxa i tempestes.
10.4 Semiconductors. Conducció elèctrica en els semiconductors. Dispositius semiconductors.
10.5 Superconductors.
TEMA 11 CAPACITAT I CONDENSADORS
Capacitat. Condensador de plaques paral•leles. Condensador cilíndric. Energia emmagatzemada en un condensador. Connexions de condensadors: sèrie i paral•lel. Capacitat paràsita. Condensador amb dielèctric.
TEMA 12 ELECTRODINÀMICA I CORRENT CONTINU.
12.1 Corrent elèctric i llei d’Ohm. Corrent elèctric. Densitat i intensitat de corrent. Llei d’Ohm. Treball i potència en un circuit elèctrics. Efecte Joule.
12.2 Circuits de corrent continu. Generadors de corrent continu. Força electromotriu. Generador de corrent continu no ideal. Combinació de resistències en sèrie i en paral•lel. Regles de Kirchhoff. Circuit RC: càrrega i descàrrega d’un condensador. Aparells de mesura.
TEMA 13 MAGNETISME.
13.1 Efectes del camp magnètic. El camp magnètic. Força magnètica i línies de camp magnètic. Efectes del camp magnètic sobre càrregues en moviment. Confinament magnètic. El selector de velocitats i l'espectròmetre de masses. El ciclotró. Efecte Hall. Acció sobre feixos electrònics. Força i moment magnètics sobre conductors: galvanòmetre.
13.2 Generació del camp magnètic. La llei de Biot-Savart. Camp magnètic creat pel fil rectilini. Força magnètica entre dos conductors paral•lels. Camp magnètic creat per una espira. Llei d’Ampère. Bobines rectes i toroïdals. Flux magnètic i llei de Gauss pel camp magnètic. Corrent de desplaçament. Llei d’Ampère-Maxwell.
13.3 Inducció magnètica. Inducció magnètica. Llei de Faraday. La llei de Lenz. Corrents de Foucault. Autoinducció. Inducció mútua.
13.4 Magnetisme en la matèria. Els moments magnètics dels àtoms. Magnetització i susceptibilitat magnètica. Paramagnetisme, ferromagnetisme i diamagnetisme.
TEMA 14 FENÒMENS TRANSITORIS EN CIRCUITS ELÈCTRICS.
Circuit RC. Circuit RL. Energia magnètica. Circuits LC i RLC.
TEMA 15 CORRENT ALTERN.
15.1 Corrent altern. Corrent altern. Comportament de resistències: potència dissipada i valors eficaços. Comportament d'inductàncies: reactància inductiva i desfasament. Comportament de condensadors: reactància capacitiva i desfasament. Potència.
15.2 Circuits de corrent altern. Notació complexa. Circuit RL sèrie : bobina real. Circuit RC sèrie: filtre pas baix. Circuit RLC sèrie: ressonància. Circuits en paral•lel, admitàncies. El transformador.
TEMA 16 ONES ELECTROMAGNÈTIQUES I ÒPTICA.
16.1 Ones electromagnètiques. Les equacions de Maxwell. Moviment ondulatori. Ona electromagnètica. Intensitat d'ona. Energia i quantitat de moviment. Espectre electromagnètic.
16.2 Òptica. Front d'ona i raig de llum. Principi de Huygens. Principi de Fermat. Reflexió. Refracció.
16.3 Polarització. Polarització. Polaroides. Llei de Malus. Dispersió.
16.4 Òptica Ondulatoria. Llum monocromàtica. Coherència. Interferències. Difracció.
|
|
|
|
|
Bibliografia
|
|
|
- Física. Vol. II . P.A. Tipler. Ed. Reverté.
- Física Clásica y Moderna. W. E. Gettys, F.J. Keller i M.J. Skove. Ed. Mc Graw-Hill.
- Física Universitaria F.W. Sears, M.W. Zemansky, H.D. Young, R.A. Freedman. Ed. Addison Wesley Longman
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Informació addicional
|
|
|
Pràctiques de laboratori:
1. Estructures
2. Moments d’inèrcia.
3. Oscil•lacions mecàniques esmorteïdes i forçades
4. Dinàmica de fluïds.
5. Transferència de calor
6. Termodinàmica
|
|
|
|
|
|
La bibliografia a la biblioteca