Física Universitaria 2: Ondas y Oscilaciones

Description

El estudio de las leyes fundamentales de la Física ha sido dividido convencionalmente en las siguientes disciplinas: Mecánica, donde es estudiado el movimiento de los cuerpos a través de la introducción del concepto de partícula puntual y las leyes de Newton aplicadas a dichas partículas, introduciendo finalmente el concepto de campo gravitacional; Electromagnetismo, donde son estudiadas las interacciones electrostática y magnetostática, introduciendo los conceptos de potenciales y campos (de forma equivalente al campo gravitacional) y posteriormente la interacción electromagnética; Oscilaciones y Ondas, donde cabe estudiar los fenómenos ondulatorios, basándose en los conceptos de campo y potencial introducidos anteriormente. A diferencia de la descripción mecánica de los fenómenos Físicos, donde se involucra el movimiento macroscópico de partículas, en los fenómenos ondulatorios es importante comprender el transporte de energía y momento sin transporte de masa. El estudio de las oscilaciones mecánicas (con su analogía eléctrica) y la forma como estas oscilaciones generan las ondas elásticas (ondas en medios continuos: ondas en una cuerda, ondas sonoras, ondas sísmicas) es la forma más natural de iniciar el estudio de fenómenos ondulatorios. Posteriormente son estudiadas las ondas electromagnéticas, las cuales no necesitan de un medio material para propagarse (ondas de radio, ondas de TV, microondas, luz), pero cuya generación puede ser entendida a nivel microscópico por oscilaciones más complejas que las oscilaciones electromecánicas (como moléculas dipolares rotantes, dipolos eléctricos y magnéticos oscilantes, o partículas cargadas aceleradas). Este curso hace parte de la formación básica de estudiantes de ciencia e ingeniería, donde son estudiados y aplicados los fenómenos oscilatorios y ondulatorios, como en ingeniería ambiental donde los fenómenos de contaminación auditiva son comunes, ingeniería eléctrica, electrónica, mecatrónica y telecomunicaciones, donde el estudio de la generación y propagación de señales en fundamental, en Geología donde cada vez es más necesario estudiar la sub-superficie con técnicas no invasivas como el radar o las ondas sísmicas y en general en otras áreas donde las vibraciones, oscilaciones y ondas sean de interés.

What You Will Learn!

• Cinemática de la rotación: velocidad angular y aceleración angular
• Energía cinética de rotación
• Cálculo del momento de inercia
• La segunda ley de Newton en la rotación
• Aplicación de la segunda ley de Newton en la rotación
• Objetos rodantes
• Naturaleza vectorial de la rotación
• Momento angular
• Conservación del momento angular
• Leyes de Kepler
• Ley de la gravitación de Newton
• Equilibrio estático y elasticidad
• Fluidos
• Presión en un fluido
• Flotación y principio de Arquímedes
• Fluidos en movimiento
• Oscilaciones
• Movimiento armónico simple
• Energía del movimiento armónico simple
• Algunos sistemas oscilantes
• Oscilaciones amortiguadas
• Oscilaciones forzadas y resonancia
• Movimiento ondulatorio
• Superposición de ondas estacionarias

Who Should Attend!

• Estudiantes universitarios de ciencias: Un curso de calor y ondas puede formar parte del plan de estudios de programas universitarios de física, ingeniería, ciencias naturales o disciplinas relacionadas. Está dirigido a estudiantes que deseen adquirir conocimientos avanzados sobre los principios y fenómenos relacionados con el calor y las ondas.
• Estudiantes de nivel secundario o bachillerato: En algunos países, los cursos de física de nivel secundario pueden abordar los conceptos básicos de calor y ondas. Estos cursos están destinados a estudiantes de bachillerato que están explorando las ciencias naturales como parte de su educación básica.
• Estudiantes de programas técnicos o de formación profesional: Algunos programas técnicos o de formación profesional relacionados con la tecnología, la electrónica, la acústica o campos similares pueden incluir un curso de calor y ondas. Estos cursos se dirigen a estudiantes que buscan aplicar los conceptos de calor y ondas en áreas específicas de su formación.
• Estudiantes de física aplicada: Los cursos de calor y ondas pueden ser relevantes para aquellos estudiantes que se especializan en física aplicada. Estos programas pueden estar orientados a aplicaciones prácticas de la física en campos como la ingeniería, la medicina, la geofísica, la meteorología, entre otros.
• Profesionales de ciencias e ingeniería: Los cursos de educación continua o capacitación en calor y ondas pueden dirigirse a profesionales que buscan ampliar sus conocimientos en áreas específicas relacionadas con el calor y las ondas. Estos profesionales pueden trabajar en campos como la ingeniería, la acústica, la termodinámica, la ciencia de materiales o la física experimental.
• Estudiantes de posgrado: Los cursos de calor y ondas también pueden formar parte de programas de posgrado, como maestrías o doctorados, en campos como la física, la ingeniería o la ciencia de materiales. Estos cursos están destinados a estudiantes que desean profundizar en los aspectos teóricos y aplicados del calor y las ondas en el contexto de la investigación académica o la industria.
• Interesados en la divulgación científica: Algunas instituciones ofrecen cursos de calor y ondas dirigidos a aquellos que tienen un interés general en la física y desean comprender mejor los principios fundamentales del calor y las ondas sin necesariamente tener una formación académica formal en el campo. Estos cursos pueden tener un enfoque más accesible y orientado a la divulgación científica.

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