Física (plan 2002) 2021-2

Tercer Semestre, Fenómenos Colectivos

Fenómenos Colectivos

Tercer Semestre, Grupo 8137

12 créditos. 6 horas semanales.

AVISO:

El día 1 de marzo de 2021 a la hora de clase (14:00-16:00 hrs) tendremos una reunión en un meet de classroom para definir algunos términos de la clase y aclarar dudas (meet.google.com/erx-gnxd-vnv). Si están interesados en el curso por favor escribanme a vosjhod@gmail.com o franciscojreyes1985@ciencias.unam.mx para darles acceso a la sala, por favor, en cada correo que envíen pongan como asunto fenomenos_colectivos_2021-2. El código de la clase es https://classroom.google.com/c/Mjc0Mjg1NjAzNjMz?cjc=p2c74z2

Introducción:

La asignatura de Fenómenos Colectivos tiene como objetivo introducir al estudiante al análisis de los sistemas macroscópicos y los fenómenos que son resultado de sus interacciones térmicas y mecánicas. Es un curso de carácter introductorio y formativo, orientado principalmente a los temas de Elasticidad, Hidrostática, Hidrodinámica, Termodinámica y Teoría de las Oscilaciones de sistemas macroscópicos.

Formato de la clase:

El formato que estamos usando para esta clase y ha funcionado bastante bien, tanto para los estudiantes como para el ayudante y para mi, ha sido usar google classroom, una vez que se inscriban yo les doy los permisos para usar la sesión de este semestre 2021-1, así como el material y los horarios de clase. Las clases se graban para que aquellos que no tienen acceso a internet en todo momento puedan consultarlas cuando puedan.

Temario:

1. Introducción 6 hrs.

• 1.1. Cuerpos deformables.
• 1.2. Estados de agregación de la materia.
• 1.3. Métodos de descripción de sistemas macroscópicos.
• 1.4. Propiedades de las fronteras que limitan a los sistemas macroscópicos.
• 1.5. Variables macroscópicas, su medición y su clasificación.
• 1.6. Concepto de estado de equilibrio de un sistema macroscópico.

2. Estática en sistemas macroscópicos 12 hrs.

• 2.1. Deformaciones.
• 2.2. Principio de Pascal.
• 2.3. Principio de Arquímedes.
• 2.4. Fenómenos interfaciales.
• 2.5. Fluidos en movimiento.

3. Equilibrio termodinámico de sistemas compuestos 12 hrs.

• 3.1. Ecuación de estado térmica.
• 3.2. Concepto de temperatura.
• 3.3. Funciones de respuesta “mecánica”, (coeficientes de dilatación, módulos elásticos, susceptibilidades, etc.).
• 3.4. Termómetros.

4. Cambios de un estado de equilibrio a otro (Procesos) 14 hrs.

• 4.1. Concepto de trabajo.
• 4.2. Concepto de calor.
• 4.3. Concepto de energía interna.
• 4.4. Primera Ley de la termodinámica.
• 4.5. Funciones de respuesta térmica (calores específicos).

5. Cambios “naturales” de un estado de equilibrio a otro 14 hrs.

• 5.1. Segunda Ley de la termodinámica.
• 5.2. Escala absoluta de temperatura.
• 5.3. Conceptos de reversibilidad e irreversibilidad.
• 5.4. Concepto de entropía.

6. Oscilaciones en sistemas macroscópicos 12 hrs.

• 6.1. Ecuación de onda.
• 6.2. Características de una onda.
• 6.3. Fenómenos ondulatorios.
• 6.4. Interacción onda – sistema.

Evaluación:

La evaluación ha tenido que sufrir algunos cambios debidos al actual estado de las condiciones de salud y movilidad. Si bien se seguirán aplicando exámenes, que están diseñados para que el alumno los pueda resolver desde casa, también se le asignará un peso al trabajo que el alumno desarrolle "por su cuenta" (tareas, investigaciones, presentaciones, etc.). El curso ha evolucionado de tal manera que se fomenta que el alumno desarrolle habilidades que lo ayuden a ser autodidacta, lo que no significa que el curso abandona al estudiante a su suerte.

• Exámenes: 40%
• Tareas: 40%
• Presentaciones: 20%

Se espera realizar alrededor de 4 exámenes a lo largo del semestre.

Bibliografía sugerida:

• Batchelor, G. K., An introduction to fluid dynamics, Cambridge university press, USA (2002).
• García-Colín, S. L., Introducción a la termodinámica clásica, Editorial Trillas, México (2002).
• Crawford, F. S., Berkeley Physics Course Vol. 3 Ondas, Editorial Reverte, U.K. (1974).
• Reif, F, Sevenich, R. A., Statistical Physics: Berkeley Physics Course, Vol. 5, Editorial Reverte, U.K. (1993)