Física 21

Noti_física21_sección_03, Editor: W. Barreto

Primera clase. Lunes 20.10.08. El curso se inició el Lunes 20.10.08 con una presentación general del primer tema: Termodinámica. Para la evaluación del curso, texto a seguir, comentarios y recomendaciones ver la cartilla.

Recomiendo la lectura de Cargo Cult Science por Richard Feynman.

La física puede ser vista como un conjunto de reglas (incompletas hasta ahora) que nos permiten entender el juego de las interacciones en la naturaleza; suele ser sencilla y bella.
Ninguno de nosotros es más inteligente que todos juntos.
Carpe Diem.
If you can't solve a problem, then there is an easier problem you can solve: find it.
Miércoles 22.10.08. No fue posible realizar la segunda clase del curso. Ratifico, ahora por escrito, que acepto el reto de dictar un curso con tanta predisposición y espero que los estudiantes acepten de igual forma el reto de aprender a pescar buenas calificaciones, pero sobre todo de aprender física 21. Pido confianza en sí mismos y confianza en el profesor. Tendremos que trabajar mucho, como siempre, podría ser también divertido. Tengan confianza.
Dame un pez y cenaré esta noche, enséñame a pescar y cenaré siempre.
Proverbio chino.

Segunda Clase. Viernes 24.10.08. Introducción al curso. Repaso de física 11. Los estudiantes interesados pueden revisar el siguiente contenido de física 11. Variables termodinámicas; estrategias de la termodinámica. Próxima clase. Ley cero de la Termodinámica. Definición de Temperatura. Escalas de temperatura; termómetro de gas a volumen constante.
¿y para qué leer un periódico de ayer? El Nacional 03/06/06,El Nacional 11/11/07
¿quieres ver y escuchar unas excelentes clases de física general por el profesor Walter Lewin? Son verdaderamente espectaculares. Para comenzar, recomiendo ver la clase sobre calor y expansión térmica . Es posible "asistir" a esta clase con subtítulos (pincha en la esquina inferior derecha para activar los subtítulos del video en el formato youtube). Pueden también acceder a la transcripción de la clase. Recomiendo revisar con calma todas las clases de Walter Lewin, quien está muy cerca de ser el profesor ideal. Pero nadie ni nada es perfecto. Estas clases forman parte de los cursos regulares de física general en el Massachusetts Institute of Technology, en Boston, Estados Unidos de Norteamérica. Cuánto me gustaría subtitular estas clases en castellano, o traducir la transcripción, al menos. Mejor, sería producir videos de la calidad, excelencia y creatividad mostrada por el Prof. Lewin, disponibles sin costo alguno para cualquier persona. Para las clases análogas a Física 11 ver aquí, para física 21 acá. Para un resumen en video sobre las locuras de Lewin miren esto.
Tercera clase. 27.10.08. Temperatura y equilibrio térmico. Ley cero de la Termodinámica. Escalas de temperatura; termómetro de gas a volumen constante. Escala de temperatura para un gas ideal. Próxima clase: Expansión térmica. Propiedades macroscópicas de un gas. Ecuación de estado para un gas ideal. Modelo de gas ideal.
Cuarta clase. 29.10.08. Expansión térmica. Propiedades macroscópicas de un gas. Ecuación de estado para un gas ideal (versión molecular y versión molar). Constante de Boltzmann. Número de Avogadro. Constante universal de los gases. Próxima clase: divertimentos matemáticos; solución de algunos problemas; proyección de algunas clases de Lewin (selección de partes).
Quinta clase. 31.10.08. Solución del problema 5 del primer problemario. Desarrollo de Taylor. Breve historia del número Pi. Movimiento armónico simple: caso del resorte. Energía potencial elástica. Frecuencia de oscilación. Explicación microscópica de la dilatación térmica. Proyección parcial de la clase calor y expansión térmica por Walter Lewin. Próxima clase: Modelo de gas ideal; cálculo microscópico de la presión y de la temperatura. Distribución de Maxwell.
Sexta clase. 03.11.08. Clase especial sobre Movimiento Armónico Simple y su relación con el Movimiento Circular Uniforme. Modelo de gas ideal; cálculo de la Presión para un gas ideal. Velocidad rms (root mean square). Próxima Clase: Interpretación molecular de la Temperatura. Distribución de velocidades de Maxwell.
Séptima clase. 05.11.08. Lo previsto. Próxima clase: Solución de problemas. Amtrak trip.
Octava clase. 07.11.08. Discusión para dar solución a los problemas 1 y 12 del primer problemario. Próxima clase: Trabajo sobre un gas; procesos isócoros, isotérmicos, isóbaros y adiabáticos; calor; energía interna; Primera Ley de la Termodinámica.
Novena clase. 10.11.08. Todo lo previsto. Calor específico; calor específico molar a volumen constante; calor específico molar a presión constante. Próxima clase. Demostración de la ecuación para los procesos adiabáticos. Procesos reversibles; procesos irreversibles. Segunda Ley de la Termodinámica: Formulación de Kelvin-Planck; formulación de Clausius.
Décima clase. 12.11.08. Lo previsto. El primer examen se realizará el 28.11.08. Próxima clase: solución de problemas del primer y segundo problemario.
Décima primera clase. 14.11.08. Continuamos con la discusión de los problemas 3, 11 y 12 del primer problemario. Próxima clase: Primera hora: solución de problemas del primer problemario. Segunda hora. Ciclo de Carnot.
Décima segunda clase. 17.11.08. Discusión de los problemas 2, 3, 4 del primer problemario; los problemas 6, 7, 8, 9 y 10 fueron asignados a grupos de trabajo para la próxima clase. Ciclo de Carnot. Próxima clase: Solución de problemas en la primera hora. Definición de Entropía. Interpretación probabilística de la Entropía. Flecha del tiempo.
Décima tercera clase. 19.11.08. Les mentí, no revisamos los problemas que les dije resolvieran en cambote. Compartan entre ustedes la solución de los problemas: Nadie es más inteligente que todos juntos. Cumplimos con la primera parte del curso: Termodinámica. Revisen todo el material, sigan con el segundo problemario; discutiremos todo el próximo miércoles, antes del primer examen. No dejen de participar en las elecciones regionales. La voz de la historia de mis mayores me dice: No se puede ir más rápido que la música. Espero hayan aprendido Termodinámica al son de curso. Hay mucho más que aprender sobre Termodinámica, apenas comimos el appetizer. Buon apetite.
Décima cuarta clase. 26.11.08. Problema de Buffon. Discusión general sobre la entropía y probabilidades. El examen sobre Termodinámica será en dos partes. La primera parte sobre los fundamentos será el próximo viernes. La segunda parte sobre aplicaciones prácticas el próximo sábado 06.12.08 a las 12 m, en el mismo salón.
Décima quinta clase. 28.11.08. Primer examen del curso. Próxima clase. Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Principio de superposición. Campo eléctrico.
. 05.01.09. Carga eléctrica, Ley de Coulomb. Principio de superposición. Próxima clase: campo eléctrico; líneas de fuerza. Solución de problemas. El examen pendiente se realizará el próximo sábado 10.01.09 a las 12 m en el aula de clases regulares (ES-04).
Décima séptima clase. 07.01.09. Campo eléctrico. Próxima clase: Solución de problemas sobre termodinámica.
Décima octava clase. 09.01.09. Solución del segundo problemario sobre Termodinámica. El examen se realizará el próximo miércoles a la hora de clase. Próxima clase: solución de problemas.
Décima novena clase. 12.01.09. Solución de problemas sobre Termodinámica. Revisión de exámenes modelos.
Vigésima Clase. 16.01.09. Solución del examen. Elementos diferenciales de volumen, de superficie y de línea en coordenadas rectangulares, esféricas y cilíndricas.
Vigésima primera clase. 19.01.09. Planteamiento de problemas. Líneas de fuerza.
Vigésima segunda clase. 21.01.09. Ángulo sólido. Aproximación binomial. Campo eléctrico de un dipolo. Momento dipolar. Próxima clase: solución de problemas electrostáticos.
Vigésima tercera clase. 26.01.09. Solución de problemas electrostáticos: Péndulo doble; fuerza máxima sobre una carga de prueba en el plano justo entre dos cargas idénticas. Próxima clase: Péndulo triple; campo eléctrico de un cascarón esférico uniformemente cargado.
Vigésima cuarta clase. 28.01.09. Solución del péndulo triple; campo eléctrico de un cascarón esférico (planteamiento). Próxima clase: campos eléctricos de las siguientes distribuciones uniformes de carga: cascarón esférico; disco; anillo; línea infinita.
Vigésima quinta clase. 30.01.09. Extraño a todos los ausentes. Finalizamos la solución y discusión del cálculo del campo eléctrico de un cascarón esférico cargado con uniformidad. La solución fue dada antes de emprender el cálculo mediante argumentación física. Discutimos otra forma de resolver el problema del péndulo triple. Todos los caminos conducen a Roma.
Vigésima sexta clase. 02.02.09. Cálculo del campo eléctrico de una línea infinita uniformemente cargada; cálculo del campo eléctrico sobre el eje perpendicular al plano y que pasa por el centro de un anillo uniformemente cargado de radio R; el mismo problema anterior pero para un disco uniformemente cargado. Próxima clase: Torque y energía potencial de un dipolo en un campo externo uniforme; Ley de Gauss; Solución de problemas.
Vigésima séptima clase. 04.02.09. Dipolo eléctrico en un campo eléctrico externo. Ley de Gauss.
Vigésima octava clase. 06.02.09. Solución de problemas. Próximo examen: sábado 13.02.09, en la Biblioteca del Centro de Física Fundamental, Facultad de Ciencias.
Vigésima novena clase. 09.02.09. Solución de problemas.
Trigésima clase. 11.02.09. Solución de problemas. Próxima clase: Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico.
Trigésima primera clase. 18.02.09. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico; Potencial eléctrico en distribuciones continuas de carga.
Trigésima segunda clase. 25.02.09. Superficies equipotenciales; trabajo sobre una superficie equipotencial: cero. fundamentos del pararrayo.
Trigésima tercera clase. 27.02.09. Corriente eléctrica; densidad de corriente; fuerza sobre una carga eléctrica en movimiento en un campo magnético externo; fuerzas sobre segmentos de corriente; principio del motor eléctrico; torque sobre un lazo rectangular de corriente; momento dipolar magnético.
Trigésima cuarta clase. 02.03.09. Ley de Biot-Savart. Próxima clase: Ley de Ampére. Solución de problemas.
Aclaratoria. Veremos, para finalizar el tema actual, la Ley de Faraday. Luego retomaremos el curso "normal" con los siguientes temas: Capacitancia, resistencia e inductancia. Dispositivos eléctricos: Capacitores, Resistores e inductores. Análisis de circuitos eléctricos: RC, RL, LC, RLC... lo cual cosntituye una cobertura completa del curso.
Trigésima quinta clase. 04.3.09. Monopolos magnéticos: No hay. Ley de Ampére.
Trigésima sexta clase. 06.03.09. Ley de Faraday. Solución de problemas. Próxima clase: demostraciones de laboratorio. Resistencia eléctrica. Resistor. Capacitancia. Capacitor. Inductancia. Inductor. Circuitos eléctricos. Próximo examen: sábado 21.03.09, en la Biblioteca del Centro de Física Fundamental, Facultad de Ciencias.
Trigésima séptima clase. 09.03.09. Desmostraciones de laboratorio sobre magnetismo. Capacitancia. Capacitores en serie y en paralelo.
Trigésima octava clase. 11.03.09. Resistividad y resistencia.
Trigésima nona clase. 13.03.09. Resistencias en serie y en paralelo; problema del cubo de resistores. Fuente de fuerza electromotriz; potencia eléctrica. Circuitos eléctrico. Circuito RC. Próxima clase: Inductancia; inductores. Circuitos RL, LC y RLC.
Cuadragésima clase. 16.03.09. Todo lo previsto. Finalizamos el curso. Conmino a los estudiantes a revisar el programa oficial de la materia, para constatar que cubrimos todos los temas. En mi futuro previsible no volveré a dictar esta materia (aunque puedo sorprender a otro grupo de estudiantes, sólo por divertimento académico). Sólo resta prepararse para el próximo examen. Planteé para la próxima clase el problema del capacitor con placas no paralelas. Resolveremos problemas de exámenes anteriores. Aunque todavía faltan dos clases de problemas y dos exámenes, adelanto algunos comentarios sobre este curso. Ha sido el mejor curso que he dictado de esta materia, por muchas razones. La principal, ocho buenas razones: Brigiemar, Rosana, Yuly, Celimar, Ricardo, Fernando, Luis, Pedro. Ustedes han confiado en mi y yo en ustedes. Gracias. Quiero que me prometan que seguirán estudiando física por cuenta propia. Que me visitarán o escribirán de vez en cuando. Que se graduarán sin perder tiempo. Que sigan creyendo en ustedes mismos con los pies sobre nuestra tierra pero con la mirada en el universo que nos rodea. El límite no es el cielo. Que no buscarán excusas para nada. Tienen un profesor para toda la vida que los admira por la proeza que realizaron: no seguir el camino del facilismo. Ustedes demostraron que los retos importan. Porque al fin y al cabo, la materia aunque extensa, es fácil, divertida y útil. Los felicito.
Cuadragésima primera clase. 18.03.09. Fundamentos de la relatividad especial. Discusión general de problemas.
Cuadragésima segunda clase. 20.03.09. Última clase del curso. Discusión de problemas. Hasta la vista amigos.
<>En los exámenes también se aprende. Quedé en el "mood" Han (escuchar el preludio No. 4 en E menor, op. 28 de Chopin). Mi tristeza es el rumbo que ha tomado nuestra U y país. Mi esperanza son mis hijos, ahijados y estudiantes.
<>Resultados: Satisfactorios; tres estudiantes (Rosana, Pedro y Fernando) me sorprendieron al final.

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