Luis Mier y Terán
Luis Mier y Terán
 

Física (CBS)

Presentación

Este curso está destinado a estudiantes de la Divisiòn de Ciencias Biològicas y de la Salud. Se trata fundamentalmente de conocer el manejo más básico de las leyes de la Fìisica a travès del conocimiento de la mecànica newtoniana, en particular de la cinemàtica y dinámica de una partícula. Hay varias razones importantes por las cuales este conocimiento es importante para cualquier persona educada. Una de ellas es que ejemplifica con mucha claridad el concepto de teoría física, la precisión de sus predicciones, las abstracciones involucaradas en ella y sus aplicaciones a la ingeniería. La idea de partícula puntual con una masa determinada es, en sí misma, una abstracción importante en esta teoría que será removida más tarde considerando sistemas de muchas partículas. A través de esta generalización será posible considerar màs tarde la mecánica de los cuerpos rígidos, compuestos de una infinidad de partículas, o bien a sistemas continuos, como los fluidos. De esta manera, la mecánica de una partícula puntual es sólo el inicio de una teoría física muy desarrollada que ha demostrado su validez y utilidad a lo largo de siglos.

El cuso comienza con al descripción misma del movimiento, es decir, con la cinemática de una partícula y de cuerpos que podemos describir de manera muy simple. Para ello es necesario introducir los conceptos de rapidez, velocidad y aceleración. Los cuerpos en caída libre son el ejemplo más natural para ejemplificar el caso de aceleración constante. Para poder desarrollar esta cinemática en más de una dimensión es necesario identificar el carácter vectorial de la velocidad y la aceleración. Es necesario incorporar al curso las operaciones matemáticas más básicas entre los vectores, para así poder operar algebraicamente con posiciones, velocidades y aceleraciones.

La mecánica inicia formalemente con el estudio de la primera ley de Newton, la ley de la inercia y los marcos de referencia necesarios para su descripción. De ahí se continúa con la segunda y tercera leyes para formular el marco completo de la primera teoría física formulada por el hombre. Es indispensable aplicar esa teoría en situaciones simples para poder ilustrar su validez y comprobar su comprensión. Esto se hace a través del estudio del movimiento de un cuerpo sólido con tipos diferentes de fricción.

A partir de los conceptos desarrollados, es posible introducir los conceptos de trabajo y energía mecánica. Estos conceptos, que son de la mayor importancia, tanto teórica como práctica, añaden un gran valor a la teoría física original y pueden ser extendidos a otros sistemas físicos no estrictamente mecánicos.

Finalmente, el curso contempla el tema absolutamente fascinante de la conservación de la energía mecánica para lo cual es indispensable incorporar el concepto de fuerzas conservativas.