958 9322 24 7

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Sede Manizales
Facultad de Ciencias y Administración

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FISICA GENERAL
para estudiantes de ingeniería
Oscilaciones - Movimiento ondulatorio
Termologia - Electricidad

032807
Héctor Barco Rios
Profesor Asociado
Edilberto Rojas C.
Profesor Asistente

Manizales, febrero de 1996

©

1996 U N I V E R S I D A D N A C I O N A L

DE COLOMBIA SEDEMANIZALES

I.S.B.N

958-9322-24-7

Autores:
Héctor Barco Ríos
Ingeniero Electricista, Espc. Ciencias Fisicas
Profesor Asociado
Edilberto Rojas Calderón
Lic. Ciencias de ia Educación, Espc. Ciencias Físicas
Profesor Asistente
Universidad Nacional de C o l o m b i a
Sede Manizales
Revisado por:
Carlos Eduardo O r r e g o
Ingeniero Químico, Espc. Ciencias Fisicas
Profesor Asociado
Pedro J. ArangoIngeniero Físico, M s Se Fisica
Profesor Asistente
Corrección de estilo:
Jorge M a l d o n a d o Pérez
Impreso por:
Centro de Publicaciones
Universidad Nacional de C o l o m b i a
Sede Manizaies
Febrero de 1996
Primera Edición

CONTENIDO

PREFACIO

VI

CAPITULO
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1. 7
1. 8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19

1:

Introducción
Movimiento periódico
MovimientoOscilatorio
Movimiento Armónico Simple
Velocidad en el M.A.S
Aceleración en el M.A.S
Período
Frecuencia
Energía potencial en el M.A.S
Energía cinética en el M.A.S
Energía total
Péndulo simple
Péndulo de torsión
Péndulo físico
Relación entre el M.A.S y el M.C.U
Combinaciones de movimientos armónicos simples
Movimiento armónico amortiguado
Oscilaciones acopladas
Oscilaciones forzadas y resonanciaProblemas

CAPITULO
2.1
2.2
2. 3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9

OSCILACIONES

2:

1
1
1
2
3
•• 4
4
5
5
6
7
8
9
10
11
12
14
15
18
20

MOVIMIENTO ONDULATORIO

Introducción
Onda
Ondas mecánicas
Ondas electromagnéticas
Onda transversal
Onda longitudinal
Frente de onda
Rayo
Ondas planas

23
24
24
24
25
25
26
26
27
I

Contenido
gas
Problemas
CAPITULO
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5

7:

8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.98.10.1
8.10.2
8.10.3
8.11
8.12
8.13

8:

LEY DE COULOMB
73
73
73
76
7S
80

CAMPO ELECTRICO

Introducción
83
Campo escalar
83
Campo vectorial
84
Campo eléctrico
84
Intensidad del campo eléctrico
85
Sistemas de unidades
86
Líneas de fuerza
87
Cálculo de E debido a un grupo de cargas puntuales .. 90
Cálculo de É debido a una distribución continua de
carga
91
Densidad volumétrica de carga
91
Densidadsuperficial de carga
92
Densidad lineal de carga
92
Dipolo eléctrico
92
Momento del dipolo eléctrico
92
Experimento de la gota de aceite de Millikan
95
Problemas
100

CAPITULO
9.1
9.2
9.3
9.4

CAPITULO
10.1
10.2
10.3

69
71

Introducción
Electrostática
Concepto de carga eléctrica
Ley de Coulomb
Sistemas de unidades
Problemas

CAPITULO

III

9:

LEY DE GAUSS

Introducción
Flujo eléctrico
Ley deGauss
Distribución de cargas en un conductor aislado
Problemas
10:

103
103
104
10 6
107

POTENCIAL ELECTROSTATICO

Introducción
Diferencia de potencial electrostático
Sistemas de unidades

111
112
112

IV

Contenido

10.4
10.5
10.5.1
10.5.2
10.6
10.7
10.8
10.9
10.10
10.11
10.12
10.13
10.14
10.15

Superficie equipotencial
Relación entre el potencial electrostático y el campo
eléctrico
Campoeléctrico constante y uniforme
Campo eléctrico no uniforme
Potencial electrostático debido a una carga puntual .
Potencial electrostático debido a un grupo de cargas
puntuales
Potencial electrostático debido a una distribución
continua de carga
Potencial electrostático en una esfera conductora ...
Potencial electrostático debido a un dipolo eléctrico
Trabajo a través de una trayectoria cerrada
Energíapotencial electrostática
Gradiente de potencial
Ecuación de Laplace
Distribución de carga en un conductor aislado
Problemas

CAPITULO

11:

Introducción
Condensador
Capacidad eléctrica o capacitancia
Sistemas de unidades
Capacidad de un condensador de placas planas y
paralelas
11.6
Capacidad de un condensador cilindrico
11.7
Capacidad de un condensador esférico
11.8
Condensadores en paralelo
11.9...