tema 0, Apuntes de Física

¡Descarga tema 0 y más Apuntes en PDF de Física solo en Docsity!

FÍSICA APLICADA

A LA

ENGINYERIA I

Jesús Delegido

Departament de Termodinàmica

Universitat de València

A un poble ignorant pot enganyar-se-li amb la superstició, i fer-

se-li servil. Un poble instruït serà sempre fort i lliure. Un home

ignorant està en camí de ser bèstia, i un home instruït en la ciència i

en la consciència, ja està en camí de ser Déu. No cal dubtar entre un

poble de Déus i un poble de bèsties. El millor mode de defendre els

nostres drets, és conèixer-los bé; així es té fe i força: tota nació serà

infeliç en tant no eduqui tots els seus fills. Un poble d'homes educats

serà sempre un poble d’homes lliures.

José Martí

Pròleg

El present llibre respon al temari de l'assignatura Física Aplicada a l'Enginyeria

I, impartida en primer curs de la carrera d'Enginyer Químic de la Universitat de

València. S'ha elaborat amb els apunts del professor dels últims cinc cursos, adaptat

any rere any a les necessitats dels estudiants. Es basa en el descriptor del BOE de

l'assignatura: mecànica i fluids.

El tema 1 és d'introducció per a repassar sistemes i canvis d'unitats i vectors,

necessaris per a abordar l'estudi de la mecànica.

Els temes del 2 al 5 constituïxen la part de mecànica, en el tema 6 s'estudia

elasticitat i el 7 és un tema de transició a l'estudi dels fluids on es fa una breu

introducció a una forma alternativa de l'estudi de mitjans continus. Els temes del 8 a

l'11 constituïxen l'estudi dels fluids.

S'han inclòs distints apèndixs importants per a l'estudi de l'assignatura. El I i el

II són una àmplia col·lecció de qüestions teòriques i problemes de tots els temes,

amb la solució al final. El III és el tema de càlcul d'errors, imprescindible per a la part

Índex

• 1.1. Magnituds i unitats físiques. Anàlisi dimensional. ........................................................ Tema 1. Introducció
• 1.2. Magnituds escalares i vectorials.................................................................................
• 1.3. Operacions amb vectors.............................................................................................
• 2.1. Conceptes fonamentals .............................................................................................. Tema 2. Cinemàtica de la partícula
• 2.2. Moviment en l'espai ....................................................................................................
• 2.3. Moviment circular........................................................................................................
• 3.1. Introducció .................................................................................................................. Tema 3. Dinàmica Newtoniana
• 3.2. Primera Llei de Newton: el principi d'inèrcia...............................................................
• 3.3. Segona Llei de Newton: La llei fonamental de la dinámica........................................
• 3.4. Tercera Llei de Newton: principi d'acció i de reacció .................................................
• 3.5. Conservació del moment lineal...................................................................................
• 3.6. Tipus de forces ...........................................................................................................
• 3.7. Moment d'una força ....................................................................................................
• 4.1. Introducció .................................................................................................................. Tema 4. Treball i energia
• 4.2. Treball i potencia.........................................................................................................
• 4.3. Energia potencial ........................................................................................................
• 4.4. Teorema de conservació de l'energia mecànica ........................................................
• 4.5. Forces no conservatives i dissipació de l'energia ......................................................
• 5.1. Moviment harmònic simple ......................................................................................... Tema 5. Oscil·lacions i ones
• 5.2. Energia del MHS.........................................................................................................
• 5.3. El pèndol simple..........................................................................................................
• 5.4. Polsos d'ones..............................................................................................................
• 5.5. Velocitat d'ones...........................................................................................................
• 5.6. Ones harmòniques .....................................................................................................
• 5.7. Superposició i interferència d'ones.............................................................................
• 6.1. Forces intermoleculars ............................................................................................... Tema 6. Elasticitat
• 6.2. Llei de Hooke ..............................................................................................................
• 6.3. Tracció. Mòdul de Young. Coeficient de Poisson.......................................................
• 6.4. Tracció i compressió volumètrica ...............................................................................
• 6.5. Esforç de cisalla..........................................................................................................
• 6.6. Torsió ..........................................................................................................................
• 7.1. Sòlids, líquids i gasos ................................................................................................. Tema 7. Propietats de la matèria
• 7.2. Propietats dels fluids...................................................................................................
• 7.3. Introducció a la mecànica dels medis continus ..........................................................
• 8.1. Principi de Pascal ....................................................................................................... Tema 8. Estàtica de fluids
• 8.2. Equació fonamental de l'estàtica de fluids..................................................................
• 8.3. Mesures de pressió ....................................................................................................
• 8.4. Forces sobre cossos submergits. Principi d'Arquímedes...........................................
• 8.5. Aplicacions: mesures de densitats .............................................................................
• 8.6. Pressió osmòtica.......................................................................................................
• 8.7. Fluids accelerats .......................................................................................................
• 9.1. Introducció ................................................................................................................ Tema 9. Tensió superficial
• 9.2. Interpretació microscòpica........................................................................................
• 9.3. Factors que afecten a la tensió superficial ...............................................................
• 9.4. Angle de contacte .....................................................................................................
• 9.5. Pressió deguda a la curvatura. Llei de Laplace........................................................
• 9.6. Capil·laritat. Llei de Jurin ..........................................................................................
• 9.7. Mesura de la tensió superficial .................................................................................
• 10.1. Conceptes generals de reología............................................................................. Tema 10. Dinàmica de fluids ideals
• 10.2. Equació de continuïtat ............................................................................................
• 10.3. Equació de Bernouilli ..............................................................................................
• 10.4. Teorema de Torricelli..............................................................................................
• 10.5. Aplicacions del principi de Bernouilli ......................................................................
• 11.1. Viscositat. Fluids newtonians.................................................................................. Tema 11. Dinàmica de fluids viscosos
• 11.2. Flux de Poiseuille. Pèrdua de càrrega....................................................................
• 11.3. Règim turbulent o de Venturi. Número de Reynolds ..............................................
• 11.4. Resistència dels fluids al moviment d'un sòlid. Velocitat de sedimentació ............
• 11.5. Dinàmica de fluids no newtonians ..........................................................................
• 11.6. Mesura de la viscositat ...........................................................................................
• APÈNDIX I. Qüestions ..............................................................................................................
• APÈNDIX II. Problemes ...........................................................................................................
• III.1. Introducció ............................................................................................................... APÈNDIX III. Càlcul d'errors
• III.2. Classificació dels errors...........................................................................................
• III.3. Expressió de les mesures........................................................................................
• III.4. Determinació d'errors...............................................................................................
• III.5. Construcció de gràfiques .........................................................................................
• III.6. Interpolació ..............................................................................................................
• III.7. Ajust de la recta per mínims quadrats .....................................................................
• III.8. Presentació de resultats. Memòries ........................................................................
• III.9. Problemes d’errors ..................................................................................................
• IV. 1. Mesura de xicotetes longituds................................................................................ APÈNDIX IV. Pràctiques
• IV. 2. Llei de hooke. Constant elàstica d'un moll .............................................................
• IV. 3. Mesura de densitats de sòlids................................................................................
• IV. 4. Mesura de densitats de sòlids pulverulents. Picnòmetre.......................................
• IV. 5. Mesura de densitats de líquids...............................................................................
• IV. 6. Mesura de viscositats de líquids. Viscosímetre d'Ostwald.....................................
• IV. 7. Viscosímetre rotatori. Vaig fluirdos no newtonians ................................................
• IV. 8. Mesura de la tensió superficial de líquids ..............................................................
• APÈNDIX V. Taules ..................................................................................................................