Este documento presenta un programa de 23 clases para el curso de Física I para carreras de Biociencias y Geociencias. Cada clase cubrirá un tema diferente de física como mecánica newtoniana, termodinámica y movimiento, usando diferentes textos como referencia. El objetivo es desarrollar los conceptos de física de manera gradual y con ejemplos relevantes para las ciencias biológicas y de la tierra.

1. Programa de Física I (2011)
Biociencias y Geociencias
Texto principal: R. Serway, Física (tomo I, 4° ed) McGraw Hill
Textos auxiliares: J. Kane y M. Sternheim, Física (2° ed) Reverté; A.
Cromer, Física para las Ciencias de la Vida.
El contenido de cada clase corresponde aproximadamente a una clase
teórica de dos horas de duración. Lo que sigue debe tomarse como una guía que
permitirá el desarrollo acompasado de los diferentes teóricos. Si existen temas
incluidos en una clase que no pueden ser tratados adecuadamente los mismos
pasarán a la clase siguiente. Si los temas de una clase son tratados en forma
suficiente y aún resta tiempo, se incluirán en dicha clase temas de la siguiente. Las
temáticas generales se indican en negritas. La numeración hace referencia a las
secciones de los textos de acuerdo al siguiente código: K= Kane, Cr= Cromer, Ap=
Apuntes, mientras que la numeración sin identificación corresponde al Serway.
Los ejemplos pueden variar de acuerdo al gusto, interés y conocimiento de cada
profesor de teórico.
Clase 1
Introducción general: Contenido y objetivos del curso. Sistema de
evaluación. Programa.
Física y medición: Nociones generales sobre la física sus métodos y
objetivos. Medidas, patrones y análisis dimensional (1.1 a 1.6). Escalas en
biología (Cr-1.4). Ejemplos.
Clase 2
Movimiento en una dimensión: Desplazamiento, velocidad y rapidez
(2.1). Velocidad instantánea y rapidez (2.2). Aceleración (2.3). Movimiento
unidimensional con aceleración constante (2.4). Objetos que caen
libremente (2.5). Ejemplos (Salto vertical (K-1.8),etc).
Clase 3
Vectores: Sistemas de coordenadas y marcos de referencia (3.1).
Cantidades vectoriales y escalares (3.2). Algunas propiedades de vectores
(3.3). Componentes de un vector y vectores unitarios (3.4). Movimiento en
dos dimensiones: Los vectores desplazamiento, velocidad y aceleración
(4.1). Movimiento bidimensional con aceleración constante (4.2).
Clase 4
Movimiento de proyectiles (4.3) Salto horizontal (K-2.6). Ejemplos.
Movimiento circular uniforme (4.4). Ejemplos (Error en la velocidad del
guepardo, Salto largo, etc).

2. Clase 5
Velocidad y aceleración relativas (4.6).
Las leyes del movimiento: El concepto de fuerza (5.1). Primera Ley de
Newton y los marcos de referencia inerciales (5.2). Masa inercial (5.3).
Segunda ley de Newton (5.4). Peso (5.5). Tercera ley de Newton (5.6).
Fuerzas de rozamiento (5.8).
Clase 6
Movimiento circular y otras aplicaciones de las leyes de Newton: La
segunda ley aplicada al movimiento circular (6.1). Movimiento en marcos
de referencia acelerados (6.3). Fuerzas fundamentales de la naturaleza
(6.6). La ley de la gravedad: Ley de la gravedad de Newton (14.1). Peso y
fuerza gravitacional (14.3) Ejemplos.
Clase 7
Trabajo y energía: Trabajo realizado por una fuerza constante (7.1).
Producto escalar de dos vectores (7.2). Trabajo realizado por una fuerza
variable (7.3). Energía cinética y el teorema del trabajo y la energía (7.4).
Potencia (7.5).
Clase 8
Energía potencial y la conservación de la energía: Energía potencial
(8.1). Fuerzas conservativas y no conservativas (8.2). Fuerzas
conservativas y energía potencial (8.3) Conservación de la energía
mecánica (8.4). Cambios en la energía mecánica cuando se presentan
fuerzas no conservativas (8.5).
Clase 9
Ejemplos (El salto (K-6.11). Energética de la locomoción terrestre, etc).
Clase 10
Momento lineal y choques: Momento lineal y su conservación (9.1).
Impulso y momento (9.2). Colisiones (9.3). Choques elásticos e inelásticos
en una dimensión (9.4).
Clase 11
Colisiones bidimensionales (9.5). El centro de masa (9.6). Movimiento de
un sistema de partículas (9.7).
Clase 12
Ejemplos (Combate de dinosaurios, Propulsión del calamar, etc)

3. Clase 13
Rotación de un objeto rígido alrededor de un eje fijo: Velocidad angular
y aceleración angular (10.1). Cinemática rotacional: movimiento de
rotación con aceleración angular constante (10.2). Relaciones entre
cantidades angulares y lineales (10.3). Energía cinética rotacional (10.4).
Momentos de inercia (10.5).
Clase 14
Momento de torsión (10.6). Relación entre el momento de torsión y
aceleración angular (10.7). El producto vectorial y el momento de torsión
(11.2). Momento angular de una partícula (11.3). Rotación de un cuerpo
rígido alrededor de un eje fijo (11.4). Conservación del momento angular
(11.5). Ejemplos
Clase 15
Equilibrio estático: Las condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido
(12.1). Centro de gravedad (12.2). Ejemplos de cuerpos rígidos en
equilibrio estático (12.3).
Clase 16
Ejemplos (Mandíbulas de mamíferos y de reptiles (K-4.8), etc).
Clase 17
Mecánica de fluidos: Presión (15.1). Variación de la presión con la
profundidad (15.2). Fuerzas de flotación y el principio de Arquímedes
(15.4). Ejemplos
Clase 18
Dinámica de los fluidos (15.5), Líneas de corriente y ecuación de
continuidad (15.6). La ecuación de Bernoulli y aplicaciones (15.7 y 15.8).
Ejemplos (El papel de la gravedad en la circulación (K-13.5), El vuelo
(K-13.9), etc)
Clase 19
Temperatura: Temperatura y la ley cero (19.1). Termómetros y escalas de
temperatura (19.2). El termómetro de gas a volumen constante y la escala
de Kelvin (19.3). Descripción macroscópica de un gas ideal (19.5)
Clase 20
Calor y la primera ley de la termodinámica: Calor y energía interna
(20.1). Capacidad calorífica y calor específico (20.2). Calor de cambio de

4. fases (20.3). Trabajo y calor en procesos termodinámicos (20.4). La
primera ley de la termodinámica (20.5).
Clase 21
Transferencia de calor (20.7). Ejemplos (Metabolismo humano (K-11.7),
Regulación de la temperatura en animales de sangre caliente (K-12.7), etc)
Clase 22
Máquinas térmicas y la segunda ley de la termodinámica: Máquinas
térmicas y la segunda ley de la termodinámica (22.1). Procesos reversibles
e irreversibles (22.2) La máquina de Carnot (22.3). Escala de temperatura
absoluta (22.3).
Clase 23
Entropía (22.7). Ejemplos (Entropía y vida, etc)