Temario
de la Olimpiada Española de Física
GENERAL
- a)
No se necesitará un uso extensivo del cálculo (diferencial e integral). ni
la utilización de los números complejos o la resolución de ecuaciones
diferenciales para la resolución de los problemas teóricos y prácticos.
- b)
Las cuestiones pueden contener conceptos y fenómenos no incluidos en el
Temario pero se dará suficiente información en los enunciados para que los
candidatos sin conocimientos previos de estos tópicos no se encuentren en
desventaja.
- c)
En un problema no será dominante un equipo practico sofisticado que no sea
familiar a los candidatos. Si se utilizan tales dispositivos entonces se les
darán cuidadosas instrucciones.
- d)
Los candidatos deberán conocer el sistema de unidades utilizado en el país
de origen (los textos originales de los problemas vendrán dados en el SI de
unidades).
- e)
Los candidatos deberán estar familiarizados con el material cubierto por
los problemas de las Olimpiadas Internacionales de Física anteriores.
A. PARTE TEÓRICA
1. Mecánica
- a)
Fundamentos de la cinemática del punto material. Descripción vectorial de
la posición del punto material, la velocidad y la aceleración como
vectores.
- b)
Leyes de Newton. Sistemas inerciales. Pueden incluirse problemas con cambio
de masa.
- c)
Sistemas cerrados y abiertos, Momento y Energía. Trabajo. Potencia.
- d)
Conservación de la energía, conservación del momento lineal. Impulso.
- e)
Fuerzas elásticas. Fuerzas de rozamiento. Ley de gravitación. Energía
potencial y trabajo en un campo gravitatorio. Ley de Hooke, Coeficiente de
rozamiento (F/R=Cte) Fuerzas de rozamiento estáticas y dinámicas.
Elección del cero de energía potencial.
- f)
Aceleración centrífuga. Leyes de Kepler.
2. Mecánica del sólido rígido
- a)
Estática, centro de masas, momento de torsión. Pares de fuerza,
condiciones de los campos en equilibrio.
- b)
Movimientos del sólido rígido. Translación, rotación, velocidad angular,
aceleración angular, conservación del momento angular. Conservación del
momento angular solamente alrededor de ejes fijos.
- c)
Fuerzas externas e internas, Ecuación del movimiento de un cuerpo rígido
alrededor de ejes fijos: momento de inercia, energía cinética de un cuerpo
en rotación. Teorema de los ejes paralelos: Teorema de Steiner, aditividad
de momentos de inercia.
- d)
Sistemas de referencia aceleradas. Fuerzas de inercia. No se necesita el
conocimiento de la fórmula de la fuerza de Coriolis.
3. Mecánica de fluidos
No se han relacionado cuestiones específicas en este
apartado pero los estudiantes deberán conocer los conceptos elementales de
presión. flotación y la ley de continuidad.
4. Termodinámica y Física molecular
- a)
Energía interna, trabajo y calor. El 1º y 2º principios de la Termodinámica.
Equilibrio térmico. Magnitudes que dependen del estado y magnitudes que
dependen del proceso.
- b)
Modelo de gas perfecto. Presión y energía cinética molecular Número de
Avogadro, ecuación de estado de un gas perfecto. Temperatura absoluta.
También la aproximación molecular de tales fenómenos simples en líquidos
y sólidos en ebullición fusión, etc.
- c)
Trabajo realizado por un gas en expansión. limitándose a procesos isotérmicos
y adiabáticos. No se necesita la demostración de la ecuación del proceso
adiabático.
- d)
Ciclo de Carnot, eficiencia termodinámica. Procesos reversibles e
irreversibles, entropía (aproximación estadística). Factor de Boltzmann.
Entropía como una función independiente del camino. Cambios de entropía y
reversibilidad. Procesos cuasiestáticos.
5. Oscilaciones y Ondas
- a)
Oscilaciones armónicas: ecuación de la oscilación armónica. Solución de
la ecuación para el movimiento armónico. Amortiguamiento y resonancia
(cualitativamente).
- b)
Ondas armónicas: propagación de ondas. Ondas transversales y
longitudinales. Polarización lineal El efecto Doppler clásico. Ondas
sonoras. Desplazamiento de una onda progresiva y comprender la representación
gráfica de la onda. Medida de la velocidad del sonido y la luz. Efecto
Doppler solamente en una dimensión. Propagación del onda en medios homogéneos
e isótropos Reflexión y refracción.
Principio de Fermat.
- c)
Superposición de ondas armónica. Ondas coherentes. interferencias.
pulsaciones. ondas estacionarias. Justificación de que la intensidad de una
onda es proporcional al cuadrado de su amplitud. El análisis de Fourier no
es necesario pero los candidatos deben tener algún conocimiento de que las
ondas complejas se pueden construir a partir de la suma de ondas
sinusoidales simples de diferentes frecuencias. Las interferencias de láminas
delgadas y otros sistemas sencillos (las fórmulas finales no son
necesarias), superposición de ondas de focos secundarios (difracción).
6. Carga y campo eléctrico
- a)
Conservación de la carga. Ley de Coulomb.
- b)
Campo eléctrico potencial. Ley de Gauss. La ley de Gauss sólo para
sistemas simples simétricos tales corno la esfera, cilindro, placa, etc...
Momento dipolar eléctrico.
- c)
Capacitores, capacitancia, constante dieléctrica, densidad de energía del
campo eléctrico.
7. Corriente y campo magnético
- a)
Corriente, resistencia, resistencia interna de la fuente. Ley de Ohm, leyes
de Kirchhoff, trabajo y potencia de las corrientes continua y alterna. Ley
de Joule. Casos simples de circuitos que contienen dispositivos no ohmicos,
con características V-1 conocidas.
- b)
Campo magnético de una corriente. Corriente en un campo magnético. Fuerza
de Lorentz. Partículas en un campo magnético. Aplicaciones sencillas tale
como el ciclotrón. Momento dipolar magnético.
- c)
Ley de Ampere. Campo magnético de un sistema
simple simétrico tal como un conductor
rectilíneo, anillo circular y solenoide largo.
- d)
Ley de electromagnetismo: inducción. Flujo magnético. Ley de Lenz.
Autoinducción. Inductancia. Permeabilidad. Densidad de energía del campo
magnético.
- e)
Corriente alterna: resistores,
inductores y capacitores en los circuitos
de corriente alterna. Voltaje e intensidad (paralela y serie) resonancia.
Circuitos simples de corriente alterna. Constantes de tiempo. No son
necesarias las fórmulas finales para los parámetros de circuitos
resonantes concretos.
8. Ondas electromagnéticas
- a)
Circuito oscilante. Frecuencia de las oscilaciones. Generación por
retroalimentación y resonancia.
- b)
Ondas ópticas. Difracción desde una o dos rendijas. Red de difracción.
Poder separador de una red. Reflexión de Bragg.
- c)
Espectros de dispersión y difracción. Líneas espectrales de gases.
- d)
Ondas electromagnéticas como ondas transversales. Polarización por reflexión.
Polarizadores. Superposición de ondas polarizadas.
- e)
Poder separador de los sistemas de imágenes. Cuerpo negro. Ley de Stefan-Boltzmann.
No se necesita la fórmula de Planck.
9. Física Cuántica
- a)
Efecto fotoeléctrico. Energía e impulso de un fotón. No se necesita la
ley de Einstein.
- b)
La longitud onda De Broglie. El principio de incertidumbre de Heisenberg.
10. Relatividad
- a)
Principio de la relatividad. Composición de velocidades. Efecto Doppler
relativista.
- b)
Ecuación relativista del movimiento. Momento. Energía. Relación entre
energía y masa. Conservación de energía y momento.
11. Materia
- a)
Aplicaciones sencillas de la ecuación de Bragg.
- b)
Niveles energéticos de átomos y moléculas (cualitativamente) Desintegración
alfa, beta y gamma. Absorción de radiación. Vida media y decaimiento
exponencial. Componentes de los núcleos. Defecto de masa. Reacciones
nucleares.
B. PARTE PRÁCTICA
La parte teórica del Temario proporciona la base para todos los
problemas experimentales. Los problemas propuestos en esta parte implicarán la
realización de medidas.