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Información detallada de curso

 

Primer semestre 2019
Feb 17, 2020
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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: FIS 1023 - FISICA MECANICA
División Académica: División de Ciencias Básicas
Departamento Académico: Dpto. Física
MAT 1101 Calificación Mínima de 3.0 o Ingreso INTEREXTERNO 00
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
2.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio

En este curso se desarrolla la mecánica, (cinemática, dinámica y conservación de la energía mecánica), de traslación y de rotación de cuerpos rígidos. Se hace énfasis en la aplicación de estos conceptos en la solución de problemas prácticos y de situaciones de la cotidianidad y en la formación de habilidades relacionadas con el trabajo experimental. Se espera que los alumnos construyan significados de estos los conceptos y desarrollen habilidades procedimentales con el trabajo práctico que les permita su desempeño en los cursos posteriores.


3. JUSTIFICACIÓN

La presencia de esta asignatura en el plan de estudio se justifica porque contribuye la formación de competencias básicas: cognitivas, procedimentales y actitudinales que los alumnos requieren para la comprensión de algunas asignaturas del área profesional; competencias de tipo personal relacionadas con la ética y competencias de tipo intrapersonal relacionadas con la comunicación y el trabajo en equipo.


4. OBJETIVO GENERAL

Con el curso física mecánica, integrado con las actividades prácticas de laboratorio, se espera que los estudiantes adquieran las competencias para resolver problemas, para explicar hechos y situaciones de su entorno y para facilitar el aprendizaje de cursos más avanzados de la carrera.


5. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Al finalizar el curso, los estudiantes deben estar en capacidad de:

Conocimientos (saber conocer):
-Interpretar los conceptos y las Leyes de la Mecánica y aplicarlas en la comprensión, el análisis y la evaluación de situaciones físicas, así como en la solución de problemas.

Habilidades (saber hacer):
-Aplicar los conocimientos de la mecánica a la solución e interpretación de problemas relacionados con la ingeniería.
-Elaborar significado e interpretar dimensiones de las distintas cantidades físicas desarrolladas durante el curso.
-Utilizar la notación adecuada asociada a las diferentes cantidades físicas tratadas durante el curso.
-Utilizar las técnicas de manipulación adecuadas en el laboratorio, para analizar y evaluar hipótesis, problemas y predicciones en condiciones de seguridad.

Actitudes (saber ser):
Demostrar las aptitudes personales de cooperación, perseverancia y responsabilidad durante el desarrollo de las actividades programadas.


6. CONTENIDO

1. UNIDAD I: CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA EN UNA Y DOS DIMENSIONES
A. Cantidades físicas. Mediciones directas e indirectas en el laboratorio. Análisis gráfico.
Introducción DataStudio.
Mediciones y análisis gráfico.
Aplicaciones de los criterios de cálculos de error y análisis gráficos para analizar los resultados de mediciones directas e indirectas en el laboratorio.

B. Sistemas de unidades.
Composición y descomposición de vectores.
Desplazamiento, tiempo y velocidad media.
Presentación de guías de trabajo individual y grupal para ser resueltas e intercambiadas para su autocorrección.
Resolución de ejercicios de aplicación de movimiento rectilíneo.

C. Cuerpo en caída libre, como una aplicación del movimiento en una dimensión con aceleración constante.
Movimiento en dos dimensiones.
Movimiento de proyectiles.
Movimiento uniformemente acelerado.

D. Movimiento circular.
Desplazamiento, velocidad y aceleración angular como vectores.
Q2 (cinemática en una y dos dimensiones).

E. Componente radial y acimutal del movimiento de una partícula en un plano.
Ejercicios de movimiento circular.


2. UNIDAD II. DINÁMICA DE LA PARTÍCULA
A. Fuerza e interacciones. Leyes de Newton.
Diagramas de cuerpo libre.
Segunda Ley de Newton.

B. Aplicaciones de las leyes de Newton.
Tercera Ley de Newton.

C. Dinámica del movimiento circular.
Q2 (Leyes de Newton aplicada al movimiento circular uniforme).
Resolución de problemas de aplicación de las leyes de Newton a problemas de la vida real.

3. UNIDAD III. TRABAJO, ENERGÍA Y MOMENTO LINEAL
A. Trabajo realizado por fuerzas constantes y variables. Potencia. Energía cinética. Teorema del trabajo y la energía cinética. Energía potencial gravitacional y elástica.
Laboratorio 5:
Teorema del trabajo y la Energía.

B. Fuerzas conservativas y no conservativas.
Conservación de la energía mecánica total.
Trabajo realizado por fuerzas no conservativas.
Relación entre fuerzas conservativas y energía potencial.
Q1 (Teorema del trabajo y la energía cinética).
Diferenciar entre trabajo mecánico y trabajo fisiológico.

C. Cantidad de movimiento lineal e impulso.
Conservación de la cantidad de movimiento lineal.
Teorema del impulso y momento lineal

D. Choques elástico e inelástico en una dimensión.
Centro de masa.
Q2 (Conservación de la energía y colisiones)

4. UNIDAD IV. ROTACIÓN DE CUERPOS RÍGIDOS Y ESTÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO (15 horas)
A. Momento de inercia.
Energía rotacional.
Teorema de los ejes paralelos.
Momento de torsión.
Momento de torsión y aceleración angular de un cuerpo rígido.

B. Rotación de un cuerpo rígido sobre un eje móvil.
Movimiento de rodamiento de un cuerpo rígido.
Trabajo y potencia en movimiento rotacional.
Cantidad de movimiento angular.
Conservación de la cantidad de movimiento angular.
Técnicas para resolución de los problemas seleccionados por el profesor.

C. Condiciones del equilibrio.
Centro de gravedad.
Resolución de problemas de equilibrio de cuerpos rígidos
Ejemplos de equilibrio estático.


7. OPCIONES METODOLÓGICAS - ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos.
-El alumno debe leer previamente el tema a manejar por el profesor
-Exposición de los temas por parte del profesor, estimulando la participación del estudiante por medio de preguntas-guía y problemas modelos.
-Programación de clases prácticas que impliquen discusión y resolución de preguntas y problemas modelos, se hará énfasis en el uso del lenguaje científico apropiado para la descripción de las situaciones.
-Asignación de lecturas complementarias (en español o inglés) a través del catálogo web de la asignatura, revisiones bibliográficas y problemas para su estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase mediante quices, foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión.
-Asignación de actividades que serán desarrolladas en grupo, en clase o por fuera de ellas a criterio del profesor y que pueden ser evaluadas con la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión.
-Asignación de material complementario (en español o inglés) a través del catálogo WEB de la asignatura, y eventualmente, a criterio del profesor, se podrán desarrollar módulos en AULA VIRTUAL.
-Realización de prácticas de laboratorio de carácter demostrativo por parte del profesor que ayuden al estudiante a apropiarse de los conceptos tratados. También, los estudiantes, en grupos de 4, realizarán experiencias en el laboratorio, bajo la supervisión del profesor. Cada grupo rendirá un informe de la respectiva práctica, en la forma que exija su profesor.


8. EVALUACIÓN

Primer parcial: 25%
Segundo parcial: 25%
Tercer parcial: 25%
Examen final: 25%


9. BIBLIOGRAFÍA

Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. Física Universitaria, Vol. 1. Décimo tercera edición. México, Addison Wesley Longman, 2004.
Miranda, J.; Lobo, R.; Castro, D., Mendoza, A. Garcerant, O.; Manual de Laboratorio de Física Mecánica. Tercera Edición. Ediciones Uninorte.
Ohanian, Hans C.; Markert, John T.; Física para Ingeniería y Ciencias. Tercera edición. Volumen 1. McGraw Hill, 2009.
Serway, R.; Beichner, R. Física. Para estudiantes de ciencias e ingeniería. Vol. 1. 5ª edición. México McGraw Hill, 2009.
Halliday, Resnick, Krane. Física. 5a. ed. México: CECSA. 2002

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