Información detallada de curso |
Primer semestre 2021
May 18, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: FIS 1020 - FÍSICA MECÁNICA |
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División Académica:
División de Ciencias Básicas
Departamento Académico: Dpto. Física MAT 1100 Calificación mínima de 3.0 Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 4.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría En este curso se la cinemática y dinámica de los cuerpos, los conceptos relacionados con el trabajo y la energía, los principios de conservación de: la energía, del momento lineal y angular. Además se estudian los principios básicos de la hidrostática y la hidrodinámica. De igual forma, se utilizan estos principios y modelos en la solución de problemas prácticos y situaciones relacionadas con los temas del curso. 3. JUSTIFICACIÓN La presencia de esta asignatura en el plan de estudio de todos los programas de ingeniería se justifica por que: -Ella se constituye por si misma en la base que soporta el estudio de algunas asignaturas del área profesional. -Contribuye activamente al desarrollo de competencias básicas del futuro ingeniero como son la interpretación, el análisis, la relación de información, la identificación de problemas y la interacción, permitiéndole de esta forma proponer soluciones a problemas inherentes a su práctica profesional. 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL En esta asignatura se pretende que el estudiante desarrolle un pensamiento sistemático a través de las competencias de recopilar, interpretar y sacar conclusiones, de manera crítica, libre y con una visión universal, de los fenómenos físicos relacionados con las leyes de la mecánica newtoniana. 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS -Recopilar información a través de las destrezas de pensamiento de observar, comparar, ordenar, agrupar y clasificar mediante las prácticas de laboratorio y ejercicios sencillos propuestos en los textos. -Interpretar las Leyes del movimiento de Newton a través de las destrezas de pensamiento de la comprensión, el análisis y la evaluación de situaciones físicas, así como la solución de problemas, teniendo en cuenta las condiciones de validez de aquellas. -Sacar conclusiones al solucionar problemas identificados en el contexto, al aplicar los conceptos, principios y leyes de la física newtoniana. -Inferir que los modelos de la mecánica newtoniana representan aproximaciones de la realidad física. -Analizar fenómenos físicos de la mecánica newtoniana, mediante la simulación de éstos. -Interpretar los principios de conservación de la energía, del momento lineal, del momento angular, la cinemática, la estática y la dinámica rotacional, para aplicarlos en la solución de problemas físicos y de incidencia en la ingeniería. -Argumentar en forma oral y escrita ante sus compañeros un tema libre acorde con los contenidos del curso. -Realizar el análisis dimensional de las distintas variables que se tratan en el curso. 5. METODOLOGIA El curso se desarrollará con una metodología que genere un aprendizaje significativo en los estudiantes. Para ello se hará énfasis en la enseñanza de los conceptos fundamentales de la Física tomando como andamio las concepciones alternativas que poseen los estudiantes. A partir de la comprensión de los conceptos nos proponemos que los estudiantes comprendan los principios y leyes, de tal manera, que los puedan aplicar en diferentes situaciones físicas. Se tiene el propósito de desarrollar en los estudiantes competencias para diseñar modelos físicos y logren comprender, que éstos son simplificaciones de la realidad y que deben ser modificados a medida que se conoce mejor un sistema o un proceso a un mayor nivel de profundidad. Los conceptos básicos a desarrollar giran alrededor del movimiento y de las leyes de Newton, desarrolladas a partir del concepto de cantidad de movimiento, al igual que los conceptos de trabajo y energía y una introducción de la mecánica de fluidos como una consecuencia de las leyes de Newton. En este curso haremos uso de simulaciones de física como una mediación fundamental para lograr una mejor comprensión de los temas. Las mismas serán adaptadas al proceso didáctico a través de preguntas que propicien la reflexión y el análisis de los fenómenos y situaciones físicas y sobre todo que genere por parte de los estudiantes intervenciones a través de preguntas y la búsqueda de soluciones a problemas planteados. El laboratorio de física será otra herramienta fundamental que se integra al proceso de enseñanza y aprendizaje. Concebimos la física como un todo integrado en cuanto a su formulación teórica como en su práctica, en este sentido, las experiencias que realizaremos en el laboratorio tendrán la función de desarrollar esta percepción de la unidad en la física. La anterior metodología demandará la realización, entre otras, de las siguientes actividades: Exposición de los temas por parte del profesor (los cuales deben ser leídos previamente por los estudiantes), 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. Asignación de lecturas complementarias, revisiones bibliográficas y problemas para su estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase mediante 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. 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. Estudios de modelos y simulaciones de problemas físicos en la Web. 6. MEDIOS Básicamente en el curso se utilizarán: -Tablero, marcadores, texto guía y la calculadora científica. -Periódicamente se colocarán en el catálogo Web de la asignatura problemas resueltos como ilustración y propuestos para trabajo independiente de los estudiantes. -Ocasionalmente se usarán los recursos audiovisuales con que cuenta la universidad. -Internet. 7. CONTENIDO UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN -Conceptos fundamentales. -Marco de referencia Marco inercial. -Posición, velocidad y aceleración. -Masa. -Fuerzas y campos. -Energía. -Sistemas físicos y entornos. -Consecuencias de las leyes de Newton. -Concepto de conservación. -Conservación de la cantidad de movimiento lineal. -Conservación de la cantidad de movimiento angular. -Conservación de la energía mecánica. -Mecánica de fluidos. -Fluido ideal. UNIDAD 2: Movimiento -Vectores de posición, velocidad y aceleración en tres y dos dimensiones. -Vectores de posición, velocidad y aceleración en una dimensión. -Interpretación geométrica de la velocidad y aceleración en las gráficas de x - t y v - t, respectivamente. -Movimiento rectilíneo con aceleración constante. -Ejemplo caída libre. -Movimiento de proyectiles. -Movimiento circular. -Relación entre las cantidades lineales y angulares. UNIDAD 3: Leyes de Newton -Concepto de cantidad de movimiento o ímpetu. -Primera Ley de Newton o ley de la inercia. -Segunda ley de Newton o ley de la fuerza. -Tercera ley de Newton o ley de acción y reacción. -Cuarta ley de Newton o ley cero. -Interacciones básicas: Ley de gravitación universal. -Leer las interacciones fundamentales. -Movimiento de un sistema de partículas. -Centro de masa y teorema del centro de masa. -Cuerpo rígido como un sistema de partículas. -Concepto de momento de fuerzas. -Ecuaciones de rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo . -Momento de inercia. UNIDAD 4: TRABAJO Y ENERGÍA -Trabajo. -Trabajo de una fuerza constante. -Producto escalar entre dos vectores. -Trabajo realizado por una fuerza variable. -Teorema del trabajo y la energía -Potencia. -Fuerzas conservativas y no conservativas. -Conservación de la energía mecánica. -Conservación de la cantidad de movimiento lineal -Conservación de la cantidad de movimiento angular UNIDAD 5: INTRODUCCIÓN A LOS FLUIDOS. -Presión. -Variación de la presión con la profundidad. -Medida de la presión. -Principio de Pascal. -Principio de Arquímedes. -Ecuación de continuidad. -Ecuación de Bernoulli. 8. EVALUACIÓN Tipos de pruebas Tres exámenes parciales, el examen final, controles de trabajos y tareas. Tipos de evaluación Sólo el examen final será acumulativo. Modalidades de evaluación Los diferentes exámenes serán escritos y de ejecución individual. El cuestionario del examen final será común a todos los grupos de esta asignatura. Técnicas del examen Los exámenes parciales y final se efectuaran con técnicas de desarrollo y/o test. Valoración relativa El primer parcial valdrá 25% de la nota definitiva. El segundo parcial valdrá 25% de la nota definitiva. El tercero parcial valdrá 25% de la nota definitiva. El examen final valdrá 25% de la nota definitiva. Los controles de trabajos y tareas serán evaluados en los exámenes parciales a criterio del profesor. 9. BIBLIOGRAFIA Sears Zemansky Young - Freedman. Física Universitaria. Undécima edición. Volumen I. México. PEARSON 2004. Tipler, Paul. Física 3ª ed. Barcelona, Editorial Reverté, 1993. Tomo I Serway - Beichner. Física para Ciencias e Ingeniería. Quinta edición. Tomo I. México. Mc Graw Hill 2000. Lea Susan y Burke John. Física: La naturaleza de las cosas. Vol. 1. Thomson Editores, 1999. Halliday, Resnick, Krane. Física. 5a. ed . México: CECSA. 2002. Alonso M. y Finn E. Física. México: Pearson Educación. 2000. Sears-Zemansky-Young-Freedman. Física universitaria. 5º ed. Addison Wesley Longman. Vol. 1. 1998. Giancoli, Douglas. Física para Universitarios. 3° Ed. Prentice-Hall. Vol. 1, 2000 Benson Harris. Física Universitaria Tomo I. Segunda edición. México, CECSA,1999. Mazur Eric. Physics for Scientist and Engineering. Text in progress for Prentice Hall, Inc. A Division of Pearson Education Upper Saddle River, New Jersey. Available: http://physics1.harvard.edu/pdf/Mechanics.pdf Fishbane, P., Gasiorowicz, S., Thornton, S. Physics, Vol. II. Prentice Hall, 1993 Lea, S., Burke, J. Physics, Brooks/Cole, 1997 Physics Teacher Revie |
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