4. CONTENIDO ANALÍTICO SEMANA 1

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1 U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS FÍSICA I SÍLABO 1. DATOS GENERALES: CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE MINAS CÓDIGO CARRERA PRO. : 32 ASIGNATURA : FISICA I CÓDIGO DE ASIGNATURA : Nº DE HORAS TOTALES : 5 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS TEORÍA : 3 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS PRÁCTICA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE CRÉDITOS : 4 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : II CICLO PRE-REQUISITO : MATEMÁTICA I TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: Introducción cinética de la partícula dinámica de la partícula: introducción al concepto de interacción mecánica trabajo y energía dinámica de un sistema de partículas dinámica rotacional de un cuerpo rígido estática de un cuerpo rígido gravitación y energía gravitoria. 3. OBJETIVOS: Inculcar en el estudiante la interpretación de los fenómenos mecánicos mediante el análisis de principios básicos, sus soluciones en aplicaciones sencillas y sus limitaciones teniendo como herramientas conceptos matemáticos de límite, derivada e integración.

2 4. CONTENIDO ANALÍTICO SEMANA 1 Introducción. Sistema de unidades. El método experimental. Mediciones e incertidumbre. Cantidad vectorial: interpretación de las componentes de un vector. Producto escalar de dos vectores. Cinemática de una partícula: trayectoria cinemática (rectilínea y curvilínea) vector posición y vector desplazamiento. Derivada de una función escalar: definición e interpretación geométrica. Definición de velocidad media (vectorial) y de velocidad de un punto (vectorial) o velocidad instantánea. Interpretación geométrica de la velocidad de una partícula en un punto: concepto de límite. Derivada de una función vectorial. Definición de rapidez media y de rapidez instantánea o celeridad. Interpretación de la rapidez instantánea y la velocidad de una partícula en un punto cualquiera de la trayectoria que describe el punto material. Vector unitario tangente. Definición de aceleración media y aceleración instantánea de una partícula. Representación vectorial de la velocidad y de la aceleración en el movimiento curvilíneo de una partícula. SEMANA 2 Representación de la velocidad, y de la aceleración de una partícula que efectúa un movimiento rectilíneo como una variación del tiempo en una dimensión. Dada la gráfica s t, construir la gráfica v t, Dada la gráfica v t, construir la gráfica a t, Teoremas: 1) Si una partícula se mueve con velocidad constante entonces la trayectoria de la partícula es una recta. 2) Si una partícula se mueve con aceleración constante entonces la trayectoria que describe es parabólica. Movimiento en un plano: movimiento del proyectil con aceleración constante. La velocidad como función de la posición. La aceleración como función de la posición. Dada la gráfica a s construir la gráfica v s; dada la gráfica v s construir la gráfica a s. ejemplos. Derivada de un vector unitario que cambia de dirección con el tiempo, definición de rapidez angular. SEMANA 3 Componentes tangentes y normales de la aceleración de una partícula en el movimiento curvilíneo. Radio de curvatura y curvatura. Componentes cilíndricas del movimiento curvilíneo. Casos especiales: en el movimiento rectilíneo y en el

3 movimiento circular. La velocidad angular como cantidad vectorial (producto vectorial). Movimiento relativo de dos partículas: posición, velocidad y aceleración relativa. Ecuaciones de transformación de Galileo Principio de relatividad de Galileo. SEMANA 4 Dinámica. Interacción de cuerpos y definición de fuerza. Tipos de interacciones: interacción débil, fuerte, de contacto. Leyes de movimiento de Newton: ley de Inercia, segunda y tercera ley. Definición de masa y peso. Definición del concepto de momentum lineal y del momentum angular de una partícula. SEMANA 5 Fuerza de fricción. Fuerzas del tipo: const., kx y Cv. Diagrama del cuerpo libre. Aplicaciones diversas de las leyes de Newton en movimiento rectilíneo y en movimiento curvilíneo. Fuerza central. Impulso. Momentum angular y torque respecto a un punto. Relación entre el momentum angular y el toque. Sistemas de referencia en rotación relativa. Aceleración de Coriolis y aceleración centrifuga. SEMANA 7 Trabajo y Energía. Definición de trabajo de una fuerza constante y de una fuerza variable. Representación gráfica del trabajo de una fuerza. Trabajo de una fuerza del tipo: kx, y const. /r2. Trabajo de una fuerza no conservativas Definición de energía cinética. Teorema del trabajo y la energía. SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA 9 Definición de la magnitud escalar: Energía potencial. Definición de fuerza conservativa. Ley de conservación de la energía mecánica. Potencia o rapidez del trabajo realizado. Discusión de curvas de energía potencial. Análisis del movimiento de una partícula a partir del gráfico energía potencial vs. Desplazamiento. Puntos de retorno. Puntos de equilibrio estable, inestable e indiferente. SEMANA 10

4 Cinemática y dinámica de un sistema de partículas. Descripción del movimiento. Definición del vector centro de masa, velocidad y aceleración del centro de masa. Sistema de referencia del centro de masa y sistema de laboratorio. Ley de conservación del momentum lineal de un sistema de partículas. SEMANA 11 Momentum angular de un sistema de partículas. Ley de conservación del momentum angular. Ecuación fundamental de la dinámica de un sistema de partículas. Trabajo y Energía cinética de un sistema de partículas: conservación de la energía de un sistema de partículas. SEMANA 12 Colisiones elásticas. Coeficiente de percusiones o de restitución. Caso del movimiento del cohete a propulsión: fuerza de empuje. Dinámica de rotación de un cuerpo rígido. Momentum angular de un cuerpo rígido. ejes principales de inercia. Momentos principales de inercia. Definición del momento de inercia. Cálculos de momentos de inercia. Teorema de Steiner y teorema de los ejes paralelos. SEMANA 13 Ecuaciones de movimiento de traslación y rotación de un cuerpo rígido. Condición de rodadura de un cuerpo rígido. Energía cinética de cuerpo rígido. Conservación de la Energía. El movimiento giroscópico: velocidad de precisión. SEMANA 14 Estática de un cuerpo rígido. Equilibrio estable, inestable e indiferente. Condiciones físicas para satisfacer una situación de equilibrio en un cuerpo rígido. SEMANA 15 Gravitación. Leyes de Kepler del movimiento planetario. Ley de gravitación universal de Newton. Fuerza gravitoria entre dos cuerpos. Líneas de fuerza de la fuerza gravitatoria. Trabajo y energía gravitatoria. Energía gravitatoria. Análisis de curvas de energía potencial gravitatoria entre dos masas. Velocidad de escape. SEMANA 16 EXAMEN FINAL

5 SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO En la semana de prácticas calificada (3 horas), el jefe de práctica del aula deberá utilizar la primera hora para hacer una práctica dirigida en aplicaciones con conceptos físicos y matemáticos a emplearse en el tema de la práctica calificada en las dos horas siguientes. Las prácticas calificadas se deben entregar al alumno después de una semana de realizada. 5. METODOLOGÍA Se empleará el Trabajo en equipo, dinámicas grupales, sistematización, interpretación y comunicación de la información obtenida, con el intercambio conceptos y experiencias, actividades de motivación, de estudio independiente, de interaprendizaje y de retroalimentación 6. EVALUACION a. Modalidad Presencial El reglamento vigente de la Universidad exige la asistencia obligatoria a clases; el 30% de inasistencias inhabilita al alumno a continuar en el curso, colocando como promedio final: NSP. El docente deberá tomar lista en cada clase que dicta registrando las asistencias en el sistema que le proporciona la Universidad. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. La justificación de las inasistencias sólo serán aceptadas con el informe que pueda elevar la Oficina de Coordinación Académica EAPISI al profesor del curso. Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la Universidad. La modalidad de Evaluación será la siguiente:

6 La nota final se establecerá del promedio ponderado de: NF = 30%EP + 30%EF + 40%PPT N.F. = Nota final E.P. = Nota Examen Parcial (30%) E.F. = Nota Examen Final (30%) P.P.T. = Promedio de Prácticas y Trabajos (40%) En el Promedio de Prácticas y Trabajos (P.P.T.), estarán incluidas la Práctica 1, Práctica 2 (prácticas obligatorias programadas por la universidad), además de las prácticas y trabajos adicionales que el docente considere pertinente. Solamente se considerará el redondeo de decimales para la Nota Final (N.F.). El examen Sustitutorio (ES), será tomado en la semana 18 del ciclo y consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el Examen Sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en el Examen Parcial o Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final (N.F.). En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que el Examen Parcial o Examen Final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del Examen Sustitutorio. En todas las evaluaciones se calificará con una escala de 0 a 20 siendo la nota mínima aprobatoria 11 (once). Es de total aplicación el Reglamento de Estudios de la Universidad entregado al alumno. b. Modalidad a distancia A continuación se detallarán los criterios de evaluación de esta asignatura:

7 Exámenes Son evaluaciones que Ud. rendirá en forma presencial en sus unidades descentralizadas. Dichos exámenes consisten en: Examen Parcial, consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final, consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Sustitutorio, consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el Examen Sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en el Examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que las notas obtenidas en el Examen Parcial o Examen Final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con el promedio obtenido antes del examen Sustitutorio. A continuación le señalamos la semana de estudios en la que serán evaluados los exámenes: EXAMEN Examen Parcial Examen Final Examen Sustitutorio SEMANA DE ESTUDIO 4ta semana 8va semana 18ava semana La nota mínima aprobatoria de los exámenes tanto Parcial como Final es de once (11). La máxima calificación a obtenerse en el examen sustitutorio es veinte (20) y la nota mínima aprobatoria del mismo es once (11). Es importante resaltar que la calificación obtenida en el Examen Sustitutorio reemplazará a la nota del Examen Parcial o al Examen Final. Usted solo podrá acceder al Examen sustitutorio sino ha sido evaluado en el examen parcial o en el examen final o haya desaprobado alguno de ellos.

8 Dada la naturaleza del curso, es muy importante que exista la participación activa del estudiante en su proceso de aprendizaje. Por ello, se tiene las siguientes características: NF = 35%EP + 35%EF + 30%AO N.F. = Nota final E.P. = Examen parcial. (35%) E.F. = Examen final. (35%) A.O. = Actividad Obligatoria (30%) Las especificaciones de la actividad obligatoria, han sido dadas a conocer oportunamente, en el campus. 7. BIBLIOGRAFÍA Textos guías 1) Serway : física, tomo I. Cuarta edición 2) Tipler : física, tomo I. Tercera edición 3) Bueche : física para estudiantes de Ciencias e Ingeniería, tomo I Textos complementarios 1) Alonso & Finn : Física vol I Mecánica 2) Halliday & Resnick : Física para estudiantes de Ciencias e Ingeniería, tomo I 3) J. McKelvey, H. Grotch : Física para Ciencias e Ingeniería, tomo I 4) Sears Semansky Young : Física 5) Sears : Mecánica Laboratorios que realizarán en el presente ciclo 1) Mediciones y errores 2) Velocidad instantánea y aceleración en un movimiento curvilíneo haciendo uso de un cuerpo ( puck ) y un resorte. 3) Fuerzas centrales. Conservación del momentum lineal y angular 4) Conservación de la energía : Volante en movimiento en un plano inclinado 5) Teorema de Steiner.