INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

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1 PROGRAMA SINTÉTICO UNIDAD ACADÉMICA: UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA CARRERA: Ingeniería en Alimentos, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Biomédica, Ingeniería Farmacéutica UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada NIVEL: I OBJETIVO GENERAL: El alumno resolverá problemas en el contexto numérico, gráfico y analítico, que involucren conceptos y leyes de la física del movimiento y experimentará las leyes de la física del movimiento. DESCRIPCIÓN GENERAL DE CONTENIDOS: I. Física, magnitudes físicas y mediciones II. Magnitudes escalares y vectoriales III. Cinemática IV. Dinámica V. Trabajo y energía VI. Momento e impulso VII. Mecánica de fluidos ORIENTACIÓN DIDÁCTICA: Realización de ejercicios ilustrativos en clase, implementación de situaciones didácticas por parte del profesor y por parte de los alumnos, la solución y exposición de problemas en clase, tareas extra-clase y prácticas experimentales en el laboratorio de física. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: La evaluación teórica es en tres partes. Para cada una de ellas se tiene evaluación continua, evaluación escrita y evaluación práctica. La evaluación continua toma en cuenta; participación colaborativa e individual en clase, realización de tareas. La evaluación escrita de cada una de las partes se toma en cuenta los contenidos de la unidad I, II y III. Para la segunda se examina las unidades IV y V. En la última las unidades VI y VII. La evaluación práctica es la realización experimental y entrega de prácticas de cada unidad temática. Se promedian las tres evaluaciones. En caso de reprobar o incrementar calificación alguna de las unidades se realiza un examen extraordinario de todos los contenidos de las unidades global, la evaluación tiene un porcentaje del 100%. La calificación es de 0 a 10, para acreditar el curso la calificación mínima es de 6. Es requisito acreditar el laboratorio para la aprobación del curso. BIBLIOGRAFÍA: Resnick Robert; Hallidey David; Krane Kenneth S. Física Vol. I; Editorial CECSA; México; 2002; 1-137, y págs. Serway Raymond A.; Física Tomo I; Editorial McGraw-Hill; México; 1993; 1-214, págs.

2 UNIDAD ACADÉMICA: Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología CARRERA: Ingeniería en Alimentos, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Biomédica, Ingeniería Farmacéutica OPCIÓN: PROFESIONAL ASOCIADO: ÁREA FORMATIVA: Científica Básica UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada TIPO DE UNIDAD DE APRENDIZAJE: Teórico práctica / obligatoria VIGENCIA: Agosto 2006 NIVEL: I CRÉDITOS: 7.5 MODALIDAD: Escolarizada PROPÓSITO GENERAL La Física es una ciencia introductoria teórica y experimental para la ingeniería, le permite al alumno involucrarse a realizar experimentos y hacer medidas directas e indirectas de magnitudes físicas, realizar análisis estadístico de datos, modelación matemáticas del experimento, que le permiten interpretación de información experimental. Por otro lado le permite plantear y resolver problemas en forma cualitativa y cuantitativa, esto es, con cierta información de ciertas magnitudes físicas le es posible inferir, interpolar, aproximar, predecir otras cantidades. La física del movimiento es anterior para otras unidades de aprendizaje, como física de la energía, termodinámica, transferencia de calor, fenómenos de transporte, análisis de circuitos, mecánica de fluidos, y otras relacionadas. OBJETIVO GENERAL El alumno resolverá problemas en el contexto numérico, gráfico y analítico, que involucren conceptos y leyes de la física del movimiento y experimentará las leyes de la física del movimiento. TIEMPOS ASIGNADOS HORAS TEORÍA/SEMANA: HORAS PRÁCTICA/SEMANA: HORAS TEORÍA/NIVEL: 54 HORAS PRÁCTICA/NIVEL: 27 HORAS TOTALES/NIVEL: 81 UNIDAD DE APRENDIZAJE DISEÑADA O REDISEÑADA POR: Academia de Física y Matemáticas REVISADA POR: Subdirección Académica. APROBADA POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar Dr. Enrique Durán Páramo AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo del IPN. M. en C. Jorge R. Sosa Pedroza

3 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 2 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: I NOMBRE: Física, magnitudes físicas y mediciones El alumno explicará el concepto de la Física, sus campos de aplicación, las unidades de medida de las magnitudes físicas, los diferentes sistemas de medida y sus relaciones de conversión. 1.1 Presentación del curso Concepto de Física y sus dominios de aplicación Unidades fundamentales de medición. Sistemas de unidades. Unidades derivadas. Conversión de unidades Notación científica. Operaciones con notación científica (suma, resta, multiplicación, división, potenciación, radicación). Propagación de errores Planteamiento y resolución de problemas que involucren magnitudes físicas, conversión de unidades y propagación de errores, realización de mediciones experimentales y registro de datos, cálculo de la propagación de errores y entregará ejercicios extra-clase, La unidad I, II y III se tomará en cuenta para la primera evaluación parcial. El examen tiene un peso de 60%, la evaluación continua (entrega de ejercicios y tareas, participación en clase individual y en equipo) 10%, y la realización y entrega de prácticas experimentales 30%.

4 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 3 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: II NOMBRE: Magnitudes escalares y vectoriales El alumno resolverá problemas con cantidades escalares y vectoriales en el plano y en el espacio Definición de cantidades escalares y vectoriales Representación geométrica y analítica de un vector Magnitudes físicas escalares y vectoriales Álgebra de vectores. Multiplicación por un escalar Suma y resta. Producto punto. Producto cruz Aplicaciones Realización y planteamiento de problemas que involucren magnitudes escalares, realización de operaciones con vectores, entrega de ejercicios extra-clase y tareas. La unidad I, II y III se tomará en cuenta para la primera evaluación parcial. El examen tiene un peso de 60%, la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas experimentales 30%.

5 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 4 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: III NOMBRE: Cinemática El alumno aplicará las ecuaciones de predicción y los conceptos de posición, rapidez, velocidad media e instantánea, aceleración media e instantánea y las ecuaciones de predicción del movimiento de una partícula, en una dimensión y en dos dimensiones en la resolución de problemas de partículas en movimiento. 3.1 Cinemática en una dimensión Movimiento rectilíneo uniforme Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Cinemática en dos dimensiones Tiro parabólico Resolución de problemas que involucren las ecuaciones de predicción y los conceptos de posición y tiempo, velocidad y aceleración media, velocidad y aceleración instantánea del movimiento en una y dos dimensiones. Realización de prácticas experimentales del movimiento rectilíneo uniforme y de tiro parabólico y resolución de ejercicios extra-clase. La unidad I, II y III se tomará en cuenta para la primera evaluación parcial. El examen tiene un peso de 60%, la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas experimentales 30%.

6 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 5 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: IV NOMBRE: Dinámica El alumno aplicará las Leyes de Newton que involucran distintos tipos de fuerzas en la naturaleza, para resolver diversos problemas de dinámica Conceptos básicos: masa, peso y fuerza Sistemas de referencia: inerciales y no inerciales Leyes de Newton Diagrama del cuerpo libre Fuerzas de la naturaleza Fuerza de rozamiento. Coeficiente de fricción estática y coeficiente de fricción cinética Aplicaciones. Plano inclinado sin fricción y plano inclinado con fricción Poleas Movimiento circular y fuerza centrípeta 1.0 Resolución de problemas que involucren las leyes de Newton, realización de experimentos del plano inclinado que consideren las fuerzas de rozamiento y elaboración de ejercicios extra-clase. La unidad IV y V se tomará en cuenta para la segunda evaluación parcial, el examen tiene un peso de 60% y la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas experimentales 30%.

7 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 6 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: V NOMBRE: Trabajo y energía El alumno aplicará los conceptos de trabajo, energía cinética, energía potencial en la resolución de problemas de dinámica Concepto de trabajo. Trabajo realizado por una fuerza constante. Trabajo realizado por una fuerza variable Concepto de Energía Definición de la energía cinética. Teorema del trabajo energía cinética. Aplicaciones. 5.3 Definición de potencia y aplicaciones 2.0 Resolución de problemas que involucren los conceptos de trabajo, energía cinética y energía potencial, realización de práctica experimental de plano inclinado y de conservación de energía relacionadas con la unidad temática y resolución de ejercicios extra-clase. La unidad IV y V se tomará en cuenta para la segunda evaluación parcial, el examen tiene un peso de 60% y la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas experimentales 30%.

8 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 7 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: V I NOMBRE: Momento e impulso El alumno utilizará los conceptos de momento, impulso y energía en problemas de colisiones elásticas e inelásticas Concepto de momento lineal e impulso Centro de masa. Leyes de conservación del momento y energía Colisiones Colisiones elásticas e inelásticas Aplicaciones de la conservación del momento. 1.0 Resolución de problemas involucren los conceptos momento e impulso, y energía cinética. Realización de prácticas experimentales de colisiones elásticas e inelásticas y resolución de ejercicios extra-clase. La unidad VI y VII se tomará en cuenta para la tercera evaluación parcial, el examen tiene un peso de 60% y la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas 30%.

9 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 8 DE 10 N UNIDAD TEMÁTICA: NOMBRE: Mecánica de fluidos El alumno aplicará los conceptos básicos vistos en clase para la resolución de problemas de fluidos en reposo y fluidos en movimiento Concepto de fluido. Presión y densidad. Principio de Pascal y principio de Arquímedes. Medición de presión para un fluido estático. Variación de la presión atmosférica con la altura Flujo de fluidos. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli Aplicaciones de la mecánica de fluidos. Planteamiento y resolución de problemas de fluidos en reposo y en movimiento, y realización de ejercicios extraclase. La unidad VI y VII se tomará en cuenta para la tercera evaluación parcial, el examen tiene un peso de 60% y la evaluación continua (entrega de ejercicios, participación en clase individual y en equipo) 10% y la realización y entrega de prácticas 30%.

10 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 9 DE 10 RELACIÓN DE PRÁCTICAS PRÁC- TICA No NOMBRE DE LA PRÁCTICA Mediciones y análisis estadístico de datos Mediciones Indirectas y propagación de errores Análisis de datos, graficas y ajuste de curvas UNIDADES TEMÁTICAS I I I DURACIÓN LUGAR DE REALIZACIÓN Todas las prácticas se realizan en el laboratorio de física. 4 Movimiento rectilíneo III 5 Cinemática en un plano III Leyes de Newton IV 7 Trabajo y energía V 8 Impulso e impetu VI 9 Colisiones VI EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Realización de prácticas, entrega del informe en equipo de cada una de ellas en forma escrita, y realización de examen teórico-práctico, al cabo de realizadas las practicas en un 80%, y se aplica en el laboratorio de física, se promedian las calificaciones de las prácticas y el examen teórico-práctico. El peso del laboratorio tiene un peso del 30% de la calificación global y es requisito acreditar el laboratorio para acreditar la asignatura.

11 UNIDAD DE APRENDIZAJE: Física del Movimiento Aplicada HOJA: 10 DE 10 PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1 I, II, III Primera evaluación parcial. Examen escrito 60%, evaluación continua (participaciones en clase, entrega oportuna de tareas) 10% y laboratorio 30% IV, V VI, VII Global Segunda evaluación parcial. Examen escrito 70%, evaluación continua (participaciones, entrega oportuna de tareas) 10% y laboratorio 30%. Tercera evaluación parcial. Examen escrito 70%, evaluación continua (participaciones, entrega oportuna de tareas) 10%, laboratorio 30%. En caso de no aprobar algunas de las tres evaluaciones parciales, o incrementar la calificación obtenida, se puede optar por presentar examen extraordinario escrito, que consta de todas las unidades del curso, la evaluación tiene un porcentaje del 100% Es necesario aprobar el laboratorio para tener derecho al examen final y para acreditar la asignatura, así como la asistencia presencial de laboratorio con un mínimo de 80 %. B C BIBLIOGRAFÍA 1 X Baird D. C.; Experimentación Una Introducción a la Teoría de Mediciones y al Diseño de Experimentos; Editorial Prentice Hall; México; 1991; págs. 2 3 X X Resnick Robert; Hallidey David; Krane Kenneth S. Física Vol. I; Editorial CECSA; México; 2002, 1-137, y págs. Serway Raymond A.; Física Tomo I; Editorial McGraw-Hill; México; 1993; 1-214, págs. 4 5 X X Tipler Paul A.; Física Vol. I; Editorial McGraw-Hill; México; 2001; 1-220, y págs. Tippens Paul E.; Física Conceptos y Aplicaciones; Editorial McGraw-Hill; México; 2001; 1-150, , págs.

12 PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGIA CARRERA: Ingeniería en Alimentos, Ingeniería Ambiental, Ingeniería Biomédica, Ingeniería Farmacéutica NIVEL I ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM. ACADEMIA: Física y Matemáticas ASIGNATURA: Física del Movimiento Aplicada ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Titulo profesional de Físico, Ingeniero Físico, o carrera afín 2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno resolverá problemas en el contexto numérico, gráfico y analítico, que involucren conceptos y leyes de la física del movimiento y experimentará las leyes de la física del movimiento. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS Geometría analítica Análisis vectorial Mecánica de Newton Mecánica de Fluidos Cálculo vectorial Cálculo diferencial e integral EXPERIENCIA PROFESIONAL Un año en docencia en el nivel superior impartiendo la materia Tener cursos de actualización docente HABILIDADES Manejo de grupo Didáctica en resolución de problemas Comunicación Respeto Tolerancia Ética Perseverancia ACTITUDES Superación docente y profesional Compromiso con la docencia e investigación Compromiso social ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ Lic. Enrique Jaime Martínez Capistrán Dr. Gustavo Valencia del Toro Dr. Enrique Durán Páramo PRESIDENTE DE ACADEMIA SUBDIRECTOR ACADÉMICO DIRECTOR Fecha: Agosto de 2006