Universidad de Panamá

Transcripción

1 Universidad de Panamá Facultad de Ingeniería Programa Sintético de Física I FIS 100 I. DATOS GENERALES. 1. Denominación de la asignatura: Física I FIS Código: Ciclo: Primero 4. Créditos: Cinco (5) 5. Horas de dedicación: Totales: 8 (Teóricas: 3; Prácticas: 2; Laboratorio: 3) 6. Pre-requisitos: II. DESCRIPCIÓN. El desarrollo del hombre siempre ha estado unido a la física y el papel que ella ha desempeñado en las transformaciones de la sociedad, sus teorías y sus conceptos fundamentales, así como los grandes avances hacen que ella esté incluida como un eslabón en la formación del individuo. Esto hace que esta asignatura sea de vital importancia en las carreras de Ingeniería, la cual incluye en sus planes de estudio, cursos que requieren como base de conocimientos generales el dominio y manejo de leyes fundamentales de la Mecánica y Gravitación Universal, entre otras. Por lo tanto, se hace imprescindible que los facilitadores de la educación universitaria, desarrollen en el estudiante las competencias fundamentales para una adecuado manejo de las leyes de la mecánica y de la gravitación, sus fundamentos teóricos, sus conceptualizaciones, sus fuentes, sus características y el análisis de la realidad de los mismos, que le permitan involucrarse en el futuro, con las herramientas, aplicaciones y técnicas de análisis de los fenómenos de las diversas

2 ingenierías. Este programa consta de ocho (8) módulos: Módulo 1: Vectores en dos y tres dimensiones y sus aplicaciones. Módulo 2: Cinemática de partículas en el plano y en el espacio; Trayectorias rectilíneas y curvilíneas. Módulo 3: Dinámica del movimiento. Módulo 4: Equilibrio estático y elasticidad. Módulo 5: Trabajo y Energía. Módulo 6: Momento lineal, impulso y colisiones. Módulo 7: Cinemática y Dinámica de cuerpos rígidos. Módulo 8: Gravitación Universal La metodología es teórico-práctica con clases grupales. La evaluación es periódica e incluye la diagnóstica, formativa y sumativa y también incluirá las modalidades de Heteroevaluación, Autoevaluación y Coevaluación. III. COMPETENCIAS. Competencias Genéricas. a. Capacidad para analizar. b. Capacidad de organizar y planificar. c. Capacidad para el razonamiento crítico. d. Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes. e. Capacidad para la solución de problemas Competencias Específicas. a. Utiliza los fundamentos y principios de la Física en la solución de problemas ingenieriles. b. Aplica el conocimiento de los principios de la mecánica general, la estática de sistemas estructurales, la geometría de masas, los principios y métodos de análisis del comportamiento elástico del sólido. c. Elabora y utiliza los modelos físicos en la interpretación y manejo de eventos naturales. d. Aplica los principios fundamentales de la mecánica en el análisis de los fenómenos físicos, enfatizados en la utilidad que tendrán en el mundo de la ingeniería. IV. CONTENIDOS. Módulo 1: Vectores en 2 y 3 dimensiones y sus aplicaciones. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas) Sistemas de coordenadas Magnitudes escalares y vectoriales.

3 1.3. Propiedades de los vectores Componentes de los vectores y vector unitario Operaciones vectoriales: Suma, resta y multiplicación (escalar y vectorial) Aplicación de los vectores Gráficas y funciones. Módulo 2: Cinemática de partículas en el plano y en el espacio; Trayectorias rectilíneas y curvilíneas. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas) Conceptos cinemáticos generales Rapidez media, velocidad media e instantánea, aceleración media e instantánea Movimiento en una, dos y tres dimensiones con velocidad constante, con aceleración constante y con aceleración variable Deducciones de las ecuaciones del movimiento mediante el cálculo y sus aplicaciones Movimiento en caída libre, movimiento de proyectiles, movimiento circular. Módulo 3: Dinámica del movimiento. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas). 3.1 Fuerzas e interacciones. Fuerza fundamentales de la naturaleza 3.2 Fuerzas de fricción 3.3 Leyes de newton y diagramas de cuerpo libre 3.4 Primera Ley de Newton: partículas en equilibrio 3.5 Segunda Ley de Newton: dinámica de la partícula 3.6 Dinámica del movimiento circular Módulo 4: Equilibrio estático y elasticidad. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas). 4.1 Condiciones de equilibrio 4.2 Momento de una fuerza: torque 4.3 Centro de gravedad 4.4 Equilibrio de cuerpos rígidos. 4.5 Propiedades elásticas de los materiales. 4.6 Esfuerzo, deformación y módulos de elasticidad 4.7 Elasticidad y plasticidad Módulo 5: Trabajo y energía. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas). 5.1 Trabajo (fuerza constante y variable) 5.2 Energía cinética, energía potencial (gravitacional y elástica) 5.3 Teorema trabajo-energía 5.4 Fuerzas conservativas y no conservativas 5.5 Trabajo y energía potencial 5.6 Conservación de la energía, sistemas conservativos y sistemas no conservativos 5.7 Diagramas de energía

4 5.8 Potencia. Módulo 6: Momento lineal, impulso y colisiones. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas). 6.1 Momento lineal e impulso 6.2 Teorema del impulso y momento lineal 6.3 Conservación del momento lineal 6.4 Colisiones: elásticas e inelásticas, en una y dos dimensiones 6.5 Energía de un sistema de partículas 6.6 Centro de masa. Movimiento del centro de masa. Módulo 7: Cinemática y Dinámica de cuerpos rígidos. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas). 7.1 Movimiento de un cuerpo rígido con aceleración angular constante y con aceleración angular variable. 7.2 Rotación alrededor de un eje fijo. 7.3 Energía cinética de rotación; momento de inercia. 7.4 Trabajo, energía y potencia en el movimiento rotacional. 7.5 La ecuación del movimiento rotacional. 7.6 Torque, momento angular y su conservación. Módulo 8: Gravitación Universal. Duración del módulo: 2 semanas (16 horas) Campo gravitatorio Ley de Newton de gravitación universal Leyes de Kepler y el movimiento de cuerpos celestes Consideraciones de energía en el movimiento planetario y de satélites. V. METODOLOGÍA Y RECURSOS. 1. Metodología. Utiliza una metodología participativa en donde el estudiante será un sujeto activo y responsable de la construcción de sus aprendizajes Se utilizarán técnicas de estudio independiente, exposiciones dialogadas demostraciones, talleres, laboratorios. También la organización de pequeños grupos de trabajo, lecturas analíticas individuales y grupales, discusiones en grupo, elaboración y presentación de síntesis e intercambio de experiencias de aprendizaje. Además informes de laboratorios, que favorezcan el aprendizaje crítico, creador y constructivo 2. Recursos.

5 a. Gráficos diversos. b. Mapas. c. Perfiles e informes escritos según el tema abordado. VI. CRITERIOS DE EVALUACIÓN. El sistema de evaluación que se utilizará será el que rige el Estatuto Universitario de la Universidad de Panamá para los estudios de pre-grado y grado que constan en la Sección Sexta (De la Evaluación de los Aprendizajes) del Capítulo VIII (Del Régimen Académico). Este proceso de evaluación de los aprendizajes se basará en las evaluaciones de tipo diagnóstica, formativa y sumativa; en las modalidades de autoevaluación, unidireccional y coevaluación, a juicio del profesor y según la Programación Analítica. Criterios Ponderación Parciales: Entre el 30% al 40% Otras actividades: Entre el 20% al 30% Examen Final: Entre el 30% al 40% Total: 100 % VII. BIBLIOGRAFÍA. 1. CUMMINS, K.; LAWS, P. & REDISH, E. (2004). Understanding Physics. Johan Wiley and Sons, Inc. 2. CRUMETT, W.; WESTERN, A (1984). University Phisics: Models and Applications. Wm, C., Brown Publishers. 3. MOTT, Robert. Mecánica de Fluidos Aplicada. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A., México. 4. SERWAY, R. A. Física para ciencias e ingeniería. Vol. I, sexta edición. Editorial Thompson. 5. DOUGLAS, Giancoli. Physics: Priciples with Applications. Vol SEARS & ZEMANSKY (2008). Física universitaria con física moderna. 12 ava Edición:

6 Printice Hall, Vol HECHT, EUGENE Physics: Calculus, 2nd Edition, Books/Cole. Thompson Learning. 8. HEWEITT, PAUL G Conceptual Physics, 7th Ed. Harper Collins, College Publishers. 9. OHANIAN, HANS C., MARKERT, JOHN T Physics for Engineers and Scientits, Vol 1. 3th Edition, WW Norton & Company. 10. OLENICK, RICHARD., APOSTOL, TOM M. & GOODSTEIN, DAVID L The Mechanical Universe. Introduction to Mechanics and Heat. Cambridge University Press. 11. RESNICK, HALLIDAY Y KRANE. Física. VOL BUECHE, FEDERICK J. Física para estudiantes de Ciencias e Ingeniería. VOL 1, 13. DAVID HALLIDAY, ROBERT RESNICK. & JEARL WALKER. - Fundamentals of Physics Extended. 14. SEARS & ZEMANSKY Física Universitaria con Física moderna. 12da Edición. Printice Hall. Vol 1