TEMARIO FÍSICA UNIVERSITARIA I - ONLINE

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1 TEMARIO FÍSICA UNIVERSITARIA I - ONLINE Prfesr: Edgard L. Ortiz Nieves Curs: Física Universitaria I - Online (FISI 3011) Crédits: 3 Crequisits: FISI Labratri de Física Universitaria I; MATE Cálcul I Oficina física: 125B Nuev Edifici de Ciencias Hras de Oficina: Hras de Oficina Virtuales: edgard.rtiz1@upr.edu Página Web del Curs: Libr de Text Física para Ciencias e Ingeniería (4ta edición); Duglas Giancli; Prentice Hall. Objetivs Generales En este curs se espera que el estudiante: Demstrar su cncimient acerca de la ciencia cm una disciplina de estudi y de desarrll de cncimient científic. Demstrar dmini de ls cncepts y principis básics necesaris para describir fenómens mecánics. Reslver prblemas de mecánica utilizand las destrezas aprpiadas. Desarrllar en el estudiante el raznamient analític aplicándl a la slución de prblemas del mund físic. Objetivs Específics En este curs se espera que el estudiante: Definir el cncept de ciencia. Identificar aspects imprtantes de la ciencia, pr ejempl: estable, dinámica, ciencia cm prces, requiere evidencia empírica, cncimient científic, mdel, leyes y terías, hipótesis científica, ciencia y sciedad, y ciencia y tecnlgía. Explicar aspects imprtantes de la ciencia. Cnstruir una hipótesis científica. Identificar las áreas principales en las que se divide la física. Explicar el enfque de estudi de cada una de las áreas principales de la física. Explicar el cncept de mecánica, y las ds áreas en las que se divide: cinemática y dinámica. Identificar el múltipl de 10 crrespndiente a diferentes prefijs. Utilizar factres de cnversión para reprtar el valr de una cantidad en diferentes unidades. Estimar de manera rápida el valr de una cantidad. Aplicar la técnica de análisis dimensinal para revisar expresines matemáticas y determinar las dimensines de una cantidad. Describir el mvimient de un bjet cn respect a un marc de referencia particular. Diferenciar entre una cantidad vectrial y una cantidad escalar. Reslver prblemas de cinemática usand las ecuacines de mvimient. Explicar el mvimient de un bjet basad en su gráfica de mvimient. Cnstruir gráficas de mvimient para describir el mvimient de un bjet. Multiplicar dividir una cantidad vectrial pr una cantidad escalar. Aplicar el métd de análisis gráfic para determinar la magnitud y dirección de un vectr resultante. Determinar ls cmpnentes de un vectr. Aplicar el métd algebraic para determinar la magnitud y dirección de un vectr resultante. Listar las fuerzas principales en mecánica. Clasificar las fuerzas de acuerd a su rigen (a distancia de cntact). Explicar las implicacines de las tres Leyes de Mvimient de Newtn. Aplicar las Leyes de Mvimient de Newtn para reslver prblemas de dinámica.

2 Temari Física Universitaria I - Online 2 Identificar las fuerzas que actúan en un bjet sistema. Cnstruir un diagrama de cuerp libre para las fuerzas que actúan en un bjet sistema. Aplicar el métd de álgebra vectrial para determinar la fuerza neta que actúa sbre un bjet sistema. Distinguir entre ls cncepts de masa y pes. Reslver prblemas de dinámica aplicand las Leyes de Mvimient. Explicar fenómens ctidians utilizand el cncept de fuerza. Calcular la aceleración centrípeta de un punt de masa en mvimient circular unifrme. Identificar la fuerza respnsible del mvimient circular. Aplicar las leyes de Newtn del mvimient y el cncept de la aceleración centrípeta para reslver ls prblemas de mvimient circular. Distinguir entre la aceleración centrípeta y la aceleración tangencial. Explicar la Ley universal de la gravitación de Newtn y su relación cn el pes. Determinar la magnitud y dirección de la intensidad del camp gravitacinal (g) a una distancia r de un cuerp de masa m. Explica el cncept de trabaj y su relación cn la energía. Calcular el trabaj realizad pr una fuerzas cnstantes y variables. Usar el análisis gráfic para calcular el trabaj realizad pr una fuerza variable. Identificar el tip de energía mecánica en un bjet sistema. Aplicar el terema de trabaj-energía cinética para reslver prblemas. Distinguir entre fuerzas cnservativas y n-cnservativas. Aplicar la ley de Cnservación de Energía Mecánica para reslver prblemas. Establecer la relación entre la ptencia y el trabaj. Calcular la ptencia para un prces. Explicar fenómens ctidians utilizand el cncept de energía. Definir la cantidad de mvimient y escribir la fórmula matemática para el mment lineal de la memria. Escribe la segunda ley de Newtn del mvimient en términs de cantidad de mvimient. Definir impuls y escribir la ecuación que cnecta impuls y cantidad de mvimient. Establecer la Ley de Cnservación del mment para una situación. Distinguir entre un chque perfectamente elástic y un chque cmpletamente inelástic. Aplicar las leyes de cnservación del mment y la energía a ls prblemas de clisines entre ds masas puntuales. Distinguir entre ls cncepts de centr de masa y centr de gravedad. Explicar fenómens ctidians utilizand ls cncepts de cantidad de mvimient e impuls. Cnvertir cantidades angulares de revlucines grads a radianes y viceversa. Distinguir entre la inercia y el mment de inercia. Distinguir entre la cantidad de mvimient y mment angular. Aplicar la ley de cnservación del mment angular para reslver prblemas. Calcular la distancia del braz de palanca para determinar el trque en un bjet. Dibujar un diagrama de cuerp libre que permita establecer la segunda Ley de Newtn para rtacines. Aplicar la ley de cnservación del mment angular a un sistema para reslver prblemas de rtacines. Aplicar la ley de cnservación de la energía para reslver prblemas de rtación. Distinguir entre el equilibri estátic y dinámic, señaland las ds cndicines de equilibri. Reslver prblemas de equilibri usand las ds cndicines de equilibri. Determinar si un bjet está en equilibri estable, inestable neutr. Naturaleza del curs La física cm disciplina de estudi busca desarrllar en ls estudiantes un cncimient cnceptual que les permita reslver prblemas y establecer explicacines de fenómens físics. Pr ende, el curs se basa en la reslución de prblemas aplicand ls cncepts y usand la matemática cm una

3 Temari Física Universitaria I - Online 3 herramienta. Así pues, el estudiante puede esperar del curs un alt grad de ejercicis de práctica y a su vez se espera que el estudiante trabaje la reslución de prblemas mediante ejercicis. Organización del curs en línea La figura muestra la rganización general del curs, el cual está dividid pr unidades y leccines. Las unidades presentan un tópic que se discute pr sub-temas en cada lección de la unidad. Cada unidad y lección están enumeradas de tal manera que el estudiante pueda seguir el rden en que va a trabajar el cntenid del curs. Cada lección incluye diversas actividades de aprendizaje. En cada nivel se evalúa el cncimient del estudiante, mediante diversas actividades, pr ejempl: tareas de escritura, pruebas crtas y exámenes. La evaluación va de específic (leccines) hasta general (curs), de manera que el estudiante tenga la prtunidad de practicar expniend su cncimient en varias instancias del curs. La participación del estudiante es sumamente imprtante y se va a llevar a cab mediante frs de discusión a nivel de unidades. En ls frs ls estudiantes tendrán la prtunidad de discutir cn sus cmpañers de clase ls sub-temas y temas trabajads en las leccines y unidades. Cntenid y tabla de tiemp aprximads Fundaments de las ciencias físicas [Semanas 1-2] Naturaleza de la ciencia Entendiend la física Medición Estimación y dimensines Repas matemátic y vectres [Semanas 3-4] Repas matemátic Vectres Representación y suma mediante el métd gráfic Suma de vectres mediante el métd algebraic Multiplicación de vectres Cinemática traslacinal en 1 y 2 dimensines [Semanas 5-7] Intrducción al mvimient y análisis gráfic Mvimient unifrmemente acelerad en 1D Cinemática vectrial y mvimient en 2D Dinámica Leyes de mvimient [Semanas 8-9] Interaccines y fuerzas Leyes de Mvimient de Newtn Diagramas de cuerp libre y reslución de prblemas Trabaj, energía y su cnservación [Semanas 10-11] Trabaj y energía cinética Energía ptencial y cnservación de energía mecánica Diagramas de energía ptencial y ptencia Clisines y cantidad de mvimient [Semanas 12-13] Mment e impuls Tips de clisines y cnservación de mment Clisines en 2D y centr de masa Mvimient Rtacinal [Semanas 14-15] Cinemática rtacinal

4 Temari Física Universitaria I - Online 4 Dinámica rtacinal Mment de inercia y energía rtacinal Ley ADA/Ley 51 La Universidad de Puert Ric en Cayey cumple cn la Ley ADA (Americans with Disabilities Act) y cn la Ley 51 (Ley de Servicis Integrales para Persnas cn Impediment) para garantizar igualdad tant en el acces al salón de clases cm en la experiencia de enseñanza y aprendizaje. Td estudiante cn impediment puede infrmarle y slicitarle al prfesr de cada curs el que se le prvea acmd raznable a tn cn sus necesidades especiales. Es prerrgativa del estudiante slicitar el acmd raznable al Prgrama de Servicis a Estudiantes cn Impediment lcalizad en el Decanat de Estudiantes. Esta infrmación es de carácter cnfidencial y está prtegida pr la Ley HIPAA. Integridad Académica La Universidad de Puert Ric prmueve ls más alts estándares de integridad académica y científica. El Artícul 6.2 del Reglament General de Estudiantes de la UPR (Cert. Núm. 13, , de la Junta de Síndics) establece que "la deshnestidad académica incluye, per n se limita a: accines fraudulentas, la btención de ntas grads académics valiéndse de falsas fraudulentas simulacines, cpiar ttal parcialmente la labr académica de tra persna, plagiar ttal parcialmente el trabaj de tra persna, cpiar ttal parcialmente las respuestas de tra persna a las preguntas de un examen, haciend cnsiguiend que tr tme en su nmbre cualquier prueba examen ral escrit, así cm la ayuda facilitación para que tra persna incurra en la referida cnducta". Cualquiera de estas accines estará sujeta a sancines disciplinarias en cnfrmidad cn el prcedimient disciplinari establecid en el Reglament General de Estudiantes de la UPR vigente. Referencias Principles f Physics; R. A. Serway; Saunders Cllege Publishing. Física Universitaria; Sears, Zemansky y Yung, Interamericana. Lecturas prvistas pr el prfesr (Physics Teacher, American Jurnal f Physics, Physics Educatin, Jurnal f Cllege Science Teaching, y Cgnitin and Instructin). Understanding Physics - Cummings K., Laws P., Redish E., and Cney P. Jhn Wiley and Sns (2004) Lugar de web del curs: FISI3191 (B61) Física Universitaria I Integrada (Edgard Ortiz) Evaluación Sumativa Exámenes (65%) Tareas (20%) Asistencia y participación en clase (15%) Exámenes Se darán tres exámenes particiales y un final, tds en frmat presencial. Ls exámenes cnsistirán de ejercicis cnceptuales y númerics, tant en frmat bjetiv (pr ejempl de alternativas múltiples) cm subjetiv (prblemas abierts).

5 Temari Física Universitaria I - Online 5 Tareas Las tareas del serán diversas y dependerán del tópic discutid. Las tareas incluyen: quizes, ensays, y trabajs grupales. Participación La participación en el curs es escencial. Esta se dará mayrmente mediante frs de discusión en cada una de las unidades. Se espera que cada estudiante participe de manera activa, ayudand a sus cmpañers. Distribución de Ntas A: B: C: D: F: 54 0.