Pontificia Universidad Católica del Ecuador

Transcripción

1 1. DATOS INFORMATIVOS: FACULTAD: INGENIERÍA CARRERA: Civil Asignatura/Módulo: Física 1 Código:12049 Plan de estudios: Nivel: Primero Prerrequisitos: Aprobar preparatorio o examen de ubicación Correquisitos:10241, 14303, 10178, Materias de cadena: Período académico: I semestre N Créditos: 6+2 PROFESOR: Ing. Patricio Castro Merino e Ing. Diego Egas Varea(Teoría) ; Ing. Suyana Arcos (Práctica) Nombre: Patricio Castro Merino Grado académico o título profesional: Ingeniero Civil. Masterado: Ingeniería del Transporte Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: MATEMÁTICA, FÍSICA, ALGEBRA, GEOMETRÍA Indicación de horario de atención al estudiante: Teléfono: Cubículo: Extensión 1842, Cel. Nombre: Diego Egas Varea Grado académico o título profesional: Ingeniero Civil. Masterado: Investigación Educativa y Docencia Universitaria, Ingeniería del Transporte degasv@hotmail.com degasv@puce.edu.ec Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: MATEMÁTICA, FÍSICA, ESTADÍSTICA, ALGEBRA LINEAL, GEOMETRÍA ANALÍTICA Indicación de horario de atención al estudiante: Teléfono: Cubículo: Extensión 1412, Cel Nombre: Grado académico o título profesional: Suyana Arcos Ingeniera de Sistemas. sfarco@puce.edu.ec Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: ACTIVIDADES EN EL CAMPO DE LA FÍSICA APLICADA A PRÁCTICAS DE LABORATORIO. Indicación de horario de atención al estudiante: Teléfono: Cubículo: Extensión DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso de Física I es teórico y experimental. En la parte teórica se dan las bases metrológicas, se define la naturaleza de las magnitudes y se determina la base operacional para manejar las magnitudes vectoriales. Se formulan modelos matemáticos de la Estática, para resolver los problemas de equilibrio de los cuerpos, se analizan los fenómenos de la Cinemática de traslación y se formulan los modelos matemáticos de los movimientos. En la parte experimental se observan los fenómenos y se hace la comprobación experimental de los modelos 3. OBJETIVO GENERAL: Proporcionar al estudiante de ingeniería la teoría y aplicación de los principios de la estática de la partícula y de los cuerpos rígidos en R 2 y R 3 así como de la cinemática para desarrollar la habilidad de analizar cualquier problema de manera sencilla y lógica que se encuentran en la práctica ingenieril.

2 4. RESULTADOS DE APRENDIZAJE: Al finalizar el curso, el/a estudiante estará en capacidad de: 1. Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos 2. Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos 3. Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. Nivel de desarrollo de los resultados de aprendizaje Inicial / Medio / Alto MEDIO MEDIO MEDIO MEDIO

3 Teóricas Prácticas Tutoría SEMANA N de horas Valoración Pontificia Universidad Católica del Ecuador 5. RELACIÓN CONTENIDOS, ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE: N HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE EVIDENCIAS CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) CLASES Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE Descripción CAPITULO 1.- METROLOGIA 1.1Introducción 1.2Medida de las magnitudes físicas. Unidades y sistemas de unidades. 1.3El Sistema Internacional de Unidades (SI). Magnitudes fundamentales y derivadas. 1.4Mediciones y errores en las mediciones. Medidas directas e indirectas. Propagación de los errores en las medidas indirectas. Aparatos de medición. 1 y 2 12h 4h Programa de la materia y Cronograma de actividades. (Teoría y Práctica) Consulta bibliográfica sobre los contenidos de metrología. Laboratorio: medida del período de un péndulo simple. Medida de la superficie de cuerpos de prueba. Determinación de los errores de medida. Laboratorio: Medida de volúmenes de algunos cuerpos de prueba y determinación de los errores de medida. sistema de unidades, transformación de unidades, análisis dimensional y teoría de errores 16h Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de Laboratorio 1.Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos 2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. 4.Desarrollar habilidades y destrezas Informe grupal escrito y exposición del mismo, sobre metrología. Presentación de ejercicios resueltos de sistema de unidades, transformación de unidades, análisis dimensional y teoría de errores 0, ,4

4 CAPITULO 2.- ESTÁTICA DE PARTÍCULAS 2.1Fuerzas en el plano: Introducción 2.2Fuerza sobre una partícula. Resultante de dos fuerzas. 2.3Vectores 2.4 Adición de vectores 2.5 Resultante de varias fuerzas concurrentes. 2.6 Descomposición de una fuerza en sus componentes. 2.7 Componentes rectangulares de una fuerza. Vectores unitarios. 2.8 Adición de fuerzas sumando sus componentes. 2.9 Equilibrio de una partícula en R Primera ley del movimiento de Newton. 2.11Ejercicios de aplicación. 2.12Fuerzas en el espacio: componentes rectangulares de una fuerza 2.13Definición de una fuerza en base a la magnitud y dos puntos. 2.14Adición de fuerzas concurrentes en el espacio. 2.15Equilibrio de una partícula en el espacio 2.16Ejercicios de aplicación. 3 a h Consulta bibliográfica sobre vectores y equilibrio de la partíclula en R 2. vectores y equilibrio de la partícula en R 2. Laboratorio: descomposición de una fuerza Consulta bibliográfica sobre vectores y equilibrio de la partícula en R 3. Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanares concurrentes vectores y equilibrio de la partícula en R 3. 24h en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. Presentación de ejercicios resueltos de vectores y equilibrio de la partícula R 2. Informe de laboratorio Prueba escrita en de las unidades 1 y 2 (hasta equilibrio de la partícula en R 2 ), a partir de un cuestionario entregado por el profesor Informe de laboratorio Presentación de ejercicios resueltos de vectores y equilibrio de la partícula en R 3. Prueba escrita de la unidad 1 y 2, a partir de un cuestionario entregado por el profesor 0,4 6 5,25 6 0,4 6,0

5 Teóricas Prácticas SEMANA Tutoría N de horas Valoración Pontificia Universidad Católica del Ecuador N HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE EVIDENCIAS CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) CLASES Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE Descripción CAPITULO 3.- CUERPOS RÍGIDOS 3.1 Introducción: Fuerzas externas e internas. 3.2 Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes 3.3 Producto vectorial de dos vectores 3.4 Momento de una fuerza con respecto a un punto. 3.5 Teorema de Varignon. 3.6 Producto escalar de dos vectores. 3.7 Producto triple mixto de tres vectores 3.8 Momento de una fuerza con respecto a un eje dado. 3.9 Momento de un par. 3.10Pares equivalentes. 3.11Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. 3.12Reducción de un sistema de fuerzas a una llave de torsión o torsor. 7 a 9 18h 6h Consulta bibliográfica momento de una fuerza respecto de un punto, teorema de varignon, sistemas equivalentes Laboratorio: momento de una fuerza momento vectorial y momento respecto a un punto producto escalar, momento respecto a un eje Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanar paralelo sistemas equivalentes 24h Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de Laboratorio 1.Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos 2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. de producto vectorial y momento respecto de un punto de producto escalar, momento respecto a un eje de sistemas equivalentes 0,3 6 0,3 6 0,3

6 Laboratorio: momento de una fuerza 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. Prueba escrita en parejas de la unidad 3 a la 4, a partir de un cuestionario entregado por el profesor. 6 5,25 CAPITULO 4.- EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS 4.1 Introducción: Diagrama de cuerpo libre. 4.2 Equilibrio en dos dimensiones: Reacciones y conexiones. 4.3 Equilibrio de un cuerpo rígido en tres dimensiones. 4.4 Reacciones y conexiones para una estructura tridimensional. 10 y 11 12h 4h Consulta bibliográfica de equilibrio de cuerpos rígidos en R 2 y R 3. equilibrio de cuerpos rígidos en R 2. Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanar, no paralelo, no concurrente. equilibrio 16h de equilibrio en R 2. 0,3 6 0,3 equilibrio de cuerpos rígidos en R 3. de equilibrio en R 3. 6,0 Prueba escrita de la unidad 1 a la 4, a partir de un cuestionario entregado por el profesor

7 Teóricas Prácticas Tutoría SEMANA N de horas Valoración Pontificia Universidad Católica del Ecuador N HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE EVIDENCIAS CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) CLASES Actividades ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE Descripción CAPITULO 5.- CINEMÁTICA DE PARTÍCULAS 5.1 Movimiento rectilíneo de partículas: posición, velocidad y aceleración. 5.2 Determinación del movimiento de una partícula. 5.3 Movimiento rectilíneo uniforme. 5.4 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. 5.5 Movimiento de varias partículas. 5.6 Solución gráfica de problemas de movimiento rectilíneo. 5.7 Movimiento rectilíneo: Vector de posición, velocidad y aceleración. 5.8 Componentes rectangulares de la velocidad y la aceleración. 5.9 Movimiento en dos direcciones: consideraciones vectoriales, trayectorias 5.10Movimiento dentro de un 12 a 15 18h 6h Consulta bibliográfica de cinemática de partículas movimiento rectilíneo de partículas Laboratorio: Práctica para analizar las características del movimiento rectilíneo uniforme. MRU, MRUV y soluciones gráficas Laboratorio: Práctica para analizar las características del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. 24h Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de laboratorio 1. Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos 2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el de movimiento rectilíneo de partículas Presentación ejercicios de MRU, MRUV y soluciones gráficas Prueba escrita en parejas de la unidad 5, a partir de 7,0

8 campo de fuerzas uniforme. Movimiento de proyectiles. Laboratorio: cálculo de la aceleración de la gravedad Solución de problemas de movimiento en dos direcciones manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. un cuestionario entregado por el profesor. de movimiento en dos direcciones Laboratorio: Tiro semiparabólico Solución de problemas movimiento parabólico Presentación de deberes movimiento parabólico Prueba escrita de la unidad 1 a la 5, a partir de un cuestionario entregado por el profesor. 8,0

9 6. METODOLOGÍA Y RECURSOS: a. METOLOGÍA DE LA TEORÍA: La mecánica es esencialmente una ciencia deductiva. Las deducciones se presentan en secuencia lógica y con todo el rigor exigido a este nivel. Sin embargo, como el aprendizaje es un proceso en gran parte inductivo, se presentan algunas aplicaciones sencillas. Es importante que cada estudiante aprenda a aprender, descubriendo su estilo y forma de aprendizaje, que le permita construir nuevos conocimientos. El presente curso pretende formalizar el aprendizaje cooperativo y colaborativo y/o facilitar la formación de grupos de estudio, mediante la intensificación de la investigación bibliográfica, talleres, deberes y trabajos en grupo, pruebas en pareja y con libro abierto, el contacto con los compañeros y/o el docente mediante correo electrónico, chat y foros de discusión. DE LA PRÁCTICA: El método científico, es el procedimiento que se sigue en las prácticas de los laboratorios para comprobar la validez de los conceptos teóricos. La observación de los fenómenos, la experimentación y la deducción cualitativa y cuantitativa de las leyes físicas son desarrolladas por los estudiantes en los laboratorios de la universidad. Después de las sesiones de laboratorio (que son trabajadas en grupo), los estudiantes elaboran un Informe de Laboratorio que contiene una consulta bibliográfica, notas sobre los experimentos, conclusiones y recomendaciones sobre el tema tratado. b. RECURSOS Instrumentos y equipo de laboratorio, textos, proyector, computador portátil, internet, pizarrón, marcadores. 7. EVALUACIÓN: El semestre se divide en tres períodos que se evalúan de la siguiente manera: los dos primeros sobre quince puntos (15) y el tercero sobre veinte (20), dando un total de cincuenta puntos (50). Cada período se evalúa con las siguientes ponderaciones: la práctica el 15 % y la teoría el 85%. La parte práctica es evaluada en los informes que presentan los estudiantes, considerando la investigación bibliográfica, el redescubrimiento y la comprobación de las principales leyes físicas. El campo teórico se consideran los deberes, trabajos, lecciones, talleres, prueba y examen efectuados por los alumnos en cada período.

10 TIPO DE EVALUACIÓN CRONOGRAMA* CALIFICACIÓN 1.PARCIAL 15 2.PARCIAL 15 3.PARCIAL 20 *PRÁCTICA: Las calificaciones se entregan al profesor de teoría de la materia una semana antes de la fecha límite de entrega de calificaciones de cada bimestre, el mencionado profesor realiza los promedios y entrega en secretaría. *TEORÍA: según calendario proporcionado por la secretaría de la Faculta de Ingeniería De acuerdo a los requerimientos de la facultad, la tabla indica las ponderaciones de la evaluación de cada ítem PONDERACION DE CADA ÍTEM A SER EVALUADO POR PERÍODO ITEM EXAMEN PRUEBA OTRAS ** PRÁCTICA PONDERACIÓN 40 % 35 % 10 % 15 % ** Deberes, trabajos, talleres, lecciones FORMATO DE PRESENTACIÓN DE TAREAS Todas las tareas que se evalúan en el presente curso deberán tener el siguiente formato: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR FACULTAD: Ingeniería PROFESOR: ESCUELA: ESTUDIANTE: CURSO: PARALELO: DESCRIPCIÓN: ASIGNATURA: FECHA: TEMA: El espacio de profesor se llena acorde al profesor que imparta la teoría o la práctica. En escuela, curso y asignatura se llena de acuerdo a la carrera, curso con paralelo y asignatura donde cada estudiante curse. En estudiante va(n) el (los) nombre(s) del (os) estudiante (s) que realiza(n) la(s) tarea(s). En descripción va el nombre de la tarea (Taller, Deber, Trabajo, Lección, Prueba, Laboratorio) seguida de dos números: uno romano que indica el período y otro decimal que informa la estadística por período de cada una de las tareas realizadas. La fecha de entrega y el tema de una tarea se colocan en los espacios correspondientes. En toda tarea realizada deberá indicarse la bibliografía correspondiente.

11 8. BIBLIOGRAFÍA: a. BÁSICA Bibliografía (Normas APA) BEER, Ferdinandd P., JOHNSTON E. Russell Jr, (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Sexta edición, Johnston Mc Graw-Hill, Johnston BEER, Ferdinandd P., JOHNSTON E. Russell Jr, (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica, Sexta edición, Johnston Mc Graw-Hill, Johnston HIBBELER, R.C., (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Cuarta edición, México, CECSA HIBBELER, R.C., (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Cuarta edición, México, CECSA AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? N Ejemplares 1998 Sí Sí Sí Sí 1 b. COMPLEMENTARIA Bibliografía (Normas APA) SEARS, Francis W., ZEMMANSKY, Mark W., YOUNG, Hugh D. y FREEDMAN Roger A., (2004), Física Universitaria. Vol. 1., Décimo primera edición, México, Pearson Educación SERWAY, Raymond A., (1997), Física, Tomo I, Cuarta edición, México, Mc Graw Hill RESNICK Robert, HALLIDAY David, KRANE Kenneteth S., (2006), Física, Vol. 1, Quinta edición en inglés o Cuarta edición en español, México, CECSA AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? N Ejemplares 2004 Sí Sí Sí 1 c. RECOMENDADA Bibliografía (Normas APA) WILSON, Jerry D., BUFA, Janthony J. y BO Lou, (2009), Física, sexta edición PEARSON, México Prentice Hall HECHT, Eugene, Fundamentos de Física, (2001), Segunda Edición, México, THOMSON AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? N Ejemplares 2009 Sí Sí 1 d. BIBLIOTECAS VIRTUALES Y SITIOS WEB RECOMENDADOS o/default.htm

12 Revisado: f) Coordinación de Docencia fecha: Aprobado: f) Decano Por el Consejo de Facultad fecha: fecha: