INGENIERÍA AERONÁUTICA: FÍSICA I SÍLABO

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1 INGENIERÍA AERONÁUTICA FÍSICA I SÍLABO I. DATOS GENERALES: 1.1 ASIGNATURA : Física I 1.2 CÓDIGO : PRE-REQUISITO : Ninguno 1.4 HORAS SEMANALES : TEORÍA : PRÁCTICA : N DE CRÉDITOS : CICLO : X 1.7 TIPO DE CURSO : Obligatorio 1.8 DURACIÓN DEL CURSO : 18 Semanas en total 1.9 CURSO REGULAR : 17 Semanas 1.10 EXAMEN SUSTITUTORIO : 01 Semana II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA El curso de Física I se desarrolla en el primer ciclo de la carrera. Es de naturaleza teórico práctico y e n é l s e p r o p o r c i o n a c o n o c i m i e n t o s s o b r e l a s leyes y principios básicos de la mecánica, que son imprescindibles para el desarrollo posterior de las asignaturas de relacionadas con la física, ciencias básicas de la ingeniería, tecnologías básicas y tecnologías aplicadas a la aeronáutica. Comprende y se desarrollan los temas siguientes: Magnitud física. Sistemas de unidades y sistema internacional de unidades. Cantidades vectoriales y operaciones con vectores. Fuerzas. Leyes de Newton. Equilibrio de una partícula y del cuerpo rígido. Cinemática: movimiento rectilíneo, parabólico y circular. Dinámica de la partícula. Trabajo y energía. Sistema de partículas. Movimiento rotacional. Dinámica del cuerpo rígido. Oscilaciones. Gravitación. La asignatura permitirá que los alumnos adquieran los conocimientos esenciales y básicos, para comprender el contenido de las asignaturas que se desarrollan a lo largo de la carrera de Ingeniería Aeronáutica. Página1

2 Durante el desarrollo de la asignatura, a los alumnos se les proporcionará una serie títulos de libros relacionados a la misma. III. OBJETIVOS Objetivos Generales Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: 1. Comprender las leyes físicas de la mecánica newtoniana. 2. Estudiar y aplicar las leyes de conservación, así como su aplicación a la Ingeniería. 3. Guiar al estudiante en el tratamiento de datos experimentales y elaboración de informes científicos. Objetivos específicos 1. Determinar las causas que originan el movimiento de los cuerpos y establecer las ecuaciones del movimiento. 2. Establecer las condiciones de equilibrio de una partícula y del cuerpo rígido. 3. Aplicar las leyes de conservación y la teoría del choque a la solución de problemas prácticos. IV. CONTENIDO DEL CURSO Semana N 1: Introducción. Vectores Sistemas de Unidades. Definición de un vector: Operaciones graficas (suma y resta). Componentes de un vector en el plano y el espacio. Suma y resta de vectores utilizando componentes ortogonales. Producto escalar y vectorial de dos vectores. Semana N 2: Cinemateca de la partícula - I Movimiento unidimensional. Vectores desplazamiento, velocidad media e instantánea, aceleración media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Semana N 3: Cinemateca de la partícula II Representación gráfica del movimiento: posición y velocidad Caída libre. Repaso y problemas de aplicación. versus el tiempo. Semana N 4: Movimiento en un plano Movimiento en un plano, movimiento de un proyectil. Movimiento circular uniforme. Velocidad y aceleración angular. Componentes tangencial y normal de Página2

3 la aceleración. Relatividad del movimiento. Velocidad y aceleración. Problemas de aplicación. Evaluación: Práctica Calificada N 1 Semanas N 5: Dinámica de la partícula - I Ley de inercia. Primera ley de Newton. Segunda y tercera ley de Newton. Unidades de fuerza, Fuerza de fricción. Problemas de aplicación. Primera práctica calificada. Semana N 6; Dinámica de la partícula II Movimiento curvilíneo. Fuerzas tangencial y normal. Sistemas de referencia inercial y no inercial. Movimiento relativo de rotación uniforme. Problemas de aplicación. Semana N 7: Trabajo y Energía - I Trabajo. Definición y unidades. Potencia. Definición y unidades. Energía cinética. Teorema del trabajo y energía. Repaso y problemas de aplicación. Semana N 8: Trabajo y Energía II Energía potencial. Fuerzas conservativas y no conservativas. Principio de conservación de la energía. Problemas de aplicación. Evaluación: Examen Parcial Semana N 9: Dinámica de las partículas I Movimiento del centro de masa de un sistema de partículas. Momentum lineal de un sistema de partículas. Conservación del momentum. Energía cinética de un sistema de partículas. Problemas de aplicación. Semana N 10: Dinámica de las partículas II Choque o impacto. Ecuación fundamental de la teoría del choque. Teorema de la variación del momento angular de un cuerpo durante el choque. Coeficiente de restitución. Uso del impacto en ingeniería. Problemas de aplicación. Semanas N 11: Dinámica de las partículas III Repaso y Taller de problemas Semana N 12: Dinámica de cuerpo rígido - I Momentum angular para una partícula y un sistema de partículas. Momentum Página3

4 angular para un cuerpo rígido. Momento de Inercia. Teorema de Steiner. Problemas de aplicación. Evaluación: Práctica Calificada N 2 Semana N 13: Dinámica de cuerpo rígido - II Ecuación del movimiento de rotación del cuerpo rígido. Energía cinética de rotación. Movimientos giroscópicos. Problemas de aplicación. Semana N 14: Estática Composición de fuerzas concurrentes. Momento de una fuerza con respecto a un punto y a una recta. Momento de varias fuerzas concurrentes. Centro de masa y de gravedad. Par de fuerzas. Equilibrio. Condiciones de equilibrio para una partícula y un cuerpo rígido. Diagrama de cuerpo libre. Problemas de aplicación. Semana N 15: Oscilaciones Movimiento ondulatorio. Movimiento Armónico Simple. Consideraciones energéticas en el movimiento armónico simple. Relación entre el movimiento armónico simple y el movimiento circular uniforme. Resolución de problemas. Semana N 16: Gravitación Ley de la gravitación universal. La constante de la gravitación universal G. Masa Inercial y masa gravitacional. Resolución de problemas. Semana N 17. Examen Final. Semana N 18. Examen Sustitutorio. V. METODOLOGÍA En la primera clase el profesor presenta el silabo y explica la metodología para su desarrollo, que abarcara: 1. Exposiciones de clases utilizando pizarra y los medios audiovisuales. 2. Discusión de los contenidos y de los problemas. 3. Solución de problemas y tareas de problemas. 4. Talleres de solución de problemas. 5. Prácticas de Laboratorio Página4

5 Los contenidos conceptuales se han organizado en unidades temáticas con un criterio de interrelación e integración de sus contenidos, con el propósito de facilitar el conocimiento total de la asignatura. La participación de los alumnos es relevante para promover la construcción del conocimiento del educando. La asignatura será desarrollada principalmente a través de clases teóricas y resolución de talleres para la solución de problemas (prácticas), con en empleo de la pizarra. También en menor medida se desarrollara exposiciones con power point, para lo cual se contará con ayudas audio-visuales (proyector multimedia). Además se desarrollaran clases prácticas y talleres de resolución de problemas, cuya finalidad es fortalecer los conocimientos teóricos y esclarecer las interrogantes que pudieran tener los alumnos tras las exposiciones en clase. VI. EVALUACIÓN De acuerdo al Reglamento vigente de la Universidad, la asistencia de los alumnos a clases es obligatoria y el docente tiene la obligación de pasar lista de asistencia en cada clase que dicta. Asimismo, los alumnos no podrán sobrepasar el 30% de inasistencias justificadas a las horas lectivas teóricas, ni el 20% a las prácticas para tener derecho a la evaluación. La modalidad de evaluación será la siguiente: Trabajo Académico (TA), El Sistema de Evaluación Permanente de la UAP, contempla las siguientes modalidades: Participación en clases, Prácticas Calificadas. Talleres de Solución de problemas, Trabajos de investigación, experimentación u observación. Exposiciones, como también la combinación de los mismos. Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento, en el cual el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso, en el cual el alumno dará sus respuestas por escrito. La ponderación de notas que el profesor debe mantener es la siguiente: Descripción Ponderación Porcentaje Examen Parcial Peso 3 30% Examen Final Peso 3 30% Trabajo Académico Peso 4 40% Página5

6 Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctica de conocimiento de todo el curso y en el cual 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 su Primer 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 la nota más baja del Primer Examen Parcial o del Examen Final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del Examen Sustitutorio. Las calificaciones de los exámenes se regirán por el sistema vigesimal. Para aprobar una asignatura se requiere la calificación mínima de puntos. Si al establecer el Promedio Final de la Asignatura, el estudiantes alcanza una nota con cinco décimas (0,5) o más, se deberá considerar el puntaje entero superior más próximo, ya que a partir de 0.5 centésimas favorece al alumno. VII. BIBLIOGRAFÍA 1.- Bibliografía Básica Resnick Halliday Física, Tomo 1, Ed. CECSA, México. Sears Semansky--Young, Física General, Ed. HARLA, México 2- Bibliografía complementaria Wilson Buffa--Bo Lou Física, Quinta Edición. Editorial Prentice Hall, México Mckelvey Grotch Física para Ciencias e Ingeniería, Ed. Harla, México, Tomo 1. Alonso Finn Fundamental University Physics, Tomo 1, Ed. Wesley. Tipler, Paula Física, Ed. Reverté, Tomo 1, Barcelona, España. Bueche Frederick Física para estudiantes de ciencias e ingeniería, Ed. McGraw- Hill Fishbane Gasiorowicz Trotón Física para Ciencias e Ingeniería, Tomo 1, Ed. Prentice Hall, México Pueblo Libre, agosto 2014 Página6