Centro de Nanociencias y Nanotecnología Licenciatura en Nanotecnología

Transcripción

1 PROGRAMA DE ASIGNATURA 1 CLAVE DENOMINACIÓN DE LA ASIGNATURA SEMESTRE 0203 MECÁNICA CLÁSICA SEGUNDO MODALIDAD CARÁCTER HORAS HORAS/SEMANA CRÉDITOS SEMESTRE TEÓRICAS PRÁCTICAS CURSO, OBLIGATORIA 96 2 LABORATORIO ETÁPA BÁSICA TIPO TEÓRICO-PRÁCTICA ÁREA DE CONOCIMIENTO CIENCIAS BÁSICAS Y MATEMÁTICAS OBJETIVO GENERAL Mostrar al alumno las bases de la mecánica clásica y aplicarlas a la solución de problemas. Introducir al alumno a los métodos sistemáticos de solución de problemas en el ámbito de las ingenierías. Enfatizar la importancia de los principios generales de conservación de cantidades físicas, y mostrar su utilidad para el análisis de problemas de la mecánica. Que el alumno desarrolle habilidades para llevar a cabo análisis dimensional, manejo de las unidades, estimación de valores e importancia relativa de los diferentes factores que participan en un problema. OBJETIVOS DEL LABORATORIO Que el alumno aprenda a medir cantidades físicas, a plantear experimentos, a manejar el equipo de laboratorio, a analizar e interpretar los resultados de sus experimentos (incertidumbres, errores, aproximaciones, ajuste de curvas, etc.). Que el alumno aprenda los conceptos fundamentales de la Mecánica Clásica mediante la realización de experimentos. SERIACIÓN OBLIGATORIA O INDICATIVA DE LAS ASIGNATURAS ASIGNATURA ANTECEDENTE ASIGNATURA SUBSECUENTE CÁLCULO I, CALOR, ONDAS Y FLUIDOS ÁLGEBRA LINEAL Y GEOMETRÍA ANALÍTICA TEMAS # HORAS I Conceptos fundamentales II Cinemática 8 III Dinámica de una partícula IV Trabajo y energía V Sistema de partículas VI Cuerpo rígido 8 VII Movimiento oscilatorio VIII Interacciones gravitacionales Total horas 6 1 Elaborado por Dra. Laura Viana 1

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3 CONTENIDO TEMÁTICO Unidad Tema Horas clase I II III IV V VI 1. Conceptos fundamentales 1.1. Cantidades físicas Unidades Vectores y leyes de la física. 1.. Conceptos de espacio, de tiempo y de marco de referencia. 2. Cinemática 2.1. Movimiento rectilíneo Movimiento bajo aceleración constante Movimiento circular. 2.. Movimiento curvilíneo general. 3. Dinámica de una partícula 3.1. Conceptos de partícula, de masa y de fuerza La ley de la inercia. Primera Ley de Newton Principio de conservación del momento lineal. 3.. Segunda Ley de Newton Tercera Ley de Newton Fricción Momento angular Fuerzas centrales.. Trabajo y energía.1. Concepto de trabajo..2. Potencia..3. Energía cinética... Energía potencial..5. Fuerzas conservativas..6. Principio de conservación de la energía..7. Conservación en el trabajo mecánico..8. Fuerzas no conservativas. 5. Sistemas de partículas 5.1. Dinámica de un sistema de partículas Movimiento del centro de masa de un sistema de partículas Teorema de conservación de la cantidad de movimiento. 5.. Teorema de conservación de la energía Colisiones elásticas e inelásticas. 6. Cuerpo rígido 6.1. Momento angular del cuerpo rígido Cálculo del momento de inercia Energía cinética de un cuerpo rígido. 6.. Ecuaciones de movimiento de un cuerpo rígido

4 Unidad Tema Horas clase VII VIII 7. Movimiento oscilatorio 7.1. Oscilador armónico simple Péndulo simple Superposición de movimientos armónicos simples. 7.. Movimiento amortiguado Oscilaciones forzadas Resonancia Osciladores armónicos acoplados. 8. Interacciones gravitacionales 8.1. Gravedad Ley de la Gravitación Universal de Newton Movimiento general bajo la fuerza gravitacional. 8.. Leyes de Kepler. Total horas 6 Bibliografía básica Baird, D.C Experimentación: Una introducción a la teoría de mediciones y al diseño de experimentos, Editorial Prentice-Hall Hispanoamericana, México. Garduño, R. 1988, Manual de apoyo para el curso de Laboratorio de Física Clásica I, editado por la Facultad de Ciencias, UNAM, México. Halliday, D., Resnik, R, Walker, J., 2003, Física, parte I, Compañía Editorial Continental, México. Halliday, D., Resnik, R, Walker, J., 2007, Fundamentals of Physics, 8 th edition, John Wiley & Sons, Inc. NY., USA. ISBN-: ISBN-13: Oda, B., Introducción al análisis gráfico de datos experimentales, editado por la Facultad de Ciencias, UNAM, México. Serway, Raymond A., Faughn, Jerry S., 2009, Fundamentos de Física, 8ª edición, Cengage Universitaria, México. ISBN Pendiente Bibliografía complementaria Soutas, Robert W., Inman, Daniel J. et al, 2009, Mecánica para ingenieros, Dinámica, Edición Computacional, 1ª edición, Cengage Universitaria, México. ISBN X; ISBN Feynman, R.P., Leighton, R.B., Sands M., 1987, The Feynman Lectures on Physics, Vol. I, Addison-Wesley, Read, Mass, Estados Unidos. ISBN-: ISBN-13:

5 PRÁCTICAS DE LABORATORIO SUGERIDAS TEMAS #HORAS I Cinemática de cuerpos simples II Péndulo simple III Medición de la aceleración de la gravedad IV Conservación de la cantidad de movimiento V Conservación de la energía VI Oscilaciones amortiguadas y forzadas VII Movimientos acoplados VIII Dispersión de partículas por cuerpos rígidos Total de horas 32 SUGERENCIAS DIDÁCTICAS TÉCNICAS DE EVALUACIÓN SUGERIDAS Exposición oral x Exámenes parciales x Exposición audiovisual x Examen final x Ejercicios dentro de clase x Trabajos y tareas fuera del aula x Ejercicios fuera del aula x Prácticas de laboratorio x Lecturas obligatorias x Participación en clase x Prácticas de taller o laboratorio x Trabajo de investigación x ESTRATEGIAS DE ENSEŇANZA Se sugiere dar mayor importancia a la realización completa del diseño experimental, que al número de experimentos efectuados. Se busca estimular el ingenio mostrado por el alumno y el trabajo en equipo. PERFIL DE LOS PROFESORES QUE PUEDEN IMPARTIR LA TEORÍA: Profesor con estudios de posgrado (maestría o doctorado) en ciencias físicas, matemáticas o de las ingenierías, con experiencia en la enseñanza de la física. PERFIL DE LOS PROFESORES QUE PUEDEN IMPARTIR EL LABORATORIO: Profesor con estudios en ciencias físicas, matemáticas o de las ingenierías, con estudios de posgrado (maestría o doctorado), con experiencia en la enseñanza de la física y trabajo en laboratorio. 5