UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SARMIENTO Instituto de Ciencias Primer Ciclo Universitario PROGRAMA ANALÍTICO

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE GENERAL SARMIENTO Instituto de Ciencias Primer Ciclo Universitario PROGRAMA ANALÍTICO 1. Nombre de la Asignatura: Física I (Mención Tecnología) 2. Docente a cargo: Dr. Eduardo E. Rodríguez 3. Programa de los cursos de Fundamentos El conocimiento de los principios físicos que modelan y explican la evolución de los procesos naturales es la base sobre la que se sustenta la formación de un estudiante de Ingeniería. Los objetivos principales de la materia Física I (Mención Tecnología) son el estudio de las leyes de Newton, la descripción de la evolución dinámica de sistemas físicos simples a partir de la medición de las magnitudes que los caracterizan, la comparación entre teoría y experimento, la elaboración de modelos y su simulación, y el análisis de posibles aplicaciones tecnológicas. 5. Objetivos A) Objetivos generales El objetivo general del curso de Física I es dotar a los alumnos de los aspectos básicos de la mecánica, poniendo énfasis tanto en la comprensión conceptual de los fenómenos como en la solución de problemas mediante el modelado y el cálculo analítico y cuantitativo. Se espera que los alumnos: -comprendan conceptualmente los temas del curso, -integren progresivamente los contenidos abordados, -adquieran y refuercen sus competencias para desarrollar trabajo experimental, -integren teoría y experimentación para la resolución de problemas.

2 B) Objetivos específicos El curso de Física I está proyectado para que, específicamente, los estudiantes puedan: -empezar a comprender aquellos fenómenos que involucran fuerzas e interacciones, -ganen competencias para: suponer razonablemente, formular hipótesis, modelar y resolver en problema analítica o numéricamente, -lograr habilidad para obtener un resultado analítico y poder ver sus alcances y también sus limitaciones, -conectar ideas previas y nuevas de física y matemática, -vincular los temas que se presentan con situaciones cotidianas y en el contexto de las aplicaciones científicas y tecnológicas contemporáneas, -desarrollar habilidades para analizar datos experimentales, -adquirir y mejorar competencias de lecto-escritura mediante la lectura crítica de la bibliografía sugerida y la redacción de informes de laboratorio. 6. Contenidos - Sistema Internacional de unidades. Magnitudes escalares y vectoriales. Representación vectorial. Operaciones con vectores. Productos escalar y vectorial. Sistemas de unidades. - Revisión de cinemática. Velocidad y aceleración. - Principio de interacción. Definición de fuerza. Pares de interacción. Segunda ley de Newton. Aplicación en sistemas simples: obtención de la ecuación de movimiento. - Centro de masas. Momento de una fuerza. Condiciones de equilibrio. - Revisión del movimiento circular. Velocidad angular, aceleración centrípeta y aceleración tangencial. - Cuerpo rígido. Momento de inercia. Energía cinética de rotación. Impulso angular. Principio de conservación del impulso angular. - Oscilaciones libres de sistemas con un grado de libertad. Oscilador armónico. Sistema masa-resorte. Péndulo simple. Péndulo físico. - Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Fenómeno de resonancia.

3 - Ondas viajeras. Ecuación de onda. Ondas transversales y longitudinales. Velocidad de la onda. Ondas armónicas. Reflexión, refracción y transmisión. Energía y potencia transmitidas por la onda. - Superposición de ondas. Ondas estacionarias. Pulsaciones. Ondas de sonido. Actividades de Laboratorio A) Parte introductoria - Error de medición. Expresión de la incertidumbre de una medición. Propagación de incertidumbres. - Pautas para la redacción de informes. - Análisis gráfico cualitativo y cuantitativo. Correlación. Ajuste de curvas. Uso de una planilla de cálculo. B) Experimentos - Análisis gráfico. Análisis de la fotografía de un chorro de agua. Aplicación de las ecuaciones del tiro oblicuo. - Medición de longitudes, masas y ángulos. Medición de fuerzas con un dinamómetro. Aplicación a la determinación de tensiones en hilos. - Estudio de sistemas elásticos. Determinación de la constante elástica k de resortes metálicos. Configuraciones serie y paralelo. Dependencia de k con la longitud del resorte. - Medición de momentos de inercia. Experimentos de rotación. - Estudio de un péndulo simple. Obtención de las leyes del péndulo. Estudio de la dependencia del período con la amplitud de la oscilación. - Sistema masa-resorte. Dependencia de la frecuencia de oscilación con la masa. - Estudio de un péndulo físico. Péndulo de varilla. - Resonancia en un sistema mecánico. Medición de la curva de resonancia. Determinación del factor de calidad. Efecto del rozamiento. - Ondas estacionarias en una cuerda. Medición de la velocidad de la onda.

4 7. Organización de la materia La materia está organizada en clases de presentación de temas (teoría y demostraciones), clases prácticas de ejercitación y prácticas de laboratorio. En las clases prácticas y de laboratorio los alumnos trabajan en grupos de dos o tres miembros. Se desea que las clases teoría-práctica-laboratorio se hallen integradas armoniosamente, de tal forma que los estudiantes se formen con la idea de que los distintos tratamientos no son objetos de estudio independientes. En tanto la Física es una ciencia experimental, se destaca la importancia que esta materia atribuye al Laboratorio. 8. Sistema de evaluación Se evalúa mediante dos exámenes parciales, con sendas instancias de recuperación. Los trabajos prácticos de laboratorio tienen asistencia obligatoria y los alumnos deben presentar un informe hasta dos semanas después de realizado el trabajo. La corrección del informe tiene como posibilidades: Aprobado, Regular (el informe debe corregirse) y Reprobado (el informe o el trabajo práctico deben rehacerse). El objetivo de los parciales es el de evaluar los niveles de comprensión conceptual de los temas tratados, de destreza desarrollada para la resolución de problemas y de competencias adquiridas en el laboratorio. El objeto del examen final es el de evaluar el grado de integración de los conceptos que ha alcanzado el alumno. El examen final es escrito y se aprueba con la nota mínima de cuatro. Se incentiva a que el alumno rinda el examen final inmediatamente después del curso, de tal forma de evitar que los estudiantes acumulen exámenes finales. 9. Sistema de acreditación y promoción La acreditación de los trabajos prácticos se logra con la aprobación de los dos parciales o sus recuperatorios y de los informes de laboratorio, más la presentación de una carpeta con las soluciones de un conjunto de problemas seleccionados de las guías.

5 La materia no es promocional, por tanto el examen final es obligatorio. El examen final es oral y consta de la resolución de problemas que el alumno tiene que explicar haciendo una revisión de los conceptos físicos pertinentes. 10. Bibliografía obligatoria Física, P. Tipler, Vol. 1 y 2. Ed. Reverté, Física universitaria, Vol. 1, F. Sears, M. Zemanski, H. Young y R. Freedman, Pearson Educación, México, Física, Vol. 1, R. Serway, Mc Graw-Hill, Física re-creativa: Experimentos de Física usando nuevas tecnologías, S. Gil y E. Rodríguez, Prentice Hall, Bibliografía complementaria Mecánica para Ingeniería: Estática, A. Bedford y W. Fowler, Addison- Wesley Iberoamericana, Mecánica para Ingeniería: Dinámica, A. Bedford y W. Fowler, Addison- Wesley Iberoamericana, Física: La Naturaleza de las cosas, Vol.1, S. Lea y J. Burke, Internacional Thompson Editores, Cómo se escribe un informe de laboratorio, E. Martínez, Eudeba, Carga horaria El curso es de 136 horas, distribuidas en 2 clases semanales de 4 horas cada una, durante 17 semanas. Clases teóricas: 50 horas (36,7%) Clases de resolución de problemas 50 horas (36,7%) Actividades de laboratorio: 36 horas (26,6%)