Nombre de la Asignatura FÍSICA I INFORMACIÓN GENERAL Escuela. Departamento Unidad de Estudios Básicos

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1 Código UNIVERSIDAD DE ORIENTE FÍSICA I INFORMACIÓN GENERAL Escuela Departamento Unidad de Estudios Básicos Ciencias Horas Semanales 06 Horas Teóricas 03 Pre-requisitos Total Horas Semestre 96 Horas Prácticas 03 Créditos 04 Semestre II Área Física Vigencia Semestre (Julio 2014) Elaborado por Ing. Lilibeth Rodriguez MSc Ing. María Mariño MSc Ing. Zoraida Balza MSc Ing. Ismeira Velásquez MSc Tipo Obligatoria SÍNTESIS DE CONOCIMIENTOS PREVIOS Operaciones con números reales, trigonometría, resolución de sistemas de ecuaciones, función cuadrática, notación científica. INTRODUCCIÓN Física I es una asignatura perteneciente al ciclo básico común para todas las especialidades de ingeniería, proporciona conceptos básicos asociados al movimiento de los cuerpos, desde su descripción hasta el análisis de las causas que lo generan. El manejo de estas definiciones permite que el estudiante desarrolle una mayor comprensión de los fenómenos naturales, fomentando el pensamiento analítico y el manejo de técnicas generales de resolución de problemas de gran utilidad en el desarrollo de su formación académica, así como en su ejercicio profesional. JUSTIFICACIÓN La asignatura Física I estudia conceptos básicos relacionados con el movimiento de los cuerpos, la comprensión de estos conceptos generan un cimiento sólido para la construcción de conocimientos en áreas avanzadas de la ingeniería, además de desarrollar e incentivar el trabajo colaborativo realizado de forma analítica y crítica, fomentar el pensamiento lógico para la resolución de problemas físicos aplicados a la ingeniería, contribuyendo a la formación de profesionales con una mejor compresión de su entorno y con la capacidad de enfrentar los problemas, aportando soluciones éticas, integrales y creativas que contribuyan al desarrollo de la sociedad. Hoja: 1 / 7

2 INFORMACIÓN GENERAL (cont.) OBJETIVO GENERAL El objetivo de esta asignatura es aplicar los conocimientos impartidos sobre el estudio del movimiento de la partícula para la resolución de problemas físicos con una visión práctica, reforzando el razonamiento y la comprensión lógica de los fenómenos físicos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Definir la física como ciencia pura no aplicada y su influencia sobre las diferentes disciplinas de ingeniería. Analizar las magnitudes físicas en distintos sistemas de unidades, para la resolución de problemas de fenómenos físicos que se dan en el entorno y realizar análisis dimensional. Realizar operaciones con vectores utilizando métodos analíticos y gráficos para aplicarlos a la resolución de problemas físicos. Aplicar los conceptos asociados a la cinemática tanto rectilínea como curvilínea para la resolución de planteamientos físicos. Determinar el centro de masa de un cuerpo utilizando ecuaciones asociadas al movimiento del mismo. Aplicar las leyes del movimiento para la resolución de problemas referidos al movimiento de los cuerpos en forma rectilínea y curvilínea. Aplicar la Ley de la Conservación de la cantidad de movimiento y la energía para la resolución de problemas referidos al movimiento de los cuerpos. Aplicar del concepto de trabajo en situaciones donde las fuerzas dependan de la posición, definiendo las características cinemáticas del movimiento. Hoja: 2 / 7

3 UNIDAD 1 NOCIONES GENERALES DE LA FÍSICA Definir a la física como ciencia no aplicada y establecer su clasificación. Establecer la relación entre la física y otras ramas. Ubicar históricamente a grandes físicos asociados con la física como: Newton, Galileo, Maxwell, Einstein, entre otros. Definición de la física, ramas de la física, relación de la física con otras ciencias, desarrollo histórico de la física, influencia de la física en la ingeniería. UNIDAD 2 Magnitudes y Dimensiones Relacionar los valores de una misma magnitud física en dos sistemas de unidades diferentes. Reconocer los símbolos de un análisis dimensional. Establecer la homogeneidad de las formulas a las que ha llegado como medio de corrección de las mismas Definición de magnitudes, definición de magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas, concepto de medición, unidad, sistemas de medición, sistemas de unidades, conversión de unidades, concepto de análisis dimensional, símbolos empleados en el análisis dimensional, reglas para realizar el análisis dimensional. Hoja: 3/7

4 UNIDAD 3 Vectores Definir una magnitud vectorial y una magnitud escalar y dar ejemplo de cada una de ellas. Diferenciar las magnitudes vectoriales de las escalares. Encontrar la resultante entre dos o más vectores en el plano mediante la aplicación del método gráfico y el método analítico (método trigonométrico). Determinar las componentes rectangulares de un vector en el plano y en el espacio en función de sus vectores unitarios. Sumar vectores en el espacio y en el plano mediante sus componentes. Determinar el producto escalar y vectorial entre dos vectores. Concepto de cantidad vectorial y cantidad escalar, definición de vector, tipos de vectores, operaciones con vectores: suma de vectores, métodos gráficos: método del polígono y método del paralelogramo; métodos analíticos: componentes rectangulares, ley del coseno y el seno, multiplicación de vectores: multiplicación de un escalar por un vector, producto escalar, producto vectorial. UNIDAD 4 Movimiento Rectilíneo de una partícula Definir cinemática de una partícula. Definir magnitudes cinemáticas. Clasificar los movimientos según la aceleración. Realizar graficas X t, V t y a t, a partir de un problema dado. Caracterizar el movimiento vertical. Enunciar los principios de la caída libre. Identificar situaciones donde existan dos tipos de aceleración. Definición de cinemática, magnitudes cinemáticas: vector posición, vector desplazamiento, velocidad media, velocidad instantánea, rapidez media, rapidez instantánea, aceleración media, aceleración instantánea, distancia recorrida. Tipos de movimiento rectilíneo: movimiento rectilíneo uniforme y movimiento rectilíneo uniformemente variado. Graficas cinemáticas. Movimiento vertical, caída libre, resolución de problemas de movimiento vertical. Hoja: 4/7

5 UNIDAD 5 MOVIMIENTO EN EL PLANO Definir las magnitudes cinemáticas asociadas al movimiento curvilíneo. Aplicar las ecuaciones de movimientos unidimensionales al movimiento parabólico. Aplicar las ecuaciones de movimientos unidimensionales al movimiento circular. Aplicar las ecuaciones de movimientos unidimensionales en su forma angular en el movimiento circular. Magnitudes cinemáticas asociadas al movimiento curvilíneo, composición de movimiento, movimiento en el plano con aceleración constante (movimiento de proyectiles): lanzamiento horizontal, lanzamiento oblicuo hacia arriba y hacia abajo; componentes normal y tangenciales de la aceleración, movimiento circular: movimiento circular uniforme y movimiento circular variado. UNIDAD 6 DINÁMICA Definir las leyes del movimiento. Identificar las fuerzas que intervienen en el movimiento. Aplicar las Leyes de Newton al movimiento rectilíneo y curvilíneo. Determinar el centro de masa de un sistema de partículas. Aplicar la segunda ley de Newton en función de la cantidad de movimiento e impulso de un sistema de partículas. Definición de dinámica, Leyes de Newton: Ley de inercia, Ley fundamental de la dinámica, ley de acción y reacción; diferencias entre peso y masa, fuerzas que intervienen en el movimiento (peso, normal, tensión, fricción), diagrama de cuerpo libre, Movimiento circular: Péndulo (cónico y simple), movimiento en una curva peraltada, movimiento en una curva con fricción; Centro de masa de un sistema de partículas (posición, velocidad, aceleración, cantidad de movimiento); Principio de la Conservación de la Cantidad de Movimiento, Impulso. Hoja: 5/7

6 UNIDAD 7 TRABAJO Y ENERGÍA Determinar el trabajo total realizado por fuerzas constantes y variables sobre un cuerpo. Aplicar el teorema del trabajo y la energía cinética. Determinar las características del movimiento de una partícula a partir de la función de energía potencial. Identificar las fuerzas conservativas y las no conservativas. Aplicar el principio de conservación de la energía mecánica. Aplicar el teorema de las fuerzas no conservativas. Definición de trabajo, trabajo realizado por una fuerza constante, trabajo realizado por una fuerza variable, trabajo realizado por un resorte, Trabajo total realizado sobre un cuerpo, Energía cinética, teorema del trabajo y la energía cinética, energía potencial: energía potencial gravitatoria, energía potencial almacenada en un resorte; características de las fuerzas conservativas y no conservativas, principio de conservación de la energía mecánica, teorema de las fuerzas no conservativas. Hoja: 6/7

7 Física I ( ) BIBLIOGRAFÍA Serway, R. y Jewett, J. (2009) Física para Ciencias e Ingeniería. Volumen 1. Cengage Learning. Séptima Edición. México. Sears, F., Zemansky, M. y otros (2004) Física Universitaria. Volumen 1. Pearson Educación. Décimo primera edición. México. Bauer, W. y Wesrfall, G. (2011) Física para Ingeniería y Ciencias. Volumen 1. Mc Graw Hill. México. Giancoli, D. (1997) Física Principios y Aplicaciones. Prentice Hall Hispanoamericana. Cuarta Edición México. Ohanian, H. y Markert, J. (2009) Física para Ingeniería y Ciencias. Mc Graw Hill. Tercera Edición. México. Hoja: 7/7