Pontificia Universidad Católica del Ecuador

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1 1. DATOS INFORMATIVOS: MATERIA O MÓDULO: Física General CÓDIGO: CARRERA: NIVEL: Civil Preparatorio No. CRÉDITOS: 6 CRÉDITOS TEORÍA: 6 CRÉDITOS PRÁCTICA: SEMESTRE / AÑO ACADÉMICO: Segundo Semestre PROFESOR: Nombre: Grado académico o título profesional: Breve indicación de la línea de actividad académica: Hector Vicente Cajas Navarrete Ingeniero Civil Física, Algebra y Geología Indicación de horario de atención a estudiantes: Correo electrónico: 9H00 a 10H00 hectorvcajas@andinanet.net, hvcajas@ingerecons.com Teléfono: , / Cel DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA: La física abarca lo grande y lo pequeño, lo antiguo y lo nuevo. Del átomo a la galaxia, de los circuitos eléctricos a la aerodinámica, la física es parte fundamental del mundo que nos rodea. En este curso se tratan los temas más relevantes de la mecánica clásica: la física y la medición, vectores, cinemática, dinámica, trabajo y energía, impulso cantidad de movimiento, hidromecánica y se realiza una introducción a la termodinámica con el tratamiento de termometría y dilatación. Si el estudiante cursó física en el bachillerato, probablemente aprenderá los conceptos más pronto de los que no lo hicieron; de todas formas, se propone que el alumno aprenda física y que disfrute de esa experiencia que le presenta esta fascinante materia.. OBJETIVO GENERAL: Nivelar los conocimientos teóricos y prácticos de física de los aspirantes a la. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de: 4.1. Relacionar los fenómenos físicos con los respectivos modelos matemáticos. 1

2 4.2. Definir las magnitudes de la mecánica desde el punto de vista físico para entenderlas y utilizarlas adecuadamente en los procesos de la naturaleza. 4.. Diferenciar las magnitudes físicas que intervienen en un determinado fenómeno físico de la mecánica Resolver problemas de la mecánica, para profundizar y utilizar los conocimientos adquiridos, en situaciones de la vida cotidiana Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos y equipos de laboratorio para tomar datos, veraces y lo más reales posibles, para demostrar fenómenos relacionados con la mecánica. 5. CONTENIDOS 5.1. PLAN ANALÍTICO DE LA TEORÍA CAPÍTULO 1.- LA FÍSICA Y LA MEDICIÓN 1.1. Introducción: fenómenos naturales y físicos, ciencia, concepto de física Estados físicos de la materia: materia, estados de la materia 1.. Método científico: definición, procesos o pasos Medidas y sistemas: magnitud, sistemas de medida, sistema SI. CAPITULO 2.- VECTORES 2.1. Magnitudes escalares y vectoriales: concepto, vector, elementos, clasificación Vectores en forma geométrica: operaciones gráficas, componentes, resultante. 2.. Representación analítica de vectores: vector unitario, componentes, operaciones Productos vectoriales: producto de un escalar por un vector, producto escalar y vectorial de vectores. CAPITULO.- CINEMÁTICA.1. Cinemática de la partícula: concepto de posición, trayectoria, espacio, desplazamiento, velocidad y aceleración. Análisis general de movimiento de traslación..2. Movimiento en una dirección: MRU, MRUV, caída libre y lanzamiento vertical... Movimiento en dos direcciones: Consideraciones de las ecuaciones del movimiento..4. Movimiento parabólico: definición, ecuaciones..5. Movimientos circulares: desplazamiento, velocidad y aceleración angulares, aceleraciones normal, tangencial y resultante MCU, MCUV. CAPITULO 4.- DINÁMICA 4.1. Leyes de Newton: inercia, fuerza, acción, reacción Acciones y reacciones: concepto, clasificación, fuerza de rozamiento, diagrama del cuerpo libre. 4.. Dinámica de la traslación: condiciones, aplicaciones Fuerza centrípeta y centrífuga: conceptos, aplicaciones. CAPITULO 5.- EQUILIBRIO Y ELÁSTICIDAD 5.1. Estática: equilibrio, condiciones generales, momento de una fuerza, par de fuerzas, aplicaciones Centro de gravedad 5.. Resolución de problemas del equilibrio de cuerpos rígidos 5.4. Esfuerzo, tensión y modelos de elasticidad 5.5. Elasticidad y plasticidad CAPÍTULO 6.- TRABAJO Y ENERGÍA 2

3 6.1. Conceptos de trabajo y energía. Unidades. Ecuaciones dimensiónales Trabajo de una fuerza constante y una fuerza variable. 6.. Teorema de trabajo y energía. Conservación de la energía Aplicación del principio de conservación de la energía en la resolución de problemas de dinámica Máquinas simples: concepto, clasificación, estudio de ellas Potencia mecánica. Rendimiento de mecanismos. CAPITULO 7.- IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO 6.1. Concepto impulso y cantidad de movimiento. Unidades. Ecuaciones dimensiónales Impulso producido por una fuerza constante y por una fuerza variable. 6.. Teorema de impulso y cantidad de movimiento. Conservación de la cantidad de movimiento Aplicación del principio de impulso y cantidad de movimiento en la resolución de problemas de dinámica Choque de los cuerpos. Leyes de los choques. Aplicaciones. CAPITULO 8.- HIDROMECÁNICA 8.1. Densidad y peso específico 8.2. Fluidos: presión y Principio de Pascal 8.. Flotación y principio de Arquímedes 8.4. Dinámica de fluidos y ecuación de Bernoulli. CAPITULO 9.- TEMPERATURA Y DILATACIÓN 9.1. Temperatura y equilibrio térmico 9.2. Termómetros y escalas de temperatura 9.. Escala de Kelvin 9.4. Expansión térmica 9.5. Esfuerzos de origen térmico 5.2 PLAN CURRILAR DEL CURSO TEÓRICO CURSO SESION CONTENIDO ACTIVIDADES PREPARATORIO 1 Indicaciones generales Lectura Sylabus, asignación de temas de trabajo 2 Introducción: fenómenos naturales y físicos, ciencia, concepto de física. Estados físicos de la materia: materia, estados de la materia Método científico: definición, procesos o pasos. Medidas y sistemas: magnitud, sistemas de medida, sistema SI, teoría de errores. Magnitudes escalares y vectoriales: concepto, vector, elementos, clasificación. Vectores en forma geométrica: operaciones gráficas, componentes, resultante. Exposición de trabajos, trabajo de investigación Exposición, taller, deber

4 Representación analítica de vectores: vector unitario, componentes, operaciones. Representación analítica de vectores: vector unitario, componentes, operaciones. Productos vectoriales: producto de un escalar por un vector, producto escalar y vectorial de vectores. Productos vectoriales: producto de un escalar por un vector, producto escalar y vectorial de vectores. Cinemática de la partícula: concepto de posición, trayectoria, espacio, desplazamiento, velocidad y aceleración. Análisis general de movimiento de traslación. Movimiento en una dirección: MRU, MRUV, caída libre y lanzamiento vertical. Movimiento en una dirección: MRU, MRUV, caída libre y lanzamiento vertical. Movimiento en una dirección: MRU, MRUV, caída libre y lanzamiento vertical. FÍSICA Y LA MEDICIÓN, VECTORES, MR Movimiento en dos direcciones: Consideraciones de las ecuaciones del movimiento. Movimiento parabólico: definición, ecuaciones. Movimiento en dos direcciones: Consideraciones de las ecuaciones del movimiento. Movimiento parabólico: definición, ecuaciones. Movimientos circulares: desplazamiento, velocidad y aceleración angular, normal, tangencial y resultante MCU, MCUV. Movimiento parabólico y Movimiento circular FÍSICA Y LA MEDICIÓN, VECTORES, MR, MOVIMIENTO EN DOS DIRECCIONES Leyes de Newton: inercia, fuerza, acción, reacción. Acciones y reacciones: concepto, clasificación, fuerza de rozamiento, diagrama del cuerpo libre. Dinámica de la traslación: condiciones, aplicaciones. Fuerza centrípeta y centrífuga: conceptos, aplicaciones a la dinámica Fuerza centrípeta y centrífuga: conceptos, aplicaciones a la dinámica Fuerza centrípeta y centrífuga: conceptos, aplicaciones a la dinámica Exposición, taller, deber, deber, deber Exposición, trabajo en grupo Prueba I-1 Exposición, ejercicios, taller, deber Exposición, ejercicios, taller, deber Exposición, trabajo en grupo Exposición, trabajo en grupos, ejercicios, deber Examen 1 Ejercicios, taller Exposición, ejercicios, taller 4

5 Estática: equilibrio, condiciones generales, momento de una fuerza, par de fuerzas, aplicaciones Estática: equilibrio, condiciones generales, momento de una fuerza, par de fuerzas, aplicaciones Esfuerzo, tensión y modelos de elasticidad Esfuerzo, tensión y modelos de elasticidad Elasticidad y plasticidad DINÁMICA TRASLACIONAL, ESTÁTICA Y ELASTICIDAD Conceptos de trabajo y energía. Unidades. Ecuaciones dimensiónales. Trabajo de una fuerza constante y una fuerza variable. Conceptos de trabajo y energía. Unidades. Ecuaciones dimensiónales. Trabajo de una fuerza constante y una fuerza variable. Teorema de trabajo y energía. Conservación de la energía. Teorema de trabajo y energía. Conservación de la energía. Aplicación del principio de conservación de la energía en la resolución de problemas de dinámica Aplicación del principio de conservación de la energía en la resolución de problemas de dinámica DINÁMICA,ESTÁTICA, ELASTICIDAD, TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA Concepto impulso y cantidad de movimiento. Unidades. Ecuaciones dimensiónales. Impulso producido por una fuerza constante y por una fuerza variable. Teorema de impulso y cantidad de movimiento Conservación de la cantidad de movimiento. Aplicación del principio de impulso y cantidad de movimiento en la resolución de problemas de dinámica, Choque de los cuerpos. Leyes de los choques Densidad y peso específico Prueba II-01 Examen 2 Exposición, entrega de trabajos, ejercicios, taller Trabajo en grupos, ejercicios. 8 Fluidos: presión y Principio de Pascal Exposición, ejercicios, trabajo en grupos 9 Flotación y principio de Arquímedes Exposición de trabajos, ejercicios, taller, deber 5

6 Flotación y principio de Arquímedes Dinámica Bernoulli. de fluidos y ecuación de Dinámica de fluidos y ecuación de Bernoulli. Dinámica de fluidos y ecuación de Bernoulli. IMPULSO, CANTIDAD DE MOVIMIENTO, HIDROMECÁNICA Prueba III Temperatura y equilibrio térmico Termómetros y escalas de temperatura; Escala de Kelvin Expansión térmica Expansión térmica Y Esfuerzos de origen térmico ESTÁTICA, TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA, IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO Exposición, entrega de trabajos, ejercicios, taller exposición, ejercicios, taller Exposición, entrega de trabajos, ejercicios, taller Examen Revisión de pruebas, exámenes. Entrega de notas. 6. METODOLOGÍA, RECURSOS: Clases magistrales, trabajos de consulta, exposiciones, deberes, talleres, pruebas parciales y exámenes. Como recursos pizarra, marcadores, libros, cuadernos, internet 7. EVALUACIÓN De acuerdo a la programación de fechas, de entrega de notas, de la, para cada uno de los tres bimestres las notas se obtienen de acuerdo al siguiente sistema de calificaciones: NOTA 1 Deberes: Pruebas Parciales: Examen: 4 puntos 5 puntos 6 puntos NOTA 2 Deberes: Pruebas Parciales: Examen: 4 puntos 5 puntos 6 puntos 6

7 NOTA Deberes: Pruebas Parciales: Examen: 4 puntos 8 puntos 8 puntos CRONOGRAMA DE EVALUACIONES: Se indica en el NUMERAL 5.2 FECHA DE ENTREGA DE CALIFICACIONES EN SECRETARÍA: Según calendario de la facultad 8. BIBLIOGRAFÍA TEXTOS DE REFERENCIA: Sears, Francis W., Zemansky, Mark W., Young, Hugh D. y Freedman Roger A., Física Universitaria. Vol. 1., Décimo primera edición, Pearson Educación, México, 2004 Ferdinandd P. Beer, E. Russell Johnston Jr, Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica, Sexta edición, Mc Graw-Hill, México, 1998 TEXTOS RECOMENDADOS: Michael Valero, Física fundamental, Tomo I, Nueva edición, Grupo editorial NORMA, Bogotá, 1997 Raymond A. Serway, Física, Tomo I, Cuarta edición, Mc Graw Hill, México, 1997 Pal G. Hewitt, Física Conceptual, Tercera edición, Pearson Education, México, 1999 Aprobado: Por el Consejo de Escuela f) Director de Escuela fecha: Por el Consejo de Facultad 7

8 f) Decano fecha: 8

9 Asignatura: Física SEMANA (1-17) N de horas de clases teóricas ACTIVIDADES DE INTERACCIÓN DOCENTE - ESTUDIANTES (HORAS PRESENCIALES) N de horas de clases prácticas, laboratorios, talleres Organización Docente Semanal N de horas de tutorías especializadas TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE (HORAS NO PRESENCIALES) ACTIVIDADES (Descripción) N de horas EVALUACIONES TEMAS A TRATAR (N del tema, unidad, o capítulo descritos en Contenidos) 1 semana 2 4 Investigación bibliográfica, 8 Exposiciones, 1,2 resolución de problemas, trabajos 2 semana trabajos individuales y investigación, semana 2 4 grupales 8 trabajos grupales, 2 4 semana talleres, deberes, prueba parcial, 5 semana examen de 7 semana acuerdo al 7 semana numeral semana semana semana semana semana semana semana semana semana semana semana EXÁMENES 9