CONTENIDO PROGRAMÁTICO

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1 CONTENIDO PROGRAMÁTICO Fecha Emisión: 2011/09/15 Revisión No. 1 AC-DO-CF-8 Página 1 de 8 NOMBRE DEL CONTENIDO PROGRAMÁTICO Física Mecánica y Laboratorio CÓDIGO PROGRAMA Ingenierías (Mecatronica, Industrial, Multimedia, Civil y Telecomunicaciones) ÁREA DE FORMACIÓN Ciencias Básicas. Sub área: Ciencias Naturales. SEMESTRE 2 PRERREQUISITOS COORDINADOR DE ÁREA Ángel María Chaparro Cárdenas DOCENTE (S) CRÉDITOS ACADÉMICOS 4 HORAS DE ACOMPAÑAMIENTO DIRECTO 3 HORAS DE TRABAJO MEDIADO O 2 DIRIGIDO HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE 7 ENFOQUE GLOBAL DE LA ASIGNATURA Metrología, Cinemática, Dinámica, Conservación de la Energía y cantidad de Movimiento Lineal, Sistemas de Varias partículas. JUSTIFICACIÓN Una gran cantidad de asignaturas del área profesional en Ingeniería, desarrollan aplicaciones de las leyes, principios y conceptos físicos. Por esto se hace necesario que el estudiante en su formación básica trabaje en la construcción de estos conceptos, aplique principios y manipule las leyes físicas que rigen la mecánica. OBJETIVO GENERAL De la labor del docente: Orientar al estudiante durante su construcción de los conceptos físicos básicos de la mecánica. Motivar al estudiante para que asimile la física como perspectiva de reflexión con base en el razonamiento inductivo que permite la creación de principios, leyes, teorías y modelos de explicación de fenómenos naturales y aplicaciones tecnológicas. Mostrar desde la base del razonamiento lógico deductivo, como a partir de las leyes de la física, puede diseñar e implementar procesos para la solución de problemas científico - tecnológicos de la Ingeniería. AC-DO-CF-8 Página 1 de 8

2 Proporcionar las herramientas tecnológicas necesarias para que desde la práctica experimental incremente el valor agregado a sus conocimientos. Del Estudiante: Conocer como a partir de la lógica inductiva se construye el conocimiento teórico en física y como a partir de las teorías y aplicando la lógica deductiva se solucionan situaciones problemáticas, resaltando la relación existente entre la teoría y el experimento. Identificar e interpretar las leyes de la mecánica que describen y explican el comportamiento de las partículas, sistemas de muchas partículas y sólidos, desarrollando habilidad y destreza en la aplicación de estas leyes como inicio a su formación científica - básica que le permita sistematizar el trabajo en la solución de problemas tecnológicos. Generar criterios, a través del conocimiento físico de la materia y energía, que le permitan valorar y utilizar de manera científica y tecnológica los recursos naturales para un desarrollo sostenible de la nación. COMPETENCIA GLOBAL Al terminar el curso el estudiante desarrollará competencias globales: Capacidad de aprender, desarrollando los procesos de análisis, síntesis y razonamiento crítico. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Específicas. Estas son las correspondientes al área e incluyen los conocimientos y destrezas que deben manejar los estudiantes. Cognitivas: El estudiante debe poseer un nivel adecuado de conocimientos sobre: Los fenómenos y leyes físicas fundamentales. Los conceptos y técnicas matemáticas aplicadas en la física. La metodología científica Las interrelaciones de la física con las demás ciencias naturales y la ingeniería. Comunicativas: El estudiante estará en capacidad de: Producir informes, ensayos o resúmenes sobre tópicos relacionados con la disciplina. Investigativas: El estudiante estará en capacidad de: Explicar en forma verbal o escrita el significado físico de conceptos, leyes y principios de la Mecánica. Interpretar información y literatura científica AC-DO-CF-8 Página 2 de 8

3 ESQUEMA GENERAL DE LOS CONTENIDOS CONTENIDOS METROLOGÍA. Identificación y caracterización de las cantidades físicas fundamentales y de los patrones de medición. Descripción y empleo del sistema Internacional de Unidades. Descripción y aplicación de la notación científica, conversión de unidades. Órdenes de magnitud y cifras significativas. Operaciones vectoriales. Trabajo Asistido Laboratorio: Teoría de errores. Relación lineal. Relación potencial. Relación exponencial. Aparatos de medida. EL MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS. Identificación y caracterización de los sistemas de coordenadas esféricas, cilíndricas y cartesianas. Definición de sistemas de referencia. Caracterizar las variables cinemáticas posición, trayectoria, velocidad y aceleración. Planteamiento de las ecuaciones generales de movimiento para la posición, la velocidad y la aceleración y a partir de ellas estudiar los diferentes movimientos unidimensionales y bidimensionales. Utilizar las transformaciones Galileanas para solucionar problemas de movimiento relativo. Trabajo Asistido Laboratorio: Movimiento uniforme. Movimiento uniformemente acelerado. Movimiento Parabólico. Movimiento circunferencial uniforme. DINÁMICA. Identificación y caracterización de las interacciones fundamentales en la naturaleza. Definición de fuerza y clasificación de fuerzas. Leyes de Newton. Superposición de las interacciones y suma vectorial de fuerzas. Diagramas de cuerpo libre. Aplicación de las leyes de Newton a diferentes problemas. Trabajo Asistido Laboratorio: Fuerzas concurrentes. Segunda ley de Newton. Plano inclinado. Rozamiento. Ley de Hooke. LEYES DE CONSERVACIÓN (ENERGÍA Y MOMENTUM). Definición y caracterización de los conceptos de trabajo y potencia. Teorema del trabajo y energía. Energía cinética, fuerzas conservativas y energía potencial. Teorema de Conservación de la energía mecánica. Trabajo realizado por fuerzas no conservativas. Definición y caracterización de la cantidad de movimiento lineal (momentum) para una partícula y un sistema de partículas. Teorema de conservación del momento lineal. Colisiones. Torque y cantidad de movimiento angular. Trabajo Asistido Laboratorio: Conservación de la energía. Colisiones. Fuerzas paralelas. SISTEMAS DE VARIAS PARTÍCULAS. Determinar el centro de masa para un sistema de partículas. Movimiento de centro de masa. Centro de masa para distribuciones de masa continúa. Torque, momento angular y teorema de conservación. Equilibrio de cuerpos rígidos: equilibrio estático y dinámico. Aplicaciones. AC-DO-CF-8 Página 3 de 8

4 SISTEMA DE EVALUACIÓN Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % Trabajo asistido: Quices, talleres Docencia directa Parcial trabajo individual Laboratorios La calificación obtenida en cada corte, en el Laboratorio de Física que el estudiante inscribió y cursa simultáneamente con la teoría, corresponde al 30% de cada corte en la asignatura teórica Física Mecánica. El docente del laboratorio de Física Mecánica, consigna las notas en la carpeta que para tal fin hay en el laboratorio. El docente de la asignatura teórica, hará el cómputo correspondiente. La evaluación del laboratorio es acorde con la siguiente tabla: Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % Docencia directa, cuices trabajo asistido sustentación y/o examen trabajo individual Informes laboratorios BIBLIOGRAFÍA BAUTISTA, M. JAIRO. Física Mecánica Traslacional. UMNG ISBN: REYES, T. PEDRO J. Las Unidades de Medición Tienen su Cuento. UMNG ISBN: SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 1. Undécima Edición. Editorial Addison Wesley longman. México Referencia biblioteca UMNG: 530/S31f SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 1. México. Editorial Thomson sexta edición. Referencia biblioteca UMNG: 530/S37. TIPLER PAUL A. Physics for scientists and engineers fourth edition. Wit freeman and company / worth publishers. New York Referencia biblioteca UMNG: /L31c BAIRD, (1991), Experimentación, México, Prentice Hall Hispanoamericana. GIAMBERARDINO VICENZO. Teoría de los errores. Editorial Reverte Venezolana, S.A. Caps AC-DO-CF-8 Página 4 de 8

5 MATERIAL COMPLEMENTARIO DE APRENDIZAJE PARA ESTUDIANTES Recursos didácticos. Laboratorio con Equipamiento de Equipos para la realización de prácticas de Mecánica. Material Multimedia: Hardware: Laboratorio de Física con Equipamiento de Equipos de Computo e Interfaces para la adquisición y tratamiento de datos experimentales. Software: de las Interfaces compatible con Microsoft Office. Enlaces en la red: Página del curso (Anterior Aula Virtual). Curso virtual: Física Mecánica. Control de Cambios Razones del Cambio Unificación de criterios de evaluación en el laboratorio. Cambio en los porcentajes de evaluación para el primero y segundo corte Cambio a la Revisión # 1 Fecha de emisión Acta Comité Departamento 11/12/ Dic 5/ /01/ Ene 16/ 14 AC-DO-CF-8 Página 5 de 8

6 DEPARTAMENTO DE FISICA PARCELADOR FISICA MECANICA - INGENIERIAS Semana Fecha Enero 2 27 Ene - 1 Febrero Febrero Febrero Febrero 6 24 Feb.- 1 Marzo Marzo Marzo Marzo TIPO DE CLASE TEMA O ACTIVIDAD ACADÉMICA a desarrollar en la clase presencial Introducción. Sistemas de unidades. Análisis dimensional. Conversión de unidades. Practica de laboratorio: Teoría de errores I Escalares y vectores. Vectores unitarios. Representación de un vector en coordenadas cartesianas y polares. Suma y resta de vectores. Practica de laboratorio: Teoría de errores II Variables cinemáticas: posición, desplazamiento, rapidez media, velocidad media y velocidad instantánea. Aceleración media y aceleración instantánea. Movimiento uniforme. Características Practica de laboratorio: Aparatos de medida Movimiento con aceleración constante. Interpretación gráfica de las diferentes formas de movimiento. Movimiento con aceleración variable. Caída libre Practica de laboratorio: Relación lineal Movimiento en dos dimensiones. Lanzamiento de proyectiles. (movimiento parabólico) Aplicaciones Primer parcial ACTIVIDADES ACADÉMICAS INDEPENDIENTES que debe desarrollar el estudiante Conceptos de espacio, masa y tiempo. Factores de conversión. Conceptos de vector y escalar. Operaciones entre vectores: Suma y productos Conceptos de: desplazamiento, distancia, velocidad media, rapidez media, velocidad y aceleración instantánea. Interpretación gráfica de posición, velocidad y aceleración como función del tiempo. Características de movimiento parabólico. Practica de laboratorio: Evaluación laboratorio Lectura Aulas virtuales Movimiento circular uniforme. Variables angulares: Velocidad y aceleración angular. Aceleración Definición de radian centrípeta. Aplicaciones Primer parcial Practica de laboratorio: Relación no lineal Movimiento Relativo. Fuerzas de la naturaleza. Introducción a la dinámica: concepto de fuerza, Fuerzas de contacto físico y clases de fuerzas. Concepto de masa y peso. fuerzas acción a distancia Practica de laboratorio: Movimiento uniforme Sistema de referencia inercial y no inercial. Leyes de Newton(Repasar Leyes de Newton. Diagrama de cuerpo libre operaciones entre vectores) Practica de laboratorio: Movimiento uniformemente variado Estudiar ejercicios y Diagramas de cuerpo libre. Aplicaciones y ejercicios problemas propuestos. Practica de laboratorio: Movimiento en dos dimensiones Semana TEMA O ACTIVIDAD ACADÉMICA ACTIVIDADES AC-DO-CF-8 Página 6 de 8

7 Fecha TIPO DE CLASE a desarrollar en la clase presencial ACADÉMICAS INDEPENDIENTES que debe desarrollar el estudiante Marzo Mar. 5 Abril Abril Problemas dinámicos de dos o más cuerpos. Aplicaciones Practica de laboratorio: Fuerzas concurrentes Estudiar ejercicios y problemas propuestos. TEORIA Dinámica Circular. Aplicaciones Segundo parcial Practica de laboratorio: Evaluación laboratorio Lectura Aulas virtuales Definición de trabajo. Trabajo realizado por fuerzas constantes y fuerzas variables. Potencia Segundo parcial Practica de laboratorio: Fuerzas de rozamiento Definición y propiedades producto punto o escalar Abril Abril Abr Mayo Mayo Mayo Mayo Mayo SEMANA SANTA Trabajo y energía cinética. Fuerzas conservativas y no conservativas. Energía potencial Teorema trabajo-energía Aplicaciones. Practica de laboratorio: Ley de Hooke Teorema de la conservación de la energía mecánica. Teoremas conservación de la Conservación de la energía para sistemas donde hay energía. Estudiar ejercicios fuerzas de fricción. Aplicaciones propuestos Practica de laboratorio: Conservación de la energía mecánica Cantidad de movimiento lineal y su ley de Estudiar ejercicios y conservación. Centro de masa. Movimiento del problemas propuestos. centro de masa para un sistema de partículas. Practica de laboratorio: Colisiones Colisiones. Momento de torsión o torque.momento Momento lineal y momento angular y su conservación. angular Practica de laboratorio: Evaluación laboratorio Lectura Aulas virtuales EXAMEN FINAL UNIFICADO Lunes 19 de Mayo de 2014 hora 7:00 am Evaluación 1º y 2º corte Quices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Parcial 50% 3er corte Quices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Examen Final 50% Bibliografía - Infografía BAUTISTA, M. J. Física Mecánica Traslacional. UMNG. Bogotá SEARS. ZEMANSKY. Física Universitaria. Vol. 1. México. Editorial Pearson Addison Wesley Décimo segunda. SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 1. México. Editorial Thomson sexta edición. REYES, T. PEDRO. Las Unidades tienen su cuento. UMNG. AC-DO-CF-8 Página 7 de 8

8 Bogotá fuerza/fuerza.htm Departamento de Física. Tel: ext 1523 física@unimilitar.edu.co AC-DO-CF-8 Página 8 de 8