El curso tiene un tiempo de duración de 64 horas de clases y 6 horas de exámenes parciales para un total de 70 horas.

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1 PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA MADRE Y MAESTRA FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES Y HUMANIDADES DEPARTAMENTE DE CIENCIAS BASICAS INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA T P C FIS 101-T Prerrequisitos: MAT 101 Correquisitos: MAT 102 LAB FIS-101-p DESCRIPCIÓN: La asignatura de Física FIS 101 tiene un carácter introductorio, pero a su vez una gran importancia metodológica por lo que debe enfocarse a satisfacer las necesidades formativas prioritarias en Física y a potenciar el desarrollo del razonamiento lógico y del razonamiento científico para asegurar la formación de una base y de unos hábitos de conocimiento y análisis que le permitan a los estudiantes de Ingeniería y Licenciatura en Educación enfrentar con éxito los contenidos de las asignaturas de Física a nivel universitario que deben cursar posteriormente. Esta asignatura FIS 101 abarca unidades con temas de mecánica de la traslación, conceptos fundamentales y leyes de la Cinemática y la Dinámica de Newton, trabajo, energía, impulso, cantidad de movimiento, leyes de conservación y elementos de Electricidad y Magnetismo. La formulación matemática de este curso de Física General se limita a la del álgebra y la trigonometría. El curso tiene un tiempo de duración de 64 horas de clases y 6 horas de exámenes parciales para un total de 70 horas. OBJETIVOS GENERALES: Que los estudiantes adquieran los conocimientos de Física que les permitan afrontar las asignaturas posteriores de Física. Homogeneizar el nivel del alumnado de forma que todos los estudiantes sepan aplicar las leyes y los conceptos básicos de la Mecánica de Newton a la resolución de problemas sencillos relativos a situaciones concretas. Que los estudiantes adquieran los conocimientos básicos elementales de electricidad y magnetismo y de conducción eléctrica en circuitos resistivos sencillos. Mejorar y en muchos casos crear en el estudiante la capacidad de abstracción para un razonamiento ordenado y lógico, un afán de investigación y propiciar la comprensión del método científico, para que pueda aplicarlo en el transcurso de su carrera y después en su quehacer cotidiano como profesional. Utilizar el lenguaje matemático para describir y analizar los fenómenos físicos. Comprender el significado de las gráficas para enunciar, a partir de éstas, leyes físicas sencillas. Saber expresar e interpretar adecuadamente los valores de las magnitudes físicas.

2 OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1. Comprender los fundamentos de la Mecánica de Newton y aplicar los conceptos y leyes de la Cinemática y la Dinámica de Newton a casos concretos de de traslación. 2. Aplicar el método energético y los principios de conservación de la energía y de la cantidad de movimiento en la resolución de problemas mecánicos sencillos, haciendo énfasis en las transformaciones energéticas que ocurren. 3. Conocer y aplicar los conceptos básicos elementales de la electricidad y del magnetismo y las leyes fundamentales de la conducción eléctrica en materiales óhmicos. Conocer y aplicar los conceptos y leyes relativas a la interacción eléctrica y magnética entre partículas cargadas y el campo electromagnético CONTENIDOS: UNIDAD I. MAGNITUDES FÍSICAS 1.1 La Física. Importancia científica y metodológica. 1.2 Magnitudes físicas: Fundamentales y Derivadas. Dimensione de Longitud. Dimensión de Tiempo, período y frecuencia. Dimensión Masa. La materia, constitución y estados físicos. Átomos, moléculas e iones. Densidad. Sistema internacional (SI) de medidas y unidades básicas. Conversión de unidades. Cifras significativas (CS). Orden de magnitud. 1.3 Magnitudes escalares y vectoriales. Vectores (pares y ternas ordenadas). Representación gráfica. Componentes cartesianas de un vector en un plano y generalización al caso 3 dimensiones. Multiplicación de un vector por un escalar. Suma y resta (gráfica y analítica) de vectores. Triangulación. 1.4 Funciones y análisis gráficos matemático. UNIDAD II. CINEMÁTICA DE LA TRASLACIÓN 2.1 Problema central de la Cinemática. Movimiento mecánico. Carácter relativo del movimiento mecánico. Tipos de movimiento mecánico. Movimiento de Traslación Sistema de referencia. Magnitudes de la Cinemática de la Traslación: posición, desplazamiento, longitud de trayectoria; velocidad media, velocidad instantánea, rapidez; aceleración media, aceleración instantánea, componentes tangencial y centrípeta de la aceleración y su rol en el movimiento. 2.2 Movimiento mecánico en una dimensión. Movimiento rectilíneo uniforme (MRU), uniformemente acelerado (MRUA), retardado (MRUR) y variado (MRUV), 2.3 Tiro vertical, caída libre.

3 2.4 Movimiento mecánico en dos dimensiones. Movimiento parabólico de un proyectil. Movimiento circular uniforme. Magnitudes cinemáticas angulares. 2.5 Movimiento relativo. Relación entre las magnitudes cinemáticas en sistemas de referencia inerciales diferentes. UNIDAD III. DINÁMICA DE LA TRASLACIÓN 3.1 Problema central de la Dinámica. Magnitudes de la Dinámica de la traslación: masa, fuerza de interacción. Principio de superposición. Fuerza resultante. Leyes de Newton. Equilibrio traslacional, consecuencias cinemáticas. 3.2 Componentes tangencial y centrípeta de la fuerza resultante en un movimiento curvilíneo (recordar movimiento del proyectil). Velocidad y fuerza resultante en el movimiento rectilíneo. 3.3 Fuerzas fundamentales: gravitatoria y electrostática. Fuerza de gravitación de Newton. Fuerzas derivadas. Leyes aproximadas de fuerzas: fuerza de gravedad homogénea o peso, fuerza elástica, fuerza de tensión, fuerza normal, fuerza de rozamiento seca (estática y cinética). 3.4 Diagrama de cuerpo libre. Aplicación de la ley fundamental de la dinámica de la traslación para un sistema sometido a fuerzas constantes. 3.5 Problemas de equilibrio con fuerzas concurrentes. 3.6 Dinámica del movimiento circular. Fuerza tangencial y Fuerza centrípeta. Movimiento circular uniforme. UNIDAD IV. TRABAJO Y ENERGÍA. CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA MECANICA. 4.1 Conceptos de energía mecánica, trabajo y calor. 4.2 Trabajo de una fuerza constante. Trabajo motor, resistivo y nulo. Casos particulares. Potencia promedio. Trabajo de la fuerza resultante y trabajo total. 4.3 Energía cinética. Trabajo y energía cinética. 4.4 Fuerzas conservativas potenciales. Energías potenciales gravitatoria y elástica. 4.5 Energía mecánica. 4.6 Fuerzas no conservativas. Fuerzas disipativas. Teorema del trabajo y la energía mecánica. Conservación de la energía mecánica. 4.7 Aplicación del método energético en la resolución de problemas concretos.

4 UNIDAD V. IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO. 1.1 Cantidad de movimiento. Impulso de una fuerza promedio o de fuerza constante. Relación entre el impulso de la fuerza resultante y la variación de la cantidad de movimiento. 5.2 Conservación de la cantidad de movimiento. 5.3 Choques. Choques unidimensionales. Choque elástico e inelásticos. UNIDAD VI. ELECTRICIDAD 6.1 Carga eléctrica. Propiedades de la carga eléctrica. Carga eléctrica de partículas elementales: electrón, protón, neutrón. Sistemas microscópicos: átomo, moléculas. Iones. Cuerpo macroscópico. Electrización de cuerpos macroscópicos. Concepto de carga puntual. Fuerza de Coulomb. 6.2 Campo eléctrico (CE). Vector intensidad de campo eléctrico inherente a cargas puntuales. Potencial eléctrico de una distribución discreta de cargas puntuales. Campo eléctrico uniforme. 6.3 Fuerza eléctrica sobre una carga en presencia de un CE. Energía potencial eléctrica de una carga en un CE externo a la carga. Movimiento de una carga puntual en presencia de un CE. 6.4 Corriente eléctrica. Intensidad de corriente eléctrica. 6.5 Resistencia eléctrica en conductores. Ley de Ohm. Ley de Joule Lenz. Potencia. 6.6 Fuerza electromotriz. Circuitos eléctricos simples. Conexión de resistencias en serie y en paralelo. EVALUACION: 1. Distribución de la evaluación por unidades. Porcentajes y puntos asignados. Porcentaje Puntos Primer Parcial Unidades I II % 100 Segundo Parcial Unidades III IV V % 100 Tercer Parcial Unidad VI % 100 Examen Final Todas 30 % La calificación final se obtiene reemplazando la calificación más baja de los parciales por la calificación del examen final, si ésta es mayor y si el contenido correspondiente a este Parcial está aprobado por parte del estudiante en el examen final. Luego se aplica la fórmula: CF=0.7xPP + 0.3EF, donde PP es el promedio de parciales. 3. Si la calificación del tercer parcial es igual o mayor que 70%, entonces en el examen final el estudiante solamente examinara el contenido correspondiente a las unidades I, II, III, IV y V y entonces no se podrá efectuar la sustitución de la calificación del tercer parcial.

5 BIBLIOGRAFÍA: Serway, R. A., Vuille C., Faughn, J. Fundamentos de Física Vol1, Octava Edición, (2009), CENGAGE Learning Giancoli. D.C. (2006). Física Editorial Pearson Educación de México. (Básica) Serway, R. A. (1993). Física T1 Editorial McGraw Hill