El estudio de los fundamentos de la mecánica clásica aclara en el estudiante la comprensión de

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA Clave: 08MSU0017H FACULTAD INGENIERÍA Clave: 08USU4053W PROGRAMAA DEL CURSO: DES: Ingeniería Ingeniería Física e Programa(s) Educativo(s): Ingeniería Matemática Tipo de materia: Básica Clave de la materia: CS104 Semestre: 1 Área en plan de estudios: Básica Créditos 5 Total de horas por semana: 5 Teoría:4 Práctica Taller: Laboratorio:1 Prácticas complementarias: Trabajo extra clase: FISICA GENERAL I Total de horas semestre: 80 Fecha de actualización: 13/01/2008 Clave y Materia requisito: Propósitos del Curso: El estudio de los fundamentos de la mecánica clásica aclara en el estudiante la comprensión de conceptos básicos de la física (materia, energía, espacio y tiempo) y establece las bases para la construcción de modelos físicos más complejos (mecánica cuántica, dinámica de sistemas). Al final del curso el estudiante será capaz de: Modelar matemáticamente el movimiento de los cuerpos (Vectores y ecuaciones de cinemática tanto traslacional como rotacional). Modelar matemáticamente las interacciones entre sistemas (Leyes de Newton, Trabajo y energía, Cantidad de Movimiento y Colisiones). Identificar y describir los cambios de estado de los sistemas como movimiento de un cuerpo, transferencias de energía y transformación de energía. COMPETENCIAS Para todas las unidades: Ciencias Básicas de la Ingeniería. Ciencias de la ingeniería física y matemática. Uso de Información. Solución de Problemas. Trabajo en equipo. CONTENIDOS (Unidades, Temas y Subtemas) I UNIDADES Y MEDICIONES 1.1 Cantidades medibles y no medibles 1.2 Necesidades del procesoo de Medición 1.3 Partes del proceso de Medición Patrón Unidad Método de Comparación 1.4 Medición del Espacio y del tiempo 1.5 Cantidades Derivadas. RESULTADOS DE APRENDIZAJE (Por Unidad) Define cada una de las partes que involucra el proceso de medición de una cantidad física fundamental. Utiliza correctamente las palabras patrón, unidad y medición. Comprende y explica los conceptos de espacio y tiempo y distingue las distintas concepciones que ha habido de estos a lo largo de la historia. 1

2 II VECTORES Opera con el álgebra elemental de 2.1 Definición algebraica. Su relación con el vectores. espacio físico. Resuelve algunos 2.2 Suma de vectores. Su relación con posición geométricos mediante el uso de la y desplazamiento de un objeto. técnica vectorial. 2.3 Multiplicación por un escalar. Su significado Distingue entre cantidades geométrico. escalares y vectoriales. 2.4 Proyecciones, componentes y producto escalar III CINEMATICA 3.1 Movimiento unidimensional Sistemas de Referencia. Definición de velocidad y aceleración Graficas de distancia contra tiempo y de velocidad contra tiempo Planteamiento y solución de Ecuaciones de movimiento. 3.2 Movimiento en un plano Definición vectorial de velocidad y aceleración Movimiento Circular. Velocidad angular, aceleración centrípeta Planteamiento y solución de Movimiento Parabólico. Definición, ecuaciones de movimiento, solución de. Escribe y resuelve ecuaciones de movimiento para distintos que se relacionan, de manera aproximada, con fenómenos naturales. Comprende la relación existente entre las variables que caracterizan el movimiento de los cuerpos de manera cualitativa y cuantitativa. IV LEYES DE NEWTON DEL MOVIMIENTO. 4.1 Primera Ley de Newton. Sistemas Inerciales de Referencia. 4.2 Segunda Ley de Newton. Masa inercial y definición de fuerza. Ejemplos y manifestaciones de fuerzas de la Naturaleza. Carácter vectorial de la fuerza. 4.3 Tercera Ley de Newton. Ejemplos de su aplicación. Consecuencias mecánicas de esta Ley. 4.4 Fuerzas de fricción. Génesis y naturaleza. Aproximaciones cuantitativas. Coeficientes de rozamiento. Aplicaciones. 4.5 Dinámica del Movimiento Circular. Fuerza Centrípeta. Aplicaciones. Plantea y resuelve reales con base en los principios de Newton del movimiento. Explica fenómenos reales aplicando las leyes de Newton. Enuncia las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza y como se manifiestan. V TRABAJO Y ENERGIA 5.1 Trabajo. Motivación, definición, unidades. 5.2 Teorema del Trabajo-Energía. Deducción del teorema. Definición de Energía. 5.3 Energía cinética. Fuerzas Conservativas. Definición de Energía Potencial. Conservación de la energía mecánica. Aplicaciones. Utiliza los conceptos de trabajo, energía cinética y energía potencial para la solución de del movimientos relativos a fenómenos naturales importantes. Distingue las diversas formas de almacenamiento y producción de energía. 2

3 VI CANTIDAD DE MOVIMIENTO Y Utiliza la Conservación de la COLISIONES. cantidad de movimiento en solución de del 6.1 Cantidad de Movimientoo e Impulso. movimiento relativos a fenómenos Motivación, definición, relaciones, propiedades. naturales importantes. 6.2 Colisiones. Aplicación de la conservación Reconocee la equivalencia entre las de la cantidad de movimiento. Colisiones leyes de la conservación de elásticas. Aplicaciones. energía y cantidad de movimiento 6.3 Centro de masa. Movimiento de muchas y las leyes de Newton. partículas. VII DINAMICA Y CINEMATICA ROTACIONAL. 7.1 Cinemática de la Rotación. Definición de las variables y su significado mecánico. 7.2 Dinámica de la Rotación. Momentos de Inercia, Momento Angular. Los Principios del Movimiento para cuerpos rígidos. Problemas. 7.3 Equilibrio de Cuerpos Rígidos. Centro de gravedad, momentos de fuerzas. Solución de. Escribe y resuelve las ecuaciones de movimiento para variados de la estática y dinámica de cuerpos rígidos. Explica fenómenos naturales cotidianos con la aplicación de estos conceptos. 3

4 METODOLOGÍA 1. Para cada Unidad, se presenta una introducción por parte del maestro, utilizando un organizador previo temático. 2. Se entrega el material gráfico para su lectura Se diseña un cuestionario para el manejo de los contenidos y debe entregarse una copia al maestro al inicio de la clase, este producto se utiliza para la discusión de tema por equipo y para el resto del grupo. 3. La discusión y el análisis se propicia a partir del planteamiento de una situación problemática, dónde el estudiante aporte alternativas de solución o resolver un ejercicio dónde aplique conceptos ya analizados. 4. Se complementa cada tema de unidad con la utilización de los paquetes computacionales de simulación tales como Simfis, Matlab y/o Mathemática. 5. Se programan prácticas de laboratorio para cada tema. Métodos Centrado en la tarea Inductivo Observación Comparación Experimentación Deductivo Aplicación Comprobación Demostración Estrategias Trabajo de equipo en la elaboración de tareas, planeación, organización, cooperación en la obtención de un producto para presentar en clase. Sintético Recapitulación Definición Resumen Esquemas Modelos matemáticos Conclusión Técnicas Lectura Lectura comentada Expositiva Debate dirigido Diálogo simultáneo Material de Apoyo didáctico: Recursos Manual de Instrucción Prácticas de laboratorio Materiales gráficos: artículos, libros, diccionarios, etc. Cañón Rotafolio Pizarrón, pintarrones Proyector de acetatos Modelos tridimensionales 4

5 EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO Se entrega por escrito: Elaboración de resúmenes. Cuestionarios. Contenidos de exposiciones. Trabajos por escrito con estructura IDC (Introducción, desarrollo conclusión). Exámenes escritos. Producto de prácticas de laboratorio. CRITERIOS DE DESEMPEÑO Los resúmenes deberán abarcar la totalidad del contenido programado para dicha actividad. Los cuestionarios se reciben si están completamente contestados, no debe faltar pregunta sin responder. Las exposiciones deberán presentarse en un orden lógico. Introducción resaltando el objetivo a alcanzar, desarrollo temático, responder preguntas y aclarar dudas y finalmente concluir. Entregar actividad al grupo para evaluar el contenido expuesto. Los trabajos se reciben si cumplen con la estructura requerida, es muy importante reportar las referencias bibliográficas al final en estilo APA. FUENTES DE INFORMACIÓN (Bibliografía/Lecturas por unidad) FÍSICA UNIVERSITARIA. Sears, Zemansky, Young & Freedman. Ed. Pearson, Addison Wesley FUNDAMENTOS DE FÍSICA. (Versión Ampliada) 2ª Ed. David Halliday & Robert Resnick Ed. CECSA FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. Vol. I. P. Fishbane, S. Gasiorowicz & S. Thornton Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana. FISICA Vol. I. Raymond A. Serway Ed. Mc-Graw-Hill EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES (Criterios e instrumentos) Se toma en cuenta para integrar calificaciones parciales: 3 exámenes parciales escritos donde se evalúa conocimientos, comprensión y aplicación. Con un valor del 30%, 30% y 40% respectivamente La acreditación del curso se integra: Exámenes parciales: 70% Laboratorios y/o prácticas: 20% Cuestionarios, resúmenes, participación en exposiciones, discusión individual, por equipo y grupal 10%. Asistencia: 0% Nota: para acreditar el curso se deberá tener calificación aprobatoria tanto en la teoría como en las prácticas. La calificación mínima aprobatoria será de 6.0 Cronograma del Avance Programático S e m a n a s Unidades de aprendizaje I. Unidades y Mediciones. X II. Vectores. X III. Cinemática. IV. Leyes de Newton del Movimiento. V. Trabajo y Energía VI. Cantidad de Movimiento y Colisiones. X X VII. Dinámica y Cinemática Rotacional. 5