UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES INSTITUTO DE FISICA

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1 I. PROGRAMA GENERAL DEL CURSO UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES INSTITUTO DE FISICA Nombre de la asignatura: FISICA I (M-J) Códigos: CNF 260 Semestre lectivo: 2012/02 Curso básico: Sí. Pre-requisitos: Geometría Vectorial y Cálculo Co-requisitos: Número de horas/semestre: 64 Número de horas/semana: teóricas 4 Número de créditos: 4 Esta asignatura es: Habilitable y validable Programas a los cuales se ofrece: Química. 1. JUSTIFICACION DEL CURSO EN EL PROGRAMA El curso de Física I proporciona, en los programas que se ofrece, los conceptos, modelos y bases fundamentos esenciales de la física tales como Energía, Momento, Momento Angular, Fuerza, Leyes Naturales, Sistema. 2. OBJETIVOS 2.1 GENERALES - Estudiar las leyes que rigen el movimiento de cuerpos y partículas. - Estudiar las leyes de la gravitación 2.2 ESPECIFICOS Al terminar el curso el estudiante estará en capacidad de: a. Interpretar y aplicar, a situaciones particulares, los conceptos básicos que permiten describir el movimiento de cuerpos y partículas. b. Identificar las leyes y principios que rigen la dinámica, en situaciones donde los cuerpos se pueden tratar bajo el modelo de partícula.

2 c. Aplicar las leyes de Newton, en el análisis de sistemas en equilibrio y no equilibrio. d. Aplicar la ley de conservación de la energía mecánica en situaciones específicas. e. Analizar el comportamiento dinámico de un cuerpo rígido. f. Identificar y aplicar los principios fundamentales que rigen la mecánica de fluidos. g. Usar la Ley de la Gravitación Universal de Newton para explicar el movimiento planetario y de satélites y aplicar los conceptos de energía y momento angular para fuerzas centrales. 3. CONTENIDO POR UNIDADES UNIDAD TITULO DE LA UNIDAD HORAS TEORICAS EVALUACION 0 INTRODUCCION 4 1 CINEMATICA DE UNA PARTICULA 10 2 DINAMICA DE UNA PARTICULA 14 3 TRABAJO Y ENERGIA (Por código) 12 4 DINAMICA DE UN CUERPO RIGIDO 14 (Por código) 5 GRAVITACIÓN METODOLOGIA La metodología a seguir en el curso de Física I, busca la participación activa del estudiante con el fin de que efectivamente se cumplan los objetivos propuestos. Para ello se incluye: a) Estudio inicial de los módulos por parte del estudiante, con el fin de buscar su propia autoformación. b) Apoyo en la platoforma MOODLE de la Universidad. c) Exposición magistral de los temas por parte del profesor. d) Estudio detallado de los temas tratados en clase, incluyendo el análisis de los ejemplos resueltos y la solución de los ejercicios propuestos en los módulos. e) Realización de un taller semanal presentado y dirigido por un profesor. f) Atención al estudiante por parte de los profesores del curso.

3 5. EVALUACION Se realizarán seis evaluaciones así Unidad 1 (20%), Unidad 2 (10% quiz y 20 % parcial), Unidad 3 (20%), Unidad 4 (20%) y Unidad 5 (quiz 10%). 6. BIBLIOGRAFIA Módulos de Física I, Bernardo Arenas Gaviria, Universidad de Antioquia, Física. Para Ciencias e Ingenierías (séptima edición), Vol. I, R. A. Serway, J. W. Jewett, Cengage Learning, Física para la Ciencia y la Tecnología, Vol. 1 (Quinta edición) Paul A. Tipler, Gene Mosca. Reverté Mecánica, Fluidos y Termodinámica, (Primera edición), Manuel José Páez M. Ude@ Física Universitaria Vol. 1 (Undécima edición), F. W. Sears, M. W. Zemansky, H. D. Young y R. A. Freedman. Addison Wesley Pearson, Física Universitaria, Volumen I, R. L. Reese. Thomson, Física, Vol. I, (Quinta edición) R. Resnick, D. Halliday y K. Krane. Compañía Editorial Continental Física Clásica y Moderna, W. E. Gettys, F. O. Keller y M. J. Skover. McGraw Hill, Física, vol. I (Mecánica), M. Alonso y E. Finn. Fondo Educativo Interamericano, S.A., Física Fundamentos y Aplicaciones, vol. I, R. M. Eisberg y L. S. Lerner. McGraw Hill S.A., Física para Ciencias e Ingeniería (primera edición), vol. 1, J. P. McKelvey y H. Grotch. Harla, Física para Ciencias e Ingeniería, Vol. I, P. M. Fishbane, S. Gasiorowicz y S. T. Thornton. Prentice-Hall Hispanoamericana S.A., Física Vol.1, La naturaleza de las cosas, S. M. Lea y J. B. Burke. Thomson Editores, Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática, F. P. Beer y E. R. Johnston, Jr. McGraw-Hill, Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica, F. P. Beer y E. R. Johnston, Jr. McGraw-Hill, Ingeniería Mecánica: Estática, A. P. Boresi, R. J. Schmidt, Thomson Editores, Física para ingeniería y ciencias (tercera edición), volumen 1, H. C. Ohanian, J. T. Markert. Mc Graw Hill, 2009.

4 II. PROGRAMA PARCELADO POR CLASES INTRODUCCION Presentación del programa. Análisis dimensional. Sistemas de unidades. Cantidades escalares y vectoriales. Vectores UNIDAD 1: CINEMATICA DE UNA PARTICULA CLASE TEMAS FECHA Sistemas de referencia. Concepto de partícula. Vector posición ( r ).Vector desplazamiento ( r ).Vector velocidad media ( v ).Vector velocidad instantánea ( v ). Vector aceleración media ( a ). Vector aceleración instantánea ( a ). Movimiento rectilíneo (uniforme y uniformemente acelerado). Movimiento curvilíneo bajo aceleración constante. Movimiento general en un plano (vectores posición y velocidad). Conceptos de velocidad radial ( v r ) y velocidad transversal ( v ).Aceleración tangencial ( a T ) y aceleración normal ( a N ). Movimiento circular (vectores posición y velocidad). Velocidad angular (ω). Movimiento circular uniforme. Vector aceleración. Aceleración angular (α ). Movimiento circular uniformemente acelerado. Vectores velocidad angular ( ) y aceleración angular ( ). UNIDAD 2: DINAMICA DE UNA PARTICULA Concepto de masa ( m ). Vector momento lineal ( p ). Conservación del momento lineal. Primera ley de Newton y concepto de inercia. (Evaluación Cinemática) Segunda ley de Newton y concepto del vector fuerza ( F ). Fuerza neta o resultante. Tercera ley de Newton y concepto de acción a distancia. Equilibrio de una partícula. Fuerza de fricción entre superficies no lubricadas. Fuerza de fricción en fluidos. Fuerza elástica de un resorte. Dinámica del movimiento curvilíneo. Fuerza tangencial ( F ) y fuerza normal ( F ). Dinámica del movimiento circular. T N

5 Vector momento angular ( L ). Variación con el tiempo ( dl /d t ). Conservación del momento angular. UNIDAD 3: TRABAJO Y ENERGIA Impulso ( I ), trabajo (W ), potencia ( P ), energía cinética ( E k ). Teorema del Trabajo y la Energía. Trabajo realizado por una fuerza constante. (Evaluación Dinámica) Energía potencial y fuerzas conservativas. Conservación de la energía mecánica. Fuerzas no conservativas. Derivada direccional y energía potencial. Movimiento rectilíneo bajo fuerzas conservativas. Curvas de energía potencial. Colisiones. UNIDAD 4: DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO Concepto de cuerpo rígido. Movimiento de traslación y movimiento de rotación. Momento o torque ( ) de una fuerza respecto a un punto. Torque de un par de fuerzas o cupla. Sistema fuerza-par. Resultante de un sistema de fuerzas aplicadas a un cuerpo rígido (fuerzas concurrentes, coplanares y paralelas). Momento angular de un cuerpo rígido ( L ). Momento de inercia ( I ). Ejes principales de inercia. Teorema de Steiner o de los ejes paralelos. Ecuación de movimiento para la rotación de un cuerpo rígido. Movimiento combinado de traslación y rotación. Energía cinética (rotacional y traslacional). Energía total de un cuerpo rígido. Movimiento por rodadura de un cuerpo rígido (eje instantáneo de rotación). Equilibrio de un cuerpo rígido. Equilibrio de un cuerpo rígido sometido a la acción de dos y tres fuerzas.

6 UNIDAD 5: GRAVITACIÓN Los movimientos de planetas y sus características. Leyes de Kepler. Ley de la Gravitación de Newton y aplicaciones. Movimiento de Satélites. Energía del movimiento de satélites y planetas. Momento Angular El problema de los modelos atómicos