Carrera: Ingeniería Química. Asignatura: Física I. Área del Conocimiento: Ciencias Básicas

Transcripción

1 Carrera: Ingeniería Química Asignatura: Física I Área del Conocimiento: Ciencias Básicas Generales de la Asignatura: Nombre de la Asignatura: Clave Asignatura: Nivel: Carrera: Frecuencia (h/semana): Teoría: Laboratorio: Total horas en el período escolar: Créditos: Fecha de Elaboración: Física I Licenciatura Ingeniería Química Enero 2004 Objetivo general: Que el alumno adquiera, comprenda y aplique los conocimientos básicos de la mecánica de partículas así como de cuerpos rígidos que le permitan solucionar problemas que involucren el modelamiento matemático de un fenómeno físico mecánico. Que mediante la solución de los problemas planteados sea capaz de obtener conclusiones generales. Descripción sintética: Adquirir, comprender y aplicar los conceptos básicos de la mecánica que permitan la solución de problemas de estática y dinámica mediante la aplicación de ecuaciones matemáticas. Interpretación de soluciones que permitan al estudiante hacer conclusiones. Desarrollar en el estudiante la capacidad de análisis y deducción. Fomentar el trabajo, tanto individual como en equipo mediante la asignación de tareas, trabajos y exposiciones. Propiciar el desarrollo de habilidades en el manejo de la tecnología. Aportación de la asignatura al Perfil del Egresado: Conocimientos de mecánica que le permitan analizar y solucionar problemas teóricos y prácticos. Contenido (temario): 1.- Introducción. Mediciones. 2.- Vectores. 3.- Equilibrio traslacional. 4.- Momento de torsión y equilibrio rotacional. 5.- Movimiento rectilíneo. Movimiento en una dimensión. 6.- Movimiento de proyectiles. Movimiento en un plano. 7.- Segunda Ley de Newton. Pág. 1 de 5

2 8.- Movimiento circular uniforme. Movimiento en un plano. 9.- Trabajo, energía y potencia Impulso y momento (cantidad de movimiento) Rotación de cuerpos rígidos. Descripción detallada del contenido de las Unidades: 1.- Introducción. Mediciones. 1.1 Definición de física. 1.2 Divisiones de la física. 1.3 Dimensiones y unidades. 1.4 Unidades básicas y derivadas. 1.5 Sistemas de unidades y análisis dimensional. 1.6 Transformación de unidades. Equivalencias y factores de conversión. 2.- Vectores. 2.1 Cantidades escalares y vectoriales. 2.2 Representación gráfica de un vector. 2.3 Suma de vectores, método gráfico. 2.4 Suma de vectores, método analítico. Descomposición de vectores. 2.5 Trigonometría y vectores. 3.- Equilibrio traslacional. 3.1 Primera y tercera ley de Newton. 3.2 Primera condición de equilibrio. 3.3 Diagramas de cuerpo libre. 3.4 Fuerzas de fricción y coeficientes de fricción Fricción estática Fricción dinámica. 4.- Momento de torsión y equilibrio rotacional. 4.1 Momento de una fuerza Eje de rotación, línea de acción de la fuerza, brazo de palanca. 4.2 Momento de torsión resultante. 4.3 Segunda condición de equilibrio. 4.4 Centro de gravedad y centroide. 4.5 Par de fuerzas. 5.- Movimiento rectilíneo. Movimiento en una dimensión. 5.1 Desplazamiento, velocidad y aceleración. 5.2 Movimiento uniforme. 5.3 Movimiento uniformemente acelerado. 5.4 Gravedad y caída libre. 6.- Movimiento de proyectiles. Movimiento en un plano. 6.1 Lanzamiento horizontal. 6.2 Problema general de las trayectorias. Alcance y altura máxima. 7.- Segunda Ley de Newton. 7.1 Segunda Ley de Newton. Ley del movimiento. 7.2 Relación entre masa y peso. 7.3 Ley de Newton de la gravitación universal. 7.4 Aplicaciones de la Segunda Ley de Newton. 8.- Movimiento circular uniforme. Movimiento en un plano. 8.1 Movimiento en una trayectoria circular. 8.2 Velocidad tangencial. Frecuencia y periodo. Pág. 2 de 5

3 8.3 Aceleración centrípeta. 8.4 Fuerza centrípeta. 8.5 Peralte de curvas. 8.6 Péndulo cónico. 9.- Trabajo, energía y potencia. 9.1 Definición de trabajo mecánico. 9.2 Trabajo resultante. 9.3 Energía. Cinética y potencial. 9.4 Trabajo y energía cinética. 9.5 Conservación de la energía mecánica. 9.6 Potencia Impulso y momento (cantidad de movimiento) Definición de impulso y momento Ley de la conservación del momento Choques elásticos e inelásticos. Coeficiente de restitución Rotación de cuerpos rígidos Desplazamiento, velocidad y aceleración angulares Relación entre la cinemática lineal y angular Energía cinética rotacional y momento de inercia Segunda ley del movimiento en la rotación Trabajo y potencia en el movimiento rotacional Momento angular Conservación de la cantidad de momento angular. Objetivos por Unidad: Unidad 1: Conocer o recordar las áreas de estudio de la física. Ser capaz de establecer una diferencia entre dimensión y unidad. Conocer distintos sistemas de unidades y hacer transformación de unidades de un sistema a otro. Conocer la importancia del análisis dimensional en el empleo de ecuaciones. Unidad 2: Definir y diferenciar cantidades escalares y vectoriales. Determinar los componentes de un vector y encontrar la resultante de dos o más vectores. Unidad 3: Conocer y comprender la aplicación de la primera y la tercera ley de Newton. Construir diagramas de cuerpo libre donde se representen todas las fuerzas que actúan en un sistema. Obtener el valor de fuerzas desconocidas mediante la aplicación de la primera condición de equilibrio. Aplicar los conocimientos de fuerzas de fricción a la solución de problemas. Unidad 4: Comprender los términos brazo de palanca y momento de torsión y aplicarlos a la solución de problemas de equilibrio rotacional. Encontrar la posición del el centro de gravedad de diversos objetos. Unidad 5: Definir conceptos como distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad, velocidad media, velocidad instantánea, aceleración, aceleración instantánea. Aplicar las ecuaciones generales del movimiento para resolver problemas. Resolver problemas de caída libre de cuerpos. Unidad 6: Comprender mediante ecuaciones y diagramas la trayectoria de proyectiles. Determinar la posición y la velocidad de un proyectil en un instante determinado. Determinar el alcance, la altura máxima y el tiempo de vuelo de un proyectil. Unidad 7: Describir la relación entre fuerza, masa y aceleración. Definir las unidades Newton y slug. Determinar la masa correspondiente a un peso y el peso correspondiente a una masa. Unidad 8: Comprender los conceptos de aceleración y fuerza centrípeta. Aplicar los conceptos Pág. 3 de 5

4 anteriores a la solución de problemas en donde se involucre una trayectoria circular. Aplicar la definición de fuerza centrípeta a la solución de problemas relacionados con ángulos de peralte y péndulo cónico. Unidad 9: Definir las fórmulas de trabajo, energía cinética, energía potencial y potencia. Aplicar los conceptos anteriores y el principio de la conservación de la energía mecánica a la solución de problemas. Unidad 10: Definir impulso y momento. Aplicar la relación entre impulso y cambio resultante de momento. Solucionar problemas mediante la aplicación de la ley de la conservación del momento. Distinguir entre colisiones elásticas e inelásticas y calcular las velocidades de dos cuerpos después de una colisión. Unidad 11: Definir desplazamiento, velocidad y aceleración angular, aplicarlos a la solución de problemas y establecer una relación entre el movimiento lineal y el angular. Definir el momento de inercia de un cuerpo y emplear la velocidad angular para calcular la energía cinética rotacional. Evaluación del Curso: Tipo de evaluación Porcentaje Desarrollo del Conocimiento Exámenes parciales Examen Final Tareas Proyectos Participación en el aula Desarrollo de Habilidades Trabajo en equipo Comunicación oral y escrita Planteamiento y solución de problemas Desarrollo de Actitudes Responsabilidad Colaboración Compromiso TOTAL Material o Equipo Requerido: 100 Frecuencia de uso Pizarrón/gis Pizarrón blanco/marcadores Proyector de acetatos Cañón Problemarios Modelos Pág. 4 de 5

5 Prototipos Software Laboratorio Bibliografía: Física, conceptos y aplicaciones Tippens Mecánica, calor y sonido Francis Sears Física I Halliday and Resnick Física universitaria Sears - Zemansky Universidad Autónoma de Coahuila Asignatura: Física I RESPONSABLES Director de la Coordinador de la Reforma Curricular Dr. Rubén García Braham Ing. Ernesto Oyervides Valdez Secretario Académico de la Facultad Diseñador de la Asignatura MC. Ma. Auxiliadora Valdés Flores M.C. Lucero Rosales Marines Pág. 5 de 5