Programa Analítico Vicerrectoría de Educación Superior

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1 División de Arquitectura, Diseño e Ingeniería Departamento de Física y Matemáticas Periodo : Primavera 2010 Nombre del curso: MECÁNICA CLÁSICA Clave: FM1210 Seriación: FM0650 O VENIR DE PREPA UDEM O DE PREPAS ALIMENTADORAS CON PROMEDIO EN FÍSICA A 80 Y FM1150 Línea Curricular: FÍSICA HTS: 3 HPS: 0 THS: 3 Créditos: 6 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: ESPAÑOL Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Comprender las leyes de la Mecánica Clásica a fin de resolver problemas de cuerpos que se desplazan en una, dos y tres dimensiones Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS ACTIVIDADES Modalidad Lunes. y Viernes Lunes 11 de Enero 13 de Enero Realizará conversiones de cantidades físicas entre los diferentes sistemas de unidades. Realizará operaciones básicas con vectores utilizando la notación de componentes. Primeras definiciones. Sistemas de Unidades. Conversión entre los Sistemas de Unidades. Cantidades Físicas. Vectores y Escalares. Componentes de un vector. Presentación del curso Encuadre del Curso Primeras definiciones. El maestro resolverá algunos problemas de conversiones. Ejemplos de cantidades físicas. Actividad para diferenciar vectores y escalares. Componentes de un vector, polares y rectangulares. Asignar la Actividad 1 Pag. 1 de13

2 Viernes 15 de Enero Lunes 18 de Enero 20 de Enero Viernes 22 de Enero Lunes 25 de Enero Realizará operaciones básicas con vectores utilizando vectores unitarios. Hará representaciones graficas en el plano de vectores de tres dimensiones Aplicará los productos vectoriales en la solución de situaciones dadas. Encontrará el ángulo entre dos vectores. Empleará las operaciones entre vectores en la solución de las situaciones planteadas. Vectores Unitarios. Suma de Vectores Unitarios. Operaciones con vectores. Representación de un vector en 3D. Gráfica de Vectores en el Espacio. Vector posición. Magnitud de un vector en 3D. Producto punto entre dos vectores. Angulo entre dos vectores. Producto cruz entre dos vectores. Ángulo entre dos cuerdas. Vector fuerza. Operaciones con vectores en tres Repaso de vectores en 2 y 3 Vector posición. Vector Fuerza. Ángulo entre vectores Asignación de Lectura, sección 1.1 al 1.6. (Fuente: Libro de texto) Verificación de lectura Examen Frecuente 1 Representación de un vector mediante vectores unitarios Definición de las operaciones con vectores unitarios. Realización de problemas por Asignar la Actividad 2. Asignación de Lectura sección 1.7 al 1.9. (Fuente: Libro de texto) Examen Frecuente 2. Gráfica de vectores en el espacio. Obtener el vector posición por medio de las coordenadas. Obtener la distancia entre 2 puntos. Asignación de Lectura Sección Fuente: Libro de texto. Problemas de vectores en tres Diferenciar entre los productos punto y cruz. Asignar la Actividad 3 Examen Frecuente 3. Realización de problemas por Asignar la Actividad 4 Examen frecuente 4 Solución de problemas de Asignar la Actividad 5. Asignación de Lectura, sección 2.1 al 2.3. Pag. 2 de13

3 27 de Enero Viernes 29 de Enero Lunes 1 de Febrero 3 Viernes 5 Lunes 8 de Febrero Obtendrá la función de posición partiendo de parejas de datos; posición y tiempo. Describirá completamente un fenómeno cinemático empleando su función de posición y sus derivadas. de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante. de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante. de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante. Movimiento en una dimensión. La función Posición dependiente del Tiempo. Movimiento en una dimensión. Valores máximos y mínimos de las funciones cinemáticas. A S U E T O Movimiento uniformemente acelerado (MUA). Ecuaciones de movimiento. Movimiento uniformemente acelerado (MUA). Ecuaciones de movimiento. Movimiento uniformemente acelerado. Fuente: Libro de texto. Encontrar la definición de Cinemática. Encontrar la concepción Aristotélica acerca de la Cinemática. Examen frecuente 5. Solución de problemas de vectores por parte de los alumnos. Variables Cinemáticas. Concepto de máximos y mínimos. Asignar la Actividad 6. Actividad retadora 1 de Cinemática. Asignación de lectura, sección 2.4. Verificación de lectrura Examen frecuente 6. Asignación de Lectura (Cinemática) 2.4 al 2.6. : Encontrar al menos dos sitios de Internet en donde se presenten simuladores del movimiento acelerado empleando Applets de Java Deducción de las ecuaciones que gobiernan el MUA. Asignar la Actividad 7. Actividad retadora 1 de Cinemática. Examen Frecuente 7 Asignación de lectura, Pag. 3 de13

4 10 de Febrero Viernes 12 Lunes de Febrero Viernes 19 Lunes de Febrero de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante y en caída libre. de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante y en caída libre. de partículas que se mueven horizontalmente con aceleración constante y en caída libre. de partículas que se mueven en trayectorias parabólicas y circulares. de partículas que se mueven en trayectorias parabólicas y circulares. de partículas que se mueven en trayectorias parabólicas y circulares. de partículas que se mueven en trayectorias parabólicas y Movimiento vertical. Ecuaciones de movimiento. Movimiento vertical. Movimiento Vertical. Movimiento en dos Tiro parabólico Movimiento en dos Tiro parabólico. Movimiento en un Plano (Tiro parabólico) Movimiento en dos sección 2.5. Fuente: Libro de texto. Verificación de lectura Deducción de los modelos que rigen el movimiento vertical. Actividad retadora 2 de Cinemática. PRIMER PARCIAL, Grupo Lunes 10:00 horas parte de los alumnos. Asignación de Lectura, sección 3.1 al 3.3. PRIMER PARCIAL, Grupo Lunes 11:00 horas Verificación de lectura Deducción de las relaciones que modelan al movimiento en dos Deducción de la ecuación del alcance. Deducción de la ecuación de la trayectoria. Asignar la Actividad 8 Retroalimentación acerca del primer examen parcial. Solución grupal de problemas. : Encontrar al menos dos sitios de Internet en donde se presenten simuladores del movimiento parabólico empleando Applets de Java. Examen Frecuente 8 Solución grupal de problemas. Asignar la Actividad 9 Retroalimentación acerca del primer examen parcial. Pag. 4 de13

5 Viernes 26 Lunes 1 de Marzo 3 Viernes 5 circulares. Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Las Leyes de Newton. La cinemática y las leyes de Newton. Cuerpos en equilibrio. Planos inclinados. Planos inclinados : Investigación Bibliográfica: Biografía de Newton, en donde se mencionen lo hechos más importantes en su vida científica. Asignación de Lectura, sección 4.1 al 4.2. Examen Frecuente 9 Introducción al tema. Definiciones básicas de las Leyes de Newton. Asignación de Lectura, Capítulo 4.3 al 4.6 Asignar la Actividad 10 Diagrama de cuerpo libre. Aplicaciones de las leyes de Newton a cuerpos en equilibrio. Examen Frecuente 10 Exposición de la Técnica del diagrama de cuerpo libre a problemas sin fricción. : Investigación Bibliográfica: Acerca de cómo describen diferentes autores a la técnica del Diagrama de Cuerpo Libre. Asignar la Actividad 11. Introducción de los conceptos básicos acerca de la fricción. Asignación de Lectura, sección 5.1 al 5.3 Pag. 5 de13

6 Lunes 8 de Marzo 10 de Marzo Viernes 12 Lunes de Marzo Viernes 19 Lunes de Marzo Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Empleará correctamente la técnica del diagrama de cuerpo libre. Fricción. Planos inclinados Fricción. Planos inclinados. Fricción. Planos inclinados. Repaso de la dinámica de Newton con y sin Fricción. A S U E T O Newton, aplicándolas a situaciones en el espacio. Newton, aplicándolas a situaciones en el espacio. Newton, aplicándolas a situaciones en el espacio. Calculará el Momento producido por una fuerza con respecto a un posible eje de giro. Calculará el Momento producido por una fuerza con respecto a un posible eje de giro. Dinámica de Newton en 3D. Equilibrio de fuerzas en tres Dinámica de Newton en 3D. Equilibrio de fuerzas en tres dimensiones Segunda condición de equilibrio. El Momento debido a una fuerza en dos Segunda condición de equilibrio. El Momento debido a una fuerza en tres dimensiones Examen Frecuente 11 Solución de problemas en grupo. Asignar la Actividad 12 Examen Frecuente 12 Solución de problemas aplicando la técnica del diagrama de cuerpo libre. Solución de problemas aplicando la técnica del diagrama de cuerpo libre. Solución de problemas de equilibrio en 3D. Asignación de lectura. Sección 10.1 SEGUNDO PARCIAL, Grupo Lunes 10:00 horas Asignar la Actividad 13. SEGUNDO PARCIAL, Grupo Lunes 11:00 horas Examen frecuente 13. Pag. 6 de13

7 Programa Analítico Viernes 26 Lunes de Marzo Viernes 2 Lunes 5 de Abril Calculará el Momento Segunda condición de producido por una fuerza con equilibrio. respecto a un posible eje de El Momento debido a una giro. fuerza en tres SEMANA SANT A Calculará el Momento producido por una fuerza con respecto a un posible eje de giro. 7 Calculará el Momento producido por una fuerza con respecto a un posible eje de giro. Viernes 9 Lunes Viernes 16 Resolverá problemas aplicando el teorema del trabajo y la energía cinética y el principio de conservación de la energía. En el caso de fuerzas constantes. Resolverá problemas aplicando el teorema del trabajo y la energía cinética y el principio de conservación de la energía. En el caso de fuerzas constantes. Resolverá problemas aplicando el teorema del trabajo y la energía cinética y el principio de conservación de la energía. En el caso de fuerzas constantes. Resolverá problemas aplicando el teorema del trabajo y la energía cinética y el principio de conservación de la energía. En el caso de fuerzas Revisión No. 1 Definiciones básicas. Solución de problemas por parte del maestro ASUETO SEMANA SANT A ASUETO SEMANA SANT A ASUETO Segunda condición de equilibrio en 3D. El Momento debido a una fuerza en tres Segunda condición de equilibrio en 3D. El Momento debido a una fuerza en tres Asignar la Actividad 14 Solución de problemas por Trabajo y Energía. Teorema del trabajo y la energía. Demostración de la relación entre el trabajo y el cambio de la energía cinética. Solución de problema con fuerza constante. Examen Frecuente 15 Trabajo y Energía. Teorema del trabajo y la energía. Solución de problema con fuerza constante. Asignar la Actividad 16. Asignación de lectura. Sección 6.3 Trabajo y energía. Trabajo realizado por una fuerza variable. La Ley de Hooke. Resortes. Solución de casos en donde se involucren fuerzas en 3D. Asignación de Lectura, sección 6.1 al 6.2 Examen Frecuente 14 Trabajo y Energía Verificación de lectura. Calculo del trabajo realizado Definiciones básicas. por una fuerza constante. Solución de casos en donde se involucren fuerzas constantes. Asignar la Actividad 15 Examen frecuente 16. Definiciones básicas. Aplicación de la ley F = kx. Aplicaciones de los resortes. Asignar la Actividad 17 21/01/2005 Pag. 7 de13

8 Lunes Viernes 23 Lunes Viernes 30 Lunes 3 de Mayo variables. aplicando el teorema del trabajo y la energía cinética y el principio de conservación de la energía. En el caso de fuerzas variables. Resolverá situaciones referentes a la cinemática y la dinámica de las partículas, empleando un enfoque energético. Resolverá situaciones referentes a la cinemática y la dinámica de las partículas, empleando un enfoque energético. Aplicara las leyes de la conservación de la energía mecánica. Calculará la velocidad con la que la energía fluye a través del tiempo, considerando un fenómeno determinado. Determinará la diferencia entre la cantidad de movimiento y el impulso. sobre cantidad de movimiento e impulso. Ubicará el centro de masa de un sistema de partículas Trabajo y energía. Trabajo realizado por una fuerza variable. La Ley de Hooke. Resortes. Energía cinética, potencial y elástica. Fuerzas conservativas y no conservativas. Conservación de la energía mecánica. Energía cinética, potencial y elástica. Fuerzas conservativas y no conservativas. Conservación de la energía mecánica. Potencia. Cantidad de movimiento e impulso. Cantidad de movimiento e impulso. El centro de masas de un sistema de partículas Examen Frecuente 17 Impares del 2 al 13. Experiencia con datos reales. Asignación de Lectura. Sección 7.1 al 7.4 Asignación de Lectura. Sección 6.4 TERCER PARCIAL, Grupo Lunes 10:00 horas Demostración de P = Fv. Asignación de lectura. Sección 8.1 al 8.2 TERCER PARCIAL, Grupo Lunes 11:00 horas Cálculo de la cantidad de movimiento. Determinación del impulso dado a un objeto. Asignación de lectura. Sección 8.3 al 8.5 Solución de problemas pos parte de maestro Asignar la Actividad 18 Pag. 8 de13

9 5 de Mayo Viernes 7 de Mayo Lunes 10 de Mayo 12 de Mayo Ubicará el centro de masa de un sistema de partículas Describirá el movimiento de un sistema de partículas en función de su centro de masa. Describirá el movimiento de un sistema de partículas en función de su centro de masa. Calculará el momento de inercia de un sólido. Repaso general del curso. El centro de masas de un sistema de partículas. El centro de masas de un sistema de partículas. Cantidad de Movimiento Relación entre la cantidad de movimiento y la Fuerza. Conservación de la cantidad de movimiento. Choques en una y dos Dinámica rotacional Inercia rotacional Energía cinética rotacional. Momento angular y su conservación. Cálculo del centro de masas de un sistema de partículas. Examen Frecuente 18 : Investigación Bibliográfica: Encontrar los tipos de choques que los diferentes autores mencionan. Asignar la Actividad 19 Aplicaciones de la conservación de la cantidad de movimiento. Solución de problemas de choques en una y dos Examen Frecuente 19 Aplicaciones de la conservación de la cantidad de movimiento. Solución de problemas de choques en una y dos Asignación de lectura. Sección 9.1 al 9.5 Solución de casos en forma grupal. FIN DE CURSOS. Método Pedagógico empleado : Se revisan los contenidos temáticos seleccionando métodos y técnicas que involucran a todos los estudiantes, apoyados por los recursos disponibles, orientando las discusiones hacia la aplicación de los conceptos y técnicas aprendidos a situaciones reales. La actividad en el aula esta fuertemente apoyada por el uso de equipo de cómputo y calculadoras científicas con la capacidad de realizar operaciones con vectores y metodologías didácticas que se enfocan al desarrollo de las habilidades relacionadas con las estrategias de solución de problemas. Se trata de manera profunda la heurística relacionada con la solución de problemas de la Física. Aunque el contenido es generalmente presentado por el instructor, algunos temas son expuestos por los estudiantes previa notificación. Se realizan actividades orientadas a un aprendizaje más significativo del contenido temático tanto de manera individual como en grupos. Se dejan tareas a resolver de manera individual y en equipo, siendo estas ultimas principalmente casos a analizar fuertemente contextualizados y lo Pag. 9 de13

10 suficientemente abiertos en su planteamiento para que según las consideraciones hechas por los estudiantes, produzcan soluciones alternativas. Se aplican tres evaluaciones parciales, señalados en el calendario del curso. En todos éstos, se hará una retroalimentación pertinente como parte de la evaluación formativa. La definición de lo que se entenderá por cada uno de los aspectos ha evaluar se describe más adelante. Al final del curso se tiene un examen integrador. Este examen involucra todos los contenidos vistos en el curso. Recursos Didácticos Computadora, cacluladoras científicas con funciones vectoriales. Herramientas cognitivas basadas en problemas ricos en contexto, Internet. Fechas de exámenes: Primer parcial: Segundo Parcial: Tercer Parcial: Final: Viernes 12, Grupo: Lunes 10:00 horas Lunes 15, Grupo: Lunes 11:00 horas Viernes 19, Grupo: Lunes 10:00 horas Lunes 22, Grupo: Lunes 11:00 horas Viernes 23, Grupo: Lunes 10:00 horas Lunes 26, Grupo: Lunes 11:00 horas 19 de Mayo, Grupo: Lunes 10:00 horas Viernes 21 de Mayo, Grupo: Lunes 11:00 horas Políticas del curso Tarea. Es una actividad fuera del aula que involucra la realización de problemas del texto asignados, o de actividades previamente elaboradas por el maestro, o la elaboración de un reporte escrito de una investigación bibliográfica. La entrega de la tarea es de una sesión a otra si son del libro de texto, de una semana si son reportes escritos. El formato de la tarea es: los datos en computadora empleando un procesador de textos, en un recuadro en la parte superior derecha de la primera hoja (nombre completo del alumno, matrícula, carrera, el número de la tarea y la fecha), la redacción de los problemas con sus incisos correspondientes, las respuestas o proceso de solución después de cada pregunta o inciso del problema y las hojas debidamente grapadas. La tarea de un reporte será entregada con portada y con el contenido del reporte en computadora empleando un procesador de textos, y además grapada. En todos los casos debe usarse una hoja tamaño carta. Asistencia. Según el reglamento de evaluación del estudiante los retardos son considerados como falta se tomará lista al inicio de la clase, así que llegue puntual, tiene el derecho de faltar durante el semestre el equivalente al doble de las frecuencias de su clase. Pag. 10 de13

11 Programa Analítico Si tiene que asistir a un evento de tipo formativo de la UDEM la entrega de trabajos será negociada según lo marca el reglamento y CON ANTERIORIDAD, de lo contrario procede la falta. Asesoría del maestro. Además de asistir a la clase el estudiante tiene derecho a solicitar asesoría a su maestro extra-clase. Para este curso el maestro debe negociar al menos una hora en la que debe presentar dicha asesoría y el horario lo dará a conocer durante la primera semana de clase y publicarlo en su cubículo. Por acuerdo Departamental, queda sin validez la solicitud de otro examen en caso de no lograr el éxito esperado. Evaluación. La evaluación de los cursos se hace de manera continua y considerando los siguientes elementos: Tareas Exámenes Frecuentes Actividades Especiales Exámenes Parciales Examen Final. Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Profesor Dr. Enrique Peña Muños Lic. Héctor González Flores Calificación Parcial Calificación Final Investigaciones y/o tareas 10 Prácticas y exámenes rápidos 20 Examen Parcial Total (100%) 3 Parciales 70 Trabajo Final 0 Examen Final Total (100%) Para aquellos alumnos que asistan al programa de asesoría con el profesor, la calificación del examen parcial se constituye de un 90% del examen y un 10% de la asistencia a la asesoría. Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Teléfono Dr. Enrique Peña Muñoz Lic. Héctor González Flores Revisión No. 1 Ubicación Correo E Hrs. de Asesoría epena@udem.edu.m x hgonzalez@udem.ed u.mx Ver horario en la oficina del profesor Ver horario en la oficina del profesor 21/01/2005 Pag. 11 de13

12 Bibliografía básica y complementaria : BÁSICA: Sears, Zemansky, Young: Física Universitaria. Volumen 1. Décimo primera edición. México Perason Education. COMPLEMENTARIA: Serway, R. ; Jewett, J. : Física, Tomo I. Tercera edición. México Thomson Internacional. Serway, R. ; Faughn, J. : Fundamentos de Física, Volumen 1. Sexta edición. México Thomson Interbacional. Susan M. Lea: Física. La Naturaleza de las Cosas. Vol.1. México 1999.Thomson Internacional. Thomas a. Moore: Física,seís ideas fundamentales, Tomo 1. México Segunda edición Mc Graw Hill, Resnick, Robert : Física parte I. Quinta edición. México CECSA. Eugene Hecht : Física 1. Segunda edición. México Thomson Internacional. Ocampo, O. ; Torres, J. : Física General. Primera edición. México Thomson Internacional. Tipler, P. : Física, para la ciencia y la tecnología. Volumen 1. Cuarta edición. México Editorial Reverté. Fishbane, P. ; Gasiorowicz, S. : Física para ciencias e ingeniería. Volumen 1. Primera edición. México Prentice Hall Inc. Reese, R. : Física Universiatria. Volumen 1. Primera edición. México Thomson Internacional. Giancoli, D. : Física para universiatrios. Volumen 1. Tercera Edición. México Pearson Education. Giancoli, D. ; Olguín V. : Física, principios con aplicaciones. Volumen 1. Sexta Edición. México Pearson Education. Gettys, E. ; Keller, F. : Física para ciencias e ingeniería. Tomo 1. Segunda edición. México Mc Graw Hill. Romanelli, L. ; Fendrik, A. : Física. Primera edición. México 2001 Pearson Education. Pag. 12 de13

13 Firma de autorización Pag. 13 de13