UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA PLAN GLOBAL FÍSICA BÁSICA I I. DATOS DE IDENTIFICACIÓN Nombre de la materia: Física Básica I Código: 2006018 Grupo: 8 Carga horaria: 6 horas semana Materias con las que se relaciona: Vertical: Física Básica II y Estática Horizontal: Calculo I Docentes: Lic. Ivan Efrain Fuentes Miranda Teléfono 4327941 Correo Electrónico ivancko@hotmail.com II. JUSTIFICACIÓN La Física es una ciencia fundamental, encargada del entendimiento de los principios básicos del universo, interacción y propiedades de la materia. Conforma los fundamentos sobre los cuales se basan otras ciencias físicas astronomía, química y geología -. La belleza de la Física radica en la simplicidad de las teorías físicas fundamentales y en la manera justa en la que, con un número muy pequeño de conceptos fundamentales, ecuaciones y suposiciones, pueden alterar y expandir nuestra visión del mundo que nos rodea. Esta asignatura se incluye en los perfiles de ingeniería y de ciencias por que en su contenido se desarrolla los conceptos básicos necesarios para describir los fenómenos del movimiento, de transferencia de energía, de los principios de conservación, de las condiciones de equilibrio, etc. Aprendiendo a través de modelos sencillos a resolver inicialmente situaciones simplificadas de la realidad, las cuales permiten desarrollar en el estudiante las destrezas necesarias para que en los cursos posteriores pueda resolver situaciones mas próximas a la realidad. Los principios fundamentales de la Física, junto con algunas ramas de las Matemáticas que paralelamente cursan en el primer semestre, constituyen los pilares sobre los que descansan todas las especialidades de las ingenierías y las ciencias. 1
III. OBJETIVOS El estudiante podrá apropiarse de conceptos físicos e instrumentos matemáticos que le permitan realizar un estudio del movimiento, y de la energía utilizando para ello primero un modelo ideal (movimiento del punto material) que le permitirá comprender las leyes de conservación de la naturaleza, para llegar luego a un modelo más cercano a la realidad (movimiento del sólido rígido) y a su aplicación al caso del movimiento bajo fuerzas centrales. IV. SELECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS CAPITULO 1 CINEMATICA DEL PUNTO MATERIAL Objetivo(s) del Capítulo Explicar dialogalmente los conceptos fundamentales de la cinemática de la partícula Deducir y aplicar las ecuaciones de los distintos tipos de movimiento (uniforme, aceleración constante, aceleración variable) 1.1 Introducción 1.2 Definiciones Básicas 1.3 Movimiento Rectilíneo del punto material 1.3.1 Movimiento Rectilíneo del punto material con velocidad constante 1.3.2 Movimiento Rectilíneo del punto material con aceleración constante 1.3.3 Movimiento Rectilíneo del punto material con aceleración variable 1.4 Movimiento en el plano del punto material 1.4.1 Descripción en coordenadas cartesianas 1.4.2 Descripción en coordenadas normal y tangencial 1.5 Movimiento Relativo 2
Objetivo(s) del Capítulo CAPITULO 2 DINAMICA DEL PUNTO MATERIAL Formular los tres postulados de Newton y Describir la dinámica de una partícula en sistemas inerciales usando coordenadas cartesianas y normal - tangencial Definir un sistema inercial y explicar el concepto de fuerza ficticia 2.1 Introducción 2.2 Definiciones Básicas: Fuerza 2.3 Leyes de Newton 2.3.1 Principio de Inercia 2.3.2 Definición de Masa 2.3.3 Principio de acción y reacción 2.4 Clasificación de fuerzas 2.4.1 Fuerzan Fundamentales 2.4.2 Fuerzas de contacto directo 2.7 Sistemas de cuerdas y poleas 2.8 Sistemas de referencia no-inerciales, fuerza ficticia Objetivo del Capítulo CAPITULO 3 LEYES DE CONSERVACIÓN Definir y diferenciar los tipos de energía (cinética, potencial, mecánica y calor) Definir trabajo, potencia, eficiencia y fuerzas conservativas Enunciar lo teoremas trabajo inercia cinética, trabajo energía potencial, conservación de la energía y movimiento lineal. 3.1 Introducción 3.2 Definiciones Básicas: Variación de energía, Trabajo, Potencia, Eficiencia 3.3 Energías: cinética, potencial gravitacional, potencial elástica y calor 3.4 Principio de conservación de la energía Mecánica, Principio de conservación de la energía 3.5 Teorema Trabajo Energía cinética y teorema Trabajo Energía Potencial 3.6 Principio de conservación del momento lineal. Impulso 3.7 Colisiones 3.8 Principio de conservación del momento angular de una partícula 3
CAPITULO 4 SISTEMAS DE PARTÍCULAS Objetivo del Capítulo Definir: sistema de partículas, Centro de Masa, Torque de una fuerza, Momento de Inercia, energía cinética de rotación, momento angular, resolver problemas sobre sistemas de partículas, tales como el movimiento de un rígido. 4.1 Sistemas de partículas, Clasificación de los sistemas de partículas, densidad de masa, centro de masa, 4.2 Movimiento del Centro de masa aspectos cinemáticos y dinámicos 4.3 Teoría de choques, Clasificación de choques, coeficiente de restitución 4.4 El movimiento de rotación, energía de rotación, cálculo de momentos de inercia 4.5 Ley fundamental de la dinámica de rotación y principio de conservación del momento angular 4.6 Condiciones de equilibrio de un rígido 4.7 Movimiento del sólido rígido con un eje fijo de rotación 4.8 Movimiento de rodadura. Objetivo del Capítulo CAPITULO 5 SISTEMAS DE MASA VARIABLE Definir: un sistema de masa variable Formular y aplicar la ecuación de los sistemas de masa variable 5.1 Sistema de masa variable 5.2 Ecuación de los sistemas de masa variable 5.3 Aplicaciones V. METODOLOGIAS Exposición dialogada, demostrativa del Docente Trabajo grupal Trabajo individual 4
VI. CRONOGRAMA O DURACIÓN EN PERIODOS ACADÉMICOS POR UNIDAD UNIDAD DURACIÓN (Hr. Aca.) DURACIÓN EN SEMANAS Cinemática del punto material 36 6 Dinámica del punto material 18 3 Leyes de conservación 18 3 Sistemas de Partículas 30 5 Sistemas de masa variable 6 1 108 18 VII. CRITERIOS DE EVALUACIÓN 1. Diagnostica: Para conocer los conocimientos previos de los estudiantes, lo que permitirá dosificar adecuadamente el nivel de dificultad del proceso e implementar algunas actividades que ayuden a superar las deficiencias observadas. Esta evaluación debe tener un carácter continuo. 2. Formativa: Participación activa de los estudiantes en el proceso enseñanza aprendizaje, participación con preguntas y respuestas, participación en la resolución de problemas en clases 3. Sumativa Consta de dos exámenes parciales, trabajo en aula, trabajo en casa, un examen final y un examen de segunda instancia. Si el promedio de los exámenes es mayor o igual al 51 el alumno aprueba la materia. Si su nota es menor a 51 va al examen final Si el alumno en el examen final obtiene una nota mayor o igual a 51 aprueba la materia. Si su nota es menor a 51 va al examen de segunda instancia siempre y cuando su promedio de los exámenes parciales sea mayor o igual a 26 Nota: un alumno solo puede optar dos exámenes de segunda instancia como máximo 5
VIII. BIBLIOGRAFÍA Textos base: - Bela I sandor; Ingeniería Mecánica Dinámica Tomo II (PRENTICE-HALL HISPANO AMERICA S.A.1989) - SEARS-ZEMANSKY-YOUNG. 1989. Física Universitaria. Onceava Edición. Fondo Educativo Interamericano. México. - ALONSO-FINN. 1995. Física. Addisson-Wesley. México Bibliografía complementaria: - Marion Hornyak, Physics for Science and Engineering, (Cbs College Publishing, 1982) - Halliday D., Resnick R. Y Walker J, Fundamentos de Física (Compañía Editorial Continental, México, 1996). -----oo0oo----- 6
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