SILABO ZF03 MECANICA 06-. DATOS GENERALES Facultad: Área de Ciencias Carrera: Todas las carreras de ingenierías Coordinador: Elías Catalán Sánchez Requisitos: Matemática básica (ZM0) Física general (ZF00) Competencias: Criterio Científico Número de Créditos 04 Horas teóricasprácticas Horas de Horas trabajo Total Número de horas evaluación autónomo reflexivo 56 0 08 66. FUNDAMENTACIÓN Esta asignatura es importante porque permite que el estudiante comprenda los fenómenos físicos que lo rodean y que están presentes en la naturaleza y en la industria. Permitirá además que el estudiante entienda el por qué y cómo funcionan estos fenómenos, y de qué manera pueden ser mejorados y/o controlados en relación al área de ingeniería correspondiente. 3. SUMILLA Este curso es de carácter teórico, práctico y experimental y abarcará los siguientes tópicos: Uso de las reglas básicas del cálculo (diferencial e integral) aplicado a la cinemática de una partícula, cinemática bidimensional, movimiento circular, dinámica lineal( leyes de Newton), dinámica circular, trabajo mecánico, energía mecánica y conservación de la energía, momento lineal y sus conservación, impulso y colisiones, rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo, movimiento de rotación y cantidad de movimiento angular. 4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE Al final del curso el estudiante utilizará correctamente las ecuaciones de la cinemática y dinámica de una partícula y explicara las leyes básicas del movimiento de una partícula. 5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Unidad de aprendizaje : Semana:, y 3 Cinemática Al finalizar la unidad el estudiante plantea y aplica las ecuaciones para el movimiento de una partícula en una, dos y tres dimensiones
Temario Introducción al cálculo diferencial y al cálculo integral. Movimiento Rectilíneo y curvilíneo de una partícula: Velocidad media e instantánea. Aceleración media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento uniformemente variado. Movimiento de proyectiles. Caída libre y movimiento parabólico. Ecuación de la trayectoria. Aplicaciones Movimiento Circular: Velocidad angular y aceleración angular. Movimiento circular uniforme. Movimiento circular uniformemente variado. Componentes tangencial y normal de la aceleración. Unidad de aprendizaje : Semana: 4, 5 y 6 Dinámica Al finalizar la unidad el estudiante analiza y aplica leyes de la dinámica al movimiento de los cuerpos. Temario Conceptos de Fuerza. Leyes de Newton Fuerzas internas y externas. Masa inercial. Fuerza y momento lineal. Segunda ley de Newton aplicada al movimiento circular, movimiento circular no uniforme, movimiento en presencia de fuerzas resistivas. fuerza de fricción: Coeficiente de fricción: estático y dinámica. Aplicaciones Unidad de aprendizaje 3: Semana: 7,8 y 9 Trabajo y energía Al fin de la unidad el alumno identifica y aplica el trabajo de las fuerzas conservativas y no conservativas al movimiento de los cuerpos. Temario Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energía cinética. Teorema del trabajo y la energía cinética. Energía Potencial. Fuerzas conservativas. Fuerza elástica y gravitatoria. Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica. Energía mecánica y conservación de la energía mecánica. Potencia. Principio de conservación de la energía. Sistemas conservativos y no conservativos. Sistema de partículas y su relación con el caso de una partícula.
Unidad de aprendizaje 4: Semana: 0 y. Cantidad de movimiento lineal y colisiones Al finalizar la unidad el alumno describe y plantea las ecuaciones para las colisiones en una y dos dimensiones. Temario Momento lineal y su conservación, impulso y momento lineal, colisiones elásticas e inelásticas en una y dos dimensiones Dinámica de un sistema de partículas. Centro de masa (CM). Movimiento del CM. Velocidad y aceleración. Momento lineal de un sistema de partículas. Aplicaciones Unidad de aprendizaje :5 Semana:,3 y 4. Cinética y dinámica del cuerpo rígido Al finalizar la unidad el alumno describe y plantea las ecuaciones para el movimiento de una un cuerpo rígido. Temario Movimiento rotacional de un sistema de partículas. Conservación del momento angular. Momento de inercia de un sistema de partículas y de un cuerpo rígido. Torque y momento angular. Torque y momento de inercia. Energía Cinética de un cuerpo rígido. Energía cinética de rotación y traslación. Conservación de la energía. Energía cinética y momento de inercia. Energía mecánica de un cuerpo rígido. Aplicaciones 6. METODOLOGÍA Se dictarán clases con ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos digitales publicados en la plataforma virtual y con ejercicios prácticos. Los alumnos desarrollarán experimentos en los laboratorios trabajando de manera individual y grupal. En el laboratorio se promoverá la formación de grupos pequeños y se les dará guía de Laboratorio. El curso tiene un componente virtual en la plataforma NIMBUS, donde los alumnos refuerzan su aprendizaje a través de lecciones SCORM. Además la plataforma contiene las actividades correspondientes al trabajo autónomo reflexivo. Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son: 3
Aprendizaje autónomo Aprendizaje para la era digital. Aprendizaje colaborativo 7. SISTEMA DE EVALUACIÓN El curso tendrá las siguientes evaluaciones: Tipo Descripción nota Semana Observación Recuperable PE Prueba de Individual NO Entrada Práctica 4 Práctica grupal (Equipos de 4 NO PC Calificada estudiantes) realizada durante la sesión de clase PC Práctica Práctica grupal (Equipos de NO Calificada 7 estudiantes) realizada durante la sesión de clase PC3 Práctica Práctica individual realizada NO Calificada 3 0 durante la sesión de clase PC4 Práctica Práctica individual realizada NO Calificada 4 3 durante la sesión de clase PL Laboratorios -PL: Se realizarán 4 laboratorios NO -PL: 5 durante el ciclo. La -3PL: 8-4PL: evaluación del laboratorio será de carácter mixto: Individual: En la plataforma - educativa se implementará una prueba tipo test sobre el video del experimento del laboratorio con un peso máximo de 8/0. Grupal: Al finalizar el experimento en el laboratorio, el grupo de estudiantes de cada mesa presentará un reporte escrito de resultados. El reporte tendrá una calificación máxima de /0 EF Examen Final Examen Individual SI ER EXAMEN REZAGADO Examen individual No El cálculo del promedio final se hará de la siguiente manera: 4
0.0 PE + 0.(PC) + 0.(PC) + 0.(PC3) + 0.0(PC4) + 0.(PL) + 0.30(EF) Donde: PL = ( LC + LC + LC3 +LC 4)/ 4 PE Prueba de Entrada Nota: Solo se podrá rezagar el examen final. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso. No se elimina ninguna práctica calificada. No se elimina ningún laboratorio calificado. La nota mínima aprobatoria es (doce). La segunda y la cuarta práctica calificada incluirán la calificación del trabajo autónomo reflexivo respectivo. En el caso de que un alumno no rinda una práctica calificada (PC) y, por lo tanto, obtenga NS, esta es reemplazada con la nota que se obtenga en el examen final o de rezagado. En caso de que el alumno tenga más de una práctica calificada no rendida, solo se reemplaza la práctica calificada de mayor peso. No es necesario que el alumno realice trámite alguno para que este remplazo se realice. PC Y PC4 Prácticas Individuales PC y PC3 Práctica grupal de 8. FUENTES DE INFORMACIÓN BIBLIOGRAFIA BÁSICA - Serway, R. y Jewett, J.W.(009) Física para ciencias e ingeniería. Volumen I. México. Ed. Thomson. - Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K.S.(008) Física. Volumen I. México. Ed. Continental. - Sears F., Zemansky M.W., Young H. D., Freedman R.A. (004) Física Universitaria Volumen I Undécima Edición. México. Pearson Educación. COMPLEMENTARIA - Tipler, P., Mosca, G. (00) Física para la ciencia y la tecnología. Volumen I. México Ed. Reverté. - Feynman, R.P. y otros. (005) Física. Vol. I. Panamá. Fondo Educativo interamericano. DIRECCIONES ELECTRONICAS - http://search.msn.es/results.aspx?srch=05&form=as5&q=http%f%f http://www.edu.aytolacoruna.es%faula%ffisica%fapplets%fhwang%fntnujav a%findexh.html - http://www.ucm.es/info/hcontemp/leoc/hciencia.htm. - http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidadmedida.htm. 5
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de aprendizaje Unidad : Cinemática Semanas sesión Tema 3 Introducción al cálculo diferencial Introducción al cálculo integral Prueba de entrada A :Laboratorio B: Práctica dirigida B: Laboratorio A: Practica dirigida Movimiento Rectilíneo y curvilíneo de una partícula: Velocidad media e instantánea. Aceleración media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento uniformemente variado. Movimiento de proyectiles caída libre y movimiento parabólico. Ecuación de la Trayectoria Actividades y Evaluaciones -Formación de grupos A y B Individual -Realización del Laboratorio: Movimiento en caída libre. -No presencial: Estudio del movimiento parabólico de proyectiles con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP Unidad : Dinámica 4 Conceptos de Fuerza. Fuerza de fricción. Coeficiente de fricción: estático y dinámico. -No presencial: Estudio de los diferentes tipos de fuerza con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP Primera práctica calificada Practica individual. 5 A: Laboratorio B: Practica dirigida B: Laboratorio A: Practica dirigida -Realización del laboratorio: Segunda ley de Newton 6
Unidad 3: Trabajo y Energía Unidad 4: momento lineal y colisiones 6 7 8 9 Leyes de Newton, Fuerzas internas y externas. Masa inercial. Fuerza y momento lineal. Segunda ley de Newton aplicada al movimiento circular uniforme. Movimiento circular no uniforme Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energía cinética. Teorema del trabajo y la energía cinética. Energía potencial. Aplicaciones Segunda práctica calificada 0 - No presencial: Estudio los diferentes tipos de fuerzas y algunos ejemplos con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP - No presencial: Estudio de trabajo de fuerzas variables con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. Práctica grupal de. Evaluación del primer trabajo autónomo reflexivo. A: Laboratorio 3 -Realización del laboratorio: Ley de Hooke B: Práctica dirigida y cambios de energía potencial B: Laboratorio. 3 A: Práctica dirigida - Fuerzas conservativas y no nservativas, fuerza elástica y gravitacional. Energía potencial gravitacional y energía potencial elástica. nergía mecánica. Potencia y aplicaciones Relaciones entre fuerzas conservativas y la energía potencial. Conservación de la fuerza mecánica y aplicaciones Momento lineal y su conservación. Impulso y Cantidad de movimiento, Colisiones. Colisiones elásticas e inelásticas en una dimensión. Colisiones bidimensional. Centro de masa. Movimiento de un Participación del alumno - No presencial: Estudio de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. -No presencial: Estudio de las colisiones elásticas e inelásticas y sus características con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. 7
sistema de partículas Tercera práctica calificada Practica grupal de. Unidad 5. Cinemática y dinámica del cuerpo rígido 3 A: Laboratorio 4 B: Práctica dirigida B: Laboratorio 4 A: Práctica dirigida Rotación de un cuerpo rígido. Desplazamiento, velocidad y aceleración angulares. Cinemática rotacional: Movimiento rotacional con aceleración angular constante 4 Cantidades angulares y lineales. Energía rotacional. Calculo de momentos de inercia Momento de torsión. Relación entre momento de torsión y aceleración angular. Trabajo, potencia y energía en el movimiento rotacional Practica calificada 4. Movimiento rotacional de un sistema de partículas. Conservación del momento angular. Momento de inercia de un sistema de partículas y de -Realización del laboratorio: Colisiones en dos dimensiones Participación del alumno -No presencial: Estudio del momento de inercia de diferentes geometrías con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. -No presencial: Estudio del trabajo, potencia y energía en el movimiento rotacional con recursos de la plataforma educativa de UTP Participación del alumno en la soluciones de Practica individual. Evaluación. Presentación del segundo trabajo reflexivo -No presencial: Estudio de los giroscopios y trompos con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP 8
un cuerpo rígido. Torque y momento angular. Torque y momento de inercia, aplicaciones Energía cinética de un cuerpo rígido. Energía cinética de rotación y traslación. Conservación de la energía. Energía cinética y momento de inercia. Energía mecánica de un cuerpo rígido, aplicaciones 5 Examen final Evaluación 6 Examen rezagado Evaluación Nota. El trabajo autónomo reflexivo comprende las siguientes actividades Actividad Semana Horas Primer trabajo Autónomo Reflexivo 07 04 Segundo Trabajo Autónomo reflexivo 4 04 0. FECHA DE ACTUALIZACIÓN:30/0/05 9