1.
DATOS INFORMATIVOS:
FACULTAD: INGENIERÍACARRERA: Civil
Asignatura/Módulo: Física 1 Código:12049
Plan de estudios: Nivel: Primero
Prerrequisitos: Aprobar preparatorio o examen de ubicación
Correquisitos:10241, 14303, 10178, 11184 Materias de cadena: 12055
N° Créditos: 6+2
Período académico: I semestre 2012-2013
PROFESOR: Ing. Patricio Castro Merino e Ing. Diego Egas Varea(Teoría) ; Ing. Suyana Arcos (Práctica) Nombre:
Patricio Castro Merino
Grado académico o título profesional:
Ingeniero Civil.
Masterado: Ingeniería del Transporte
e-mail:
Breve reseña de la actividad académica y/o profesional:
MATEMÁTICA, FÍSICA, ALGEBRA, GEOMETRÍA
Indicación de horario de atención al estudiante: Teléfono: Cubículo: 2991700 Extensión 1842, Cel. Nombre:
Diego Egas Varea
Grado académico o título profesional:
Ingeniero Civil.
Masterado: Investigación Educativa y Docencia Universitaria, Ingeniería del Transporte
e-mail: [email protected] [email protected] Breve reseña de la actividad académica y/o profesional:
MATEMÁTICA, FÍSICA, ESTADÍSTICA, ALGEBRA LINEAL, GEOMETRÍA ANALÍTICA
Indicación de horario de atención al estudiante:
Teléfono: Cubículo: 2991700 Extensión 1412, Cel. 098314494 Nombre:
Suyana Arcos
Grado académico o título profesional:
Ingeniera de Sistemas.
e-mail: [email protected]
Breve reseña de la actividad académica y/o profesional:
ACTIVIDADES EN EL CAMPO DE LA FÍSICA APLICADA A PRÁCTICAS DE LABORATORIO. Indicación de horario de atención al estudiante:
Teléfono: Cubículo: 2991700 Extensión 1765
2.
DESCRIPCIÓN DEL CURSO:
El curso de Física I es teórico y experimental. En la parte teórica se dan las bases metrológicas, se define la naturaleza de las magnitudes y se determina la base operacional para manejar las magnitudes vectoriales. Se formulan modelos matemáticos de la Estática, para resolver los problemas de equilibrio de los cuerpos, se analizan los fenómenos de la Cinemática de traslación y se formulan los modelos matemáticos de los movimientos.
En la parte experimental se observan los fenómenos y se hace la comprobación experimental de los modelos matemáticos.
3.
OBJETIVO GENERAL:
Proporcionar al estudiante de ingeniería la teoría y aplicación de los principios de la estática de la partícula y de los cuerpos rígidos en R2 y R3 así como de la cinemática para desarrollar la habilidad de analizar cualquier problema de manera sencilla y lógica que se encuentran en la práctica ingenieril.
4.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE:
Al finalizar el curso, el/a estudiante estará en capacidad de:
Nivel de desarrollo de los resultados de aprendizaje
Inicial / Medio / Alto 1. Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los
respectivos modelos matemáticos. MEDIO
2. Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida
cotidiana, con los respectivos modelos matemáticos. MEDIO 3. Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base
a los fenómenos naturales. MEDIO
4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo.
5.
RELACIÓN CONTENIDOS, ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE:
CONTENIDOS
(UNIDADES Y TEMAS)
SEM
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N° HORAS
TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A
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ESTRATEGIAS DE
ENSEÑANZA -
APRENDIZAJE
RESULTADOS DE
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Actividades
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Descripción
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CAPITULO 1.- METROLOGIA 1.1Introducción1.2Medida de las magnitudes físicas. Unidades y sistemas de unidades. 1.3El Sistema Internacional de Unidades (SI). Magnitudes fundamentales y derivadas. 1.4Mediciones y errores en las mediciones. Medidas directas e indirectas. Propagación de los errores en las medidas indirectas. Aparatos de medición. 1 y 2 12h 4h Programa de la materia y Cronograma de actividades. (Teoría y Práctica)
Consulta bibliográfica sobre los contenidos de metrología. Laboratorio: medida del período de un péndulo simple. Medida de la superficie de cuerpos de prueba. Determinación de los errores de medida.
Laboratorio: Medida de volúmenes de algunos cuerpos de prueba y determinación de los errores de medida.
Solución de ejercicios de sistema de unidades, transformación de unidades, análisis dimensional y teoría de errores
16h
Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de Laboratorio 1.Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos matemáticos.
2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos matemáticos. 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. 4.Desarrollar habilidades y destrezas
Informe grupal escrito y exposición del mismo, sobre “metrología”. Informe de laboratorio Informe de laboratorio Presentación de ejercicios resueltos de sistema de unidades , transformación de unidades, análisis dimensional y teoría de errores 0,3 0,56 0,56 0,4
CAPITULO 2.- ESTÁTICA DE PARTÍCULAS
2.1Fuerzas en el plano: Introducción 2.2Fuerza sobre una partícula. Resultante de dos fuerzas. 2.3Vectores
2.4 Adición de vectores 2.5 Resultante de varias fuerzas concurrentes.
2.6 Descomposición de una fuerza en sus componentes.
2.7 Componentes rectangulares de una fuerza. Vectores unitarios. 2.8 Adición de fuerzas sumando sus componentes.
2.9 Equilibrio de una partícula en R2. 2.10Primera ley del movimiento de Newton.
2.11Ejercicios de aplicación. 2.12Fuerzas en el espacio:
componentes rectangulares de una fuerza
2.13Definición de una fuerza en base a la magnitud y dos puntos.
2.14Adición de fuerzas concurrentes en el espacio.
2.15Equilibrio de una partícula en el espacio
2.16Ejercicios de aplicación.
3 a 6 18 6h Consulta bibliográfica sobre vectores y equilibrio de la partíclula en R2. Solución de ejercicios de vectores y equilibrio de la partícula en R2. Laboratorio: descomposición de una fuerza
Consulta bibliográfica sobre vectores y equilibrio de la partícula en R3.
Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanares concurrentes Solución de ejercicios de vectores y equilibrio de la partícula en R3. 24h en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. Presentación de ejercicios resueltos de vectores y equilibrio de la partícula R2. Informe de laboratorio Prueba escrita en de las unidades 1 y 2 (hasta equilibrio de la partícula en R2), a partir de un cuestionario entregado por el profesor Informe de laboratorio Presentación de ejercicios resueltos de vectores y equilibrio de la partícula en R3. Prueba escrita de la unidad 1 y 2, a partir de un cuestionario entregado por el profesor 0,4 0,56 5,25 0,56 0,4 6,0
CONTENIDOS
(UNIDADES Y TEMAS)
SEM
A
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N° HORAS
TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A
ESTUDIANTE
ESTRATEGIAS DE
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CAPITULO 3.- CUERPOS RÍGIDOS
3.1 Introducción: Fuerzas externas e internas.
3.2 Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes
3.3 Producto vectorial de dos vectores 3.4 Momento de una fuerza con respecto a un punto.
3.5 Teorema de Varignon.
3.6 Producto escalar de dos vectores. 3.7 Producto triple mixto de tres vectores
3.8 Momento de una fuerza con respecto a un eje dado.
3.9 Momento de un par. 3.10Pares equivalentes.
3.11Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. 3.12Reducción de un sistema de fuerzas a una llave de torsión o torsor.
7 a 9 18h 6h Consulta bibliográfica momento de una fuerza respecto de un punto, teorema de varignon, sistemas equivalentes Laboratorio: momento de una fuerza
Solución de ejercicios de momento vectorial y momento respecto a un punto
Solución de ejercicios de producto escalar, momento respecto a un eje
Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanar paralelo
Solución de ejercicios de sistemas equivalentes
24h Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de Laboratorio 1.Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos matemáticos. 2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos matemáticos. 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. Presentación de ejercicios de producto vectorial y momento respecto de un punto Informe de laboratorio Presentación de ejercicios de producto escalar, momento respecto a un eje Informe de laboratorio Presentación de ejercicios de sistemas equivalentes 0,3 0,56 0,3 0,56 0,3
CAPITULO 4.- EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS
4.1 Introducción: Diagrama de cuerpo libre.
4.2 Equilibrio en dos dimensiones: Reacciones y conexiones.
4.3 Equilibrio de un cuerpo rígido en tres dimensiones.
4.4 Reacciones y conexiones para una estructura tridimensional.
10 y 11
12h 4h
Laboratorio: momento de una fuerza
Consulta bibliográfica de equilibrio de cuerpos rígidos en R2 y R3.
Solución de ejercicios de equilibrio de cuerpos rígidos en R2.
Laboratorio: Práctica para analizar las condiciones gráficas y analíticas de equilibrio de un sistema de fuerzas coplanar, no paralelo, no concurrente. Solución de ejercicios de equilibrio
Solución de ejercicios de equilibrio de cuerpos rígidos en R3. 16h 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo.
Informe de laboratorio Prueba escrita en parejas de la unidad 3 a la 4, a partir de un cuestionario entregado por el profesor. Presentación de ejercicios de equilibrio en R2. Informe de laboratorio Presentación de ejercicios de equilibrio en R3. Prueba escrita de la unidad 1 a la 4, a partir de un cuestionario
entregado por el profesor 0,56 5,25 0,3 0,56 0,3 6,0
CONTENIDOS
(UNIDADES Y TEMAS)
SEM
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TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A
ESTUDIANTE
ESTRATEGIAS DE
ENSEÑANZA -
APRENDIZAJE
RESULTADOS DE APRENDIZAJEEVIDENCIAS
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CAPITULO 5.- CINEMÁTICA DE PARTÍCULAS 5.1 Movimiento rectilíneo de partículas: posición, velocidad y aceleración.5.2 Determinación del movimiento de una partícula.
5.3 Movimiento rectilíneo uniforme. 5.4 Movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado.
5.5 Movimiento de varias partículas. 5.6 Solución gráfica de problemas de movimiento rectilíneo.
5.7 Movimiento rectilíneo: Vector de posición, velocidad y aceleración. 5.8 Componentes rectangulares de la velocidad y la aceleración. 5.9 Movimiento en dos direcciones: consideraciones vectoriales, trayectorias 5.10Movimiento dentro de un 12 a 15 18h 6h Consulta bibliográfica de cinemática de partículas Solución de ejercicios de movimiento rectilíneo de partículas
Laboratorio: Práctica para analizar las características del movimiento rectilíneo uniforme.
Solución de ejercicios de MRU, MRUV y soluciones gráficas
Laboratorio: Práctica para analizar las características del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
24h Clase magistral dialogada. Lluvia de ideas. Trabajo grupal. Búsqueda y análisis de información. Talleres de solución de problemas Estudio individual Prácticas de laboratorio 1. Relacionar los fenómenos físicos de la mecánica con los respectivos modelos matemáticos. 2.Resolver problemas de la mecánica en situaciones de la vida cotidiana, con los respectivos modelos matemáticos. 3.Despertar en los estudiantes inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el Presentación de ejercicios de movimiento rectilíneo de partículas Informe de laboratorio Presentación ejercicios de MRU, MRUV y soluciones gráficas
Informe de laboratorio Prueba escrita en parejas de la unidad 5, a partir de 0,5 0,5 0,5 0,5 7,0
campo de fuerzas uniforme. Movimiento de proyectiles. Laboratorio: cálculo de la aceleración de la gravedad Solución de problemas de movimiento en dos direcciones
Laboratorio: Tiro semi-parabólico
Solución de problemas movimiento parabólico
manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la ética y el trabajo en equipo. un cuestionario entregado por el profesor. Informe de laboratorio Presentación de ejercicios de movimiento en dos direcciones Informe de laboratorio Presentación de deberes movimiento parabólico Prueba escrita de la unidad 1 a la 5, a partir de un cuestionario entregado por el profesor. 0,5 0,5 0,5 0,5 8,0
6.
METODOLOGÍA Y RECURSOS:
a.
METOLOGÍA
DE LA TEORÍA:
La mecánica es esencialmente una ciencia deductiva. Las
deducciones se presentan en secuencia lógica y con todo el rigor exigido a este
nivel. Sin embargo, como el aprendizaje es un proceso en gran parte inductivo,
se presentan algunas aplicaciones sencillas. Es importante que cada estudiante
aprenda a aprender, descubriendo su estilo y forma de aprendizaje, que le
permita construir nuevos conocimientos. El presente curso pretende formalizar
el aprendizaje cooperativo y colaborativo y/o facilitar la formación de grupos
de estudio, mediante la intensificación de la investigación bibliográfica, talleres,
deberes y trabajos en grupo, pruebas en pareja y con libro abierto, el contacto
con los compañeros y/o el docente mediante correo electrónico, chat y foros
de discusión.
DE LA PRÁCTICA
: El método científico, es el procedimiento que se sigue en las
prácticas de los laboratorios para comprobar la validez de los conceptos
teóricos. La observación de los fenómenos, la experimentación y la deducción
cualitativa y cuantitativa de las leyes físicas son desarrolladas por los
estudiantes en los laboratorios de la universidad. Después de las sesiones de
laboratorio (que son trabajadas en grupo), los estudiantes elaboran un Informe
de Laboratorio que contiene una consulta bibliográfica, notas sobre los
experimentos, conclusiones y recomendaciones sobre el tema tratado.
b.
RECURSOS
Instrumentos y equipo de laboratorio, textos, proyector, computador portátil,
internet, pizarrón, marcadores.
7.
EVALUACIÓN:
El semestre se divide en tres períodos que se evalúan de la siguiente manera:
los dos primeros sobre quince puntos (15) y el tercero sobre veinte (20), dando
un total de cincuenta puntos (50). Cada período se evalúa con las siguientes
ponderaciones: la práctica el 15 % y la teoría el 85%. La parte práctica es
evaluada en los informes que presentan los estudiantes, considerando la
investigación bibliográfica, el “redescubrimiento” y la comprobación de las
principales leyes físicas. El campo teórico se consideran los deberes, trabajos,
lecciones, talleres, prueba y examen efectuados por los alumnos en cada
período.
TIPO DE EVALUACIÓN
CRONOGRAMA*
CALIFICACIÓN
1.PARCIAL
15
2.PARCIAL
15
3.PARCIAL
20
*PRÁCTICA:
Las calificaciones se entregan al profesor de teoría de la materia
una semana antes de la fecha límite de entrega de calificaciones de cada
bimestre, el mencionado profesor realiza los promedios y entrega en secretaría.
*TEORÍA:
según calendario proporcionado por la secretaría de la Faculta de
Ingeniería
De acuerdo a los requerimientos de la facultad, la tabla indica las
ponderaciones de la evaluación de cada ítem
PONDERACION DE CADA ÍTEM A SER EVALUADO POR PERÍODO
ITEM
EXAMEN
PRUEBA
OTRAS **
PRÁCTICA
PONDERACIÓN
40 %
35 %
10 %
15 %
** Deberes, trabajos, talleres, lecciones
FORMATO DE PRESENTACIÓN DE TAREAS
Todas las tareas que se evalúan en el presente curso deberán tener el siguiente
formato:
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR
FACULTAD: Ingeniería
PROFESOR:
ESCUELA:
ESTUDIANTE:
CURSO:
PARALELO:
DESCRIPCIÓN:
ASIGNATURA:
FECHA:
TEMA:
El espacio de profesor se llena acorde al profesor que imparta la teoría o la
práctica.
En escuela, curso y asignatura se llena de acuerdo a la carrera, curso con
paralelo y asignatura donde cada estudiante curse.
En estudiante va(n) el (los) nombre(s) del (os) estudiante (s) que realiza(n) la(s)
tarea(s).
En descripción va el nombre de la tarea (Taller, Deber, Trabajo, Lección, Prueba,
Laboratorio) seguida de dos números: uno romano que indica el período y otro
decimal que informa la estadística por período de cada una de las tareas
realizadas.
La fecha de entrega y el tema de una tarea se colocan en los espacios
correspondientes.
a.
BÁSICA
Bibliografía
(Normas APA)
AÑO
¿Disponible en
Biblioteca a la
fecha?
N°
Ejemplares
BEER , Ferdinandd P., JOHNSTON E. Russell Jr,(1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Sexta edición, Johnston Mc Graw-Hill, Johnston
1998 Sí 1
BEER , Ferdinandd P., JOHNSTON E. Russell Jr, (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica, Sexta edición, Johnston Mc Graw-Hill, Johnston
1998
Sí
1
HIBBELER , R.C., (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Cuarta edición, México, CECSA
1998 Sí 1
HIBBELER , R.C., (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Estática, Cuarta edición, México, CECSA
1998 Sí 1
b.
COMPLEMENTARIA
Bibliografía
(Normas APA)
AÑO
¿Disponible en
Biblioteca a la
fecha?
N°
Ejemplares
SEARS, Francis W., ZEMMANSKY, Mark W., YOUNG,Hugh D. y FREEDMAN Roger A., (2004), Física Universitaria. Vol. 1., Décimo primera edición, México, Pearson Educación
2004 Sí 1
SERWAY , Raymond A., (1997), Física, Tomo I, Cuarta
edición, México, Mc Graw – Hill 1997 Sí 1
RESNICK Robert, HALLIDAY David, KRANE Kenneteth S., (2006), Física, Vol. 1, Quinta edición en inglés o Cuarta edición en español, México, CECSA
2006 Sí 1
c.
RECOMENDADA
Bibliografía
(Normas APA)
AÑO
¿Disponible en
Biblioteca a la
fecha?
N°
Ejemplares
WILSON, Jerry D., BUFA, Janthony J. y BO Lou,(2009), Física, sexta edición PEARSON, México Prentice Hall
2009
Sí
1
HECHT, Eugene, Fundamentos de Física, (2001),
Segunda Edición, México, THOMSON
