2.
2. FUNDAMENTACIÓNFUNDAMENTACIÓN
Esta asignatura es importante porque permite que el estudiante comprenda los Esta asignatura es importante porque permite que el estudiante comprenda los fenómenos f
fenómenos físicos del ísicos del movimiento y movimiento y el equilibrio el equilibrio de los de los cuerpos cuerpos que lo que lo rodean y rodean y queque están presentes en la naturaleza y en la industria.
están presentes en la naturaleza y en la industria. Permite,
Permite, además, además, que que el el estudiante estudiante entienda entienda el el por por qué qué y y cómo cómo funcionan funcionan estosestos fenómenos, y de qué manera pueden ser mejorados y/o controlados en el marco del área fenómenos, y de qué manera pueden ser mejorados y/o controlados en el marco del área de ingeniería correspondiente.
de ingeniería correspondiente. 3.
3. SUMILLASUMILLA
Este curso es de carácter teórico, práctico y experimental, abarcará los siguientes tópicos: Este curso es de carácter teórico, práctico y experimental, abarcará los siguientes tópicos: Análisis vectorial, funciones lineales, función cuadrática, ecuaciones de las cónicas: Análisis vectorial, funciones lineales, función cuadrática, ecuaciones de las cónicas: circunferencia, elipse y parábola. Cinemática de una partícula, cinemática bidimensional, circunferencia, elipse y parábola. Cinemática de una partícula, cinemática bidimensional, movimiento circular, dinámica lineal ( leyes de Newton), dinámica circular, trabajo movimiento circular, dinámica lineal ( leyes de Newton), dinámica circular, trabajo
SILABO
SILABO (100000TO2L)
(100000TO2L) DE CÁLCULO APLICA
DE CÁLCULO APLICADO A
DO A LA FÍSICA I
LA FÍSICA I
2018 - 1
2018 - 1
1.
1. DATOS GENERALESDATOS GENERALES 1.1.
1.1. Facultad/Área Facultad/Área Área Área de de CienciasCiencias 1.2.
1.2. Carrera: Carrera: Todas Todas las las carreras carreras de de ingenieríasingenierías 1.3.
1.3. Coordinador: Coordinador: Elías Elías Catalán Catalán SánchezSánchez 1.4.
1.4. Requisitos:Requisitos: 1.5.
1.5. CréditosCréditos 1.6.
1.6. Horas semanalesHoras semanales 1.7.
1.7. ModalidadModalidad
Introducción a la matemática para la ingeniería Introducción a la matemática para la ingeniería 05 05 06 06 Presencial Presencial 1.8.
1.8. Competencias: Competencias: STEMSTEM Carrera
Carrera Competencia Competencia Criterio Criterio Nivel Nivel de de logrologro
Todas las Todas las carreras de carreras de Ingeniería Ingeniería Competencia básica Competencia básica en STEM (Ciencias, en STEM (Ciencias, Tecnología, Tecnología, Ingeniería y Ingeniería y Matemáticas) Matemáticas) Aplica el razonamiento Aplica el razonamiento matemático, los métodos matemático, los métodos propios de la racionalidad propios de la racionalidad científica y las destrezas científica y las destrezas tecnológicas, para tecnológicas, para describir, interpretar y describir, interpretar y predecir distintos predecir distintos fenómenos en su contexto, fenómenos en su contexto, que conducen a la que conducen a la adquisición de adquisición de conocimientos, el contraste conocimientos, el contraste de ideas y la aplicación de de ideas y la aplicación de los descubrimientos en el los descubrimientos en el campo de la ingeniería. campo de la ingeniería. Usando conocimientos Usando conocimientos básicos de matemática y básicos de matemática y geometría, el estudiante geometría, el estudiante establece secuencias establece secuencias lógicas que le permiten lógicas que le permiten esquematizar, leer e esquematizar, leer e interpretar información, interpretar información, con el fin de establecer con el fin de establecer procesos de solución a procesos de solución a una situación una situación problemática estudiada. problemática estudiada.
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 explicará las leyes básicas del movimiento de una partícula. UNIDAD Y LOGRO ESPECÍFICO DEL APRENDIZAJE
Unidad de aprendizaje 1: Medición y unidades
Semana: 1 Logro especificado de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante aplica el sistema de unidades, expresa correctamente el resultado de una medición; comprende y explica la incertidumbre asociada a la medición.
Temario
Algebra básica: Suma y resta de fracciones. Teoría de exponentes La física y el método científico. Magnitudes físicas
Conversión de unidades, dimensiones de las magnitudes físicas, notación científica, cifras significativas y orden de magnitud.
5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Unidad de aprendizaje 1:
Cinemática
Semana: 2 Logro específico de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante plantea y aplica las ecuaciones para el movimiento de una partícula en una , dos y tres dimensiones
Temario
Suma y resta de vectores: Métodos gráfico y analítico. Función lineal, función cuadrática.
Movimiento Rectilíneo y curvilíneo de una partícula: Velocidad media e instantánea. Aceleración media e instantánea. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento uniformemente variado. Aplicaciones.
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. Aplicaciones.
Unidad de aprendizaje 2: Dinámica
Semana: 3 Logro específico de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante analiza y aplica leyes de la dinámica al movimiento de los cuerpos.
Temario
Descomposición de vectores en dos y tres dimensiones: método gráfico.
Conceptos de Fuerza. Leyes de Newton. Fuerzas internas y externas. Masa inercial. Fuerza y momento lineal. Aplicaciones.
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. Estática
Semanas: 4 Logro especificado de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante describe los sistemas que se encuentran en equilibrio estático calculando magnitudes físicas.
Temario
Descomposición vectorial de la fuerza: dos y tres componentes y fuerza resultante. Producto escalar
Centro de masa y centro de gravedad
Primera condición de equilibrio: Traslación. Sistema de fuerzas coplanares. Sistema tridimensional de fuerzas.
Segunda Condición de equilibrio: Rotación
Momento de una fuerza. Principio de momentos.
Unidad de aprendizaje 3: Trabajo y energía
Semana: 5 Logro específico de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante determina el trabajo mecánico de las fuerzas conservativas y no conservativas al movimiento de los cuerpos utilizando co nceptos de energía.
Temario
Producto escalar y sus propiedades, integral definida, derivadas básicas.
Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energía cinética. Teorema del trabajo y la energía cinética. Energía Potencial. Aplicaciones.
Fuerzas conservativas. Fuerza elástica y gravitatoria. Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica. Energía mecánica y
conservación de la energía mecánica. Potencia. Aplicaciones.
Principio de conservación de la energía. Sistemas conservativos y no conservativos. Sistema de partículas y su relación con el caso de una partícula. Aplicaciones.
Unidad de aprendizaje 4:
Cantidad de movimiento lineal y colisiones
Semana: 6. Logro específico de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante describe las colisiones de un sistema de partículas en una y dos dimensiones para determinar magnitudes cinemáticas y dinámicas.
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 :7 Rotación del sólido rígido
Semana: 7, 8 Logro específico de aprendizaje
Al finalizar la unidad, el estudiante describe el movimiento de una un cuerpo rígido aplicando el principio de conservación de energía.
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. 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
6. METODOLOGÍA
Las sesiones presenciales se incorporan ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos digitales publicados en la plataforma virtual y con ejercicios prácticos.
En las sesiones de laboratorio desarrollarán experimentos trabajando colaborativamente y apoyándose con una guía de trabajo.
Los estudiantes reforzarán su aprendizaje a través de lecciones que serán presentadas en el aula virtual Canvas. En esta plataforma podrán encontrar materiales sobre los aspectos principales del curso, ejercicios resueltos y ejercicios propuestos, estos materiales le ayudaran en su preparación para afrontar con éxito las prácticas calificadas.
Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son: 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 Entrada 01 Individual NO
PC1
Práctica Calificada 1 03 Práctica Individual realizada durante la sesión de clase
NO
PC2 Práctica Calificada 2
05
Práctica Individual realizada durante la sesión de clase
NO PC3 Práctica Calificada 3
07
Práctica Individual realizada durante la sesión de clase
NO PC4 Práctica Calificada 4 08 Práctica Individual realizada
durante la sesión de clase
NO PL Laboratorios -1PL: 02 -2PL: 04 -3PL: 06 -4PL: 08 -Se realizarán 4 laboratorios durante el ciclo. La 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 8/20.
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 12/20 NO TG Trabajo grupal -1.TG: 1 -2.TG: 2 -3.TG: 4 -4.TG: 7 -5. TG: 8 En la semana 1 se presenta el trabajo a los estudiantes
En la semana 2, los estudiantes entregan al docente el equipo formado con el coordinador del grupo.
En la semana 9 y 12, presentan el avance del trabajo
Semana 17, la presentación y sustentación del trabajo final.
NO
ER EXAMEN REZAGADO Examen individual No El promedio final se obtendrá de la siguiente fórmula:
0%PE + 10%(PC1) + 10%(PC2) + 10% (PC3) + 10%(PC4)+10%(TA) + 5%(LC1) + 5%(LC2) + 5%(LC3) + 5%(LC4) + 30%(EF)
Donde:
LC = Laboratorio PC = Práctica Calificada PE = Prueba de Entrada TA= Trabajo Aplicado( proyecto)
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 12 (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.
En el caso de prácticas calificadas, de Laboratorio y exámenes, los alumnos
tiene una tolerancia de 15 minutos para ingresar a rendirlos. Pasado este
tiempo, no puede ingresar.
Una vez empezado el examen o la práctica, los alumnos no pueden retirarse del
aula sino hasta después de los 15 minutos de haberse iniciado la evaluación
8. FUENTES DE INFORMACIÓN BIBLIOGRAFIA
BÁSICA
- Serway, R. y Jewett, J.W.(2015) Física para ciencias e ingeniería. Volumen I.
México. Ed. Thomson.
- Sears F., Zemansky M.W., Young H. D., Freedman R.A. (2013 Física Universitaria
Volumen I Undécima Edición. México. Pearson Educación. COMPLEMENTARIA
- Tipler, P., Mosca, G. (2010) Física para la ciencia y la tecnología. Volumen I.
México Ed. Reverté .
- Feynman, R.P. y otros. (2005) Física. Vol. I. Panamá. Fondo Educativo
interamericano.
- Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K.S.(2008) Física. Volumen I. México. Ed.
DIRECCIONES ELECTRONICAS - http://search.msn.es/results.aspx?srch=105&FORM=AS5&q=http%2f%2f http://www.edu.aytolacoruna.es%2faula%2ffisica%2fapplets%2fHwang%2fntnujav a%2findexH.html - http://www.ucm.es/info/hcontemp/leoc/hciencia.htm. - http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidadMedida.htm. 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de aprendizaje
Semana Sesión Tema Actividades y
Evaluaciones Unidad I Mediciones y Unidades 1 1
Presentación del curso Algebra básica: Suma y resta de fracciones. Teoría de exponentes
El Decente de matemática presentara el curso, indicara la metodología de la co-docencia y la distribución de las actividades semanales Tambien realizara un repaso del algebra ordinaria y la teoría de
exponentes
2
La Física y el método científico Unidades y conversión de
unidades.
Cifras significativas y orden de magnitud
Docente de Fisca. Realizara la clase
Expositiva
Prueba de entrada Practica grupal dirigida Presentación del proyecto de
clase
Docente de fisca Explicara sobre el proyecto que se
debe desarrollar en el curso
2
3
Suma y resta de vectores: gráfica y analítica. Función lineal, función
cuadrática. Derivada básica, Integral definida.
El docente de matemática realizara un recuento del
algebra vectorial y realizara ejercicios con los
alumnos
4
Movimiento en una dimensión Desplazamiento, velocidad y
rapidez aceleración Movimiento con aceleración
constante. Caída libre
Docente física. Realizara una clase expositiva. Del
movimiento de los cuerpos.
Práctica grupal dirigida Los estudiantes deben entregar la
El docente de Física. Trabajará sobre problemas
Unidad II Cinemática
lista con el grupo de trabajo análisis de las gráficas del movimiento.
5
Suma de vectores dos y tres dimensiones. Ecuación de las cónicas I: circunferencia , elipse y
parábola, integral definidas
El docente de matemática. Clase expositiva y trabajo
grupal. Explicará la obtención de la velocidad
y la posición usando herramientas del cálculo. Definirá las ecuaciones de
las canónicas.
6
Movimiento en dos y tres dimensiones, vector desplazamiento, vector de posición, velocidad y aceleración.
La ecuación del proyectil
Docente de física. Clase Expositiva sobre el movimiento en dos y tres
dimensiones.
Práctica Dirigida grupal Docente de Matemática Trabajara sobre problemas
basados en la obtención y análisis de las gráficas del
movimiento.
7
Ecuación de las cónicas I: circunferencia , elipse y parábola,
integral definidas
El docente de matemáticas. Explicará el
plano cartesiano y las ecuaciones de algunas
canónicas.
8
Movimiento circular uniforme Aceleración tangencial y normal Velocidad y aceleración relativa
Docente de Física clase expositiva sobre aceleración tangencia y normal. y resolución de
problemas. Participación del alumno
en la solución de problemas.
Primer Laboratorio -Realización del laboratorio: Medición, incertidumbre y errores Unidad III Dinámica 3 9 Descomposición de vectores en dos y tres dimensiones:
gráficamente
Docente de Matemática Explicara la sumatoria de
fuerzas desde los diagramas de cuerpo libre
10
Leyes de Newton, fuerza y masa. Segunda ley de Newton Fuerza
debido a la gravedad: el peso, Tercera ley de Newton.
Fuerza de fricción
Docente de Física. Explicará las leyes de Newton y los diagramas de
fuerza
Primera Práctica Calificada Docente de Física. Cinemática
11
Diferencia de vectores en dos y tres dimensiones.
El docente de Matemática. Explicará los sistemas de ecuaciones que se forman
a partir de las sumatorias de fuerzas de un sistema
en equilibrio y movimiento.
12
Aplicaciones de las leyes de Newton.
Segunda ley de Newton para una partícula en movimiento circular uniforme. Movimiento circular no
uniforme.
Docente de Física. Explicar el movimiento circular
Presentación del primer avance Docente de Física. Asesora a los alumnos en el
del trabajo proyecto del curso, integrando los principios y
fenómenos físico con los modelos matemáticos Unidad I Estática 4 13 Descomposición vectorial de la fuerza: dos y tres dimensiones,
fuerza resultante.
Docente de Matemática Presentara al estudiante como ubicar los vectores
en un sistema de coordenadas de dos y tres
dimensiones usando las Funciones trigonométricas.
14
Centro de masa y centro de gravedad
Primera condición de equilibrio: Traslación.
Sistemas de fuerzas coplanarias Sistemas tridimensional de
fuerzas
Docente de Física. Exposición de contenidos
teóricos y resolución de problemas sobre equilibrio
de los cuerpos en dos y tres dimensiones.
Practica dirigida Docente de Física. Resolución de problemas
15
Vector de posición, suma de vectores en dos y tres
dimensiones. Producto vectorial
El docente de matemática Explicar la sumatoria de
fuerzas desde los diagramas de cuerpo libre
16
Segunda condición de Equilibrio: Rotación
Momento de una fuerza, principio de momentos
Docente de Física Muestra ejemplo de equilibrio de los cuerpos en dos y tres
dimensiones.
Segundo Laboratorio Docente de física. Segunda ley de Newton
Unidad V Trabajo y Energía
5
17
Producto escalar y propiedades, integral de línea. Derivada Básica.
Docente de matemática. Explica el trabajo como
sumatoria de fuerzas usando la noción de la integral definida como suma circunscrita de áreas
en la gráfica de fuerzas vs desplazamiento.
18
Trabajo realizado por una fuerza constante. Trabajo realizado por
una fuerza variable. Teorema del trabajo – energía cinética. Energía potencial de un sistema. Fuerza conservativa y no
conservativa
Docente de Física. Explica el concepto físico
de trabajo y energía y desarrollara problemas de
aplicación
Segunda Practica calificada Docente de Física. Trabajo y energía
19
Integrales básica: Integral de lineal
El docente de matemática Explica el trabajo como
sumatoria de fuerzas usando la noción de la integral. 20 Conservación de la energía mecánica.
Sistemas conservativos, sistemas no conservativos, cambios en
Docente de Física. Explica usos diversos y ejemplos de conservación
energía mecánica para fuerzas no conservativas. Potencia.
Practica dirigida grupal
Docente de Física. Conservación de la energía mecánica. Unidad VI Cantidad y movimiento y colisiones 6 21
Suma y resta de vectores, derivada Básica, Integral definida
,
Docente de Matemática. Explica la forma de obtención del impulso a
través de una integral definida
22
Cantidad de movimiento lineal Conservación del momento lineal
Impulso y cantidad de movimiento
El docente de Física. Explica los principios de la
conservación del movimiento lineal y los
choques elásticos
Presentación del avance del trabajo
Docente de Física. Asesora a los alumnos en el proyecto del curso, integrando los principios y
fenómenos físico con los modelos matemáticos
23
Vectores en dos y tres dimensiones, integral definida
Docente de Matemática. Explica la forma de obtención del impulso a
través de una integral definida.
24
Colisiones en una y dos dimensiones
Movimiento de un sistema de partículas
Sistemas deformables.
Docente de Física. Explica los principios de la
conservación del movimiento lineal y los
choques elásticos e inelástico.
Tercer Laboratorio Docente de Física. Realización del Laboratorio: Ley de Hooke
y cambios de energía potencial. Unidad VII Rotación del sólido rígido 7 25 Descomposición de vectores en tres dimensiones El docente de Matemática realizara la descomposición de un
vector en sus tres componentes.
26
Cinemática de rotación: Posición, velocidad y aceleración angular.
Cinemática rotacional: Objeto rígido bajo aceleración constante
El docente de Física. Explica los principios de la
rotación de cuerpos rígidos.
Tercera practica calificada El docente de Física. Colisiones de partículas
27
Derivadas básicas, Integral definida.
El docente de matemática. Explica a través del cálculo
diferencial la interpretación de los
cuerpos en rotación
28
Cantidades angulares y traslación : rotación y Traslación
El docente de Física. Explica la dinámica en el
movimiento rotacional.
Energía cinética de rotación , cálculo del momento de inercia y
momento torsión
Docente de física. Explica los principios de la rotación de cuerpos
rígidos.
Integral definida, El docente de matemática. Explica el producto
8
29 vectorial y escalar
asociada a la dinámica del movimiento rotacional
30
Rodamiento sin deslizamiento, Cantidad de movimiento angular de un objeto rígido giratorio. El giroscopio
Docente de física. Explicará sobre el deslizamiento de los cuerpos sin deslizamiento.
Cuarta practica calificada Docente de física. Cuerpo rígido
31
Producto vectorial El docente de matemática. Explica a través del producto vectorial asociado a la dinámica del movimiento circular
32
Conservación del momento angular Sistema aislado. Cuantización del momento angular
Docente de física. Explicación expositiva sobre la conservación del momento angular de un cuerpo rígido
Cuarto laboratorio Docente de física. Colisiones en dos dimensiones
9 31
Exposición del trabajo final Docente Física /matemática.
Exposición del trabajo final Docente de Física
Trabajo de exposición final Docente de Física
9 Examen final
10 Examen de rezagado
10. FECHA DE ACTUALIZACIÓN:06/10/2017 TRABAJO DE EXPOSICIÓN
Como el trabajo de exposición se evalúa en una sesión de la última semana, las propuestas son las siguientes:
Propuesta Trabajo grupal.
Resolución de un proyecto planteado por el docente (aprendizaje basado en problemas). Debe ser sustentada, entrega de un informe y ppt de exposición.
