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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERÍA SYLLABUS FACULTA DE INGENIERÍA NOMBRE DEL DOCENTE: ESPACIO ACADÉMICO: FÍSICA I: MECÁNICA NEWTONIANA Obligatorio ( X ) : Básico ( X ) Complementario ( ) CÓDIGO: 3 Electivo ( ) : Intrínsecas ( ) Extrínsecas ( ) NUMERO DE ESTUDIANTES: GRUPOS: NÚMERO DE CRÉDITOS: 3 TIPO DE CURSO: TEÓRICO ( ) PRACTICO( ) TEO-PRAC (X) Alternativas metodológicas: Clase Magistral ( ), Seminario ( ), Seminario – Taller ( ), Taller ( ), Prácticas ( ), Proyectos tutoriados ( ), Otro: _____________________ HORARIO: DIA HORAS SALÓN I. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO La física como ciencia básica, ha jugado a través de la historia un papel fundamental en el desarrollo tecnológico e industrial de las diferentes áreas aplicadas del conocimiento en particular en el desarrollo de las ingenierías. La necesidad de dar una formación científico-técnica como parte de una formación integral de los futuros ingenieros que se preparan en nuestra universidad, acorde con los objetivos generales de la profesión, el perfil deseado del estudiante y las necesidades del país, justifican el diseño de un programa de Física I encaminado a dar los conocimientos básicos de la mecánica clásica, que le permita a los estudiantes comprender, analizar e interpretar los conceptos y fenómenos primarios de la física que serán aplicados y relacionados en los siguientes cursos del área y en algunos temas de aplicación directa a la Ingeniería. Los prerrequisitos para cursar esta asignatura son: II. PROGRAMACIÓN DEL CONTENIDO OBJETIVO GENERAL Comprender los principios fundamentales de la mecánica newtoniana, sus aplicaciones a problemas específicos en el campo de la Ingeniería electrónica y sus limitaciones conceptuales dentro de las teorías físicas. OBJETIVOS ESPECÍFICOS UNIDAD TEMÁTICA No. 1 ESCALARES Y VECTORES 1. Estudiar los tipos de cantidades que se utilizan en la física. 2. Realizar operaciones con cantidades escalares y vectoriales. 3. Manejar de forma adecuada los diferentes sistemas de medición. UNIDAD TEMÁTICA No. 2 CINEMÁTICA DE UNA PARTÍCULA 1. Determinar las variables cinemáticas del movimiento de una partícula. 2. Encontrar las relaciones entre las diferentes variables cinemáticas. 3. Identificar el tipo de movimiento descrito por una partícula. 3. Aplicar los conceptos vistos para la descripción de movimientos en una o varias dimensiones. UNIDAD TEMÁTICA No. 3 DINÁMICA Y ESTÁTICA 1. Comprender el concepto de fuerza. 2. Distinguir los diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre un sistema. 3. Definir las leyes de Newton. 3. Interpretar y aplicar las leyes de Newton a la solución de diferentes problemas. UNIDAD TEMÁTICA No. 4 ENERGÍA 1. Conocer y aplicar los conceptos de trabajo, potencia y energía. 2. Distinguir cuando una fuerza es conservativa o no conservativa. 3. Identificar las diferentes formas de energía que tiene un sistema. 4. Aplicar correctamente el teorema del trabajo y la energía y la ley de conservación de la energía en la solución de problemas físicos. UNIDAD TEMÁTICA No. 5 IMPULSO Y MOMENTO LINEAL 1. Comprender el concepto de momento lineal 2. Comprender las Leyes de Newton en términos del momento lineal de un sistema. 3. Aplicar la conservación del momento lineal en la descripción del movimiento de un sistema de partículas. COMPETENCIAS DE FORMACIÓN: Durante el desarrollo de la asignatura el estudiante construirá los conceptos necesarios para estudiar las diferentes interacciones entre un sistema y el exterior. A partir de este análisis, el estudiante comprenderá el por qué un cuerpo realiza determinado movimiento y aprenderá a describirlo utilizando las variables adecuadas. Adicionalmente, el estudiante desarrollará técnicas para estudiar diferentes movimientos desde el punto de vista experimental y comparar sus resultados con las predicciones teóricas. También aprenderá a Identificar las diferentes formas de energía que puede tener un sistema y tendrá la capacidad de comprender y aplicar la ley de conservación de la energía como un método alternativo para el estudio del movimiento. PROGRAMA SINTÉTICO UNIDAD No. 1 ESCALARES Y VECTORES 1.1 Cantidades físicas. 1.2 Sistemas de unidades. 1.3 Concepto de escalar físico. 1.4 Concepto de vector físico. 1.5 Operaciones con vectores UNIDAD No. 2 CINEMÁTICA DE UNA PARTÍCULA 2.1 Concepto de posición y desplazamiento. 2.2 Velocidad media e instantánea. 2.3 Aceleración media e instantánea. 2.4 Movimientos rectilíneos 2.5 Gráficas cinemáticas (x vs. t, v vs. t) 2.6 Movimientos curvilíneos UNIDAD No. 3 DINÁMICA Y ESTÁTICA 3.1 Leyes de Newton del movimiento 3.2 Fuerzas en la naturaleza. 3.3 Momento de una fuerza. 3.4 Condiciones de equilibrio UNIDAD No. 4 TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA 4.1 Concepto de trabajo 4.2 Energía cinética y teorema del trabajo. 4.3 Energía potencial gravitacional y elástica. 4.4 Ley de la conservación de la energía. 4.5 Sistemas no conservativos. 4.6 Potencia. UNIDAD No. 5 IMPULSO Y MOMENTO LINEAL 5.1 Impulso. 5.2 Momento lineal: de una partícula, de un sistema de partículas. 5.3 Conservación del momento lineal. 5.4 Choques: elásticos e inelásticos. III. ESTRATEGIAS Metodología Pedagógica y Didáctica: 1. Se realizará una exposición de los temas por parte del profesor estimulando la participación del estudiante a partir de interrogantes que generan situaciones conflictivas. 2. Se plantearán discusiones sobre fenómenos particulares y se hará un análisis de cómo se pueden aplicar las diferentes leyes para el entendimiento de dichos casos. 3. Se hará una formulación y solución de problemas seleccionados. 4. Se estimulará el trabajo en grupo y el trabajo individual mediante la lectura previa de los temas que se tratarán en clase. 5. Como una herramienta de refuerzo de contenidos, se realizará una asignación de lecturas complementarias y se planteará la utilización de material complementario. 6. Se utilizará la experimentación como herramienta de validación de los diferentes conceptos estudiados en el salón de clase. 7. Se desarrollarán talleres relacionados con cada uno de los temas del curso con el fin de estimular el trabajo extra clase de los estudiantes. 8. Para complementar las clases magistrales y los laboratorios se usaron herramientas computacionales para simulación y análisis de datos, así como también ayudas audiovisuales como videos y documentales. Horas Horas Horas Total Horas Créditos profesor/semana Estudiante/semana Estudiante/semestre Tipo de Curso TD TC TA (TD + TC) (TD + TC +TA) X 16 semanas Teórico 4 2 3 6 9 144 3 Trabajo Presencial Directo (TD): trabajo de aula con plenaria de todos los estudiantes. Trabajo Mediado _ Cooperativo (TC): Trabajo de tutoría del docente a pequeños grupos o de forma individual a los estudiantes. Trabajo Autónomo (TA): Trabajo del estudiante sin presencia del docente, que se puede realizar en distintas instancias: en grupos de trabajo o en forma individual, en casa o en biblioteca, laboratorio, etc.) IV. RECURSOS Biblioteca, laboratorio, talleres, aulas de clase, auditorio, centro de cómputo, televisor, software, videos, video proyector. BIBLIOGRAFÍA TEXTO GUÍA: Serway, Raymond & Jewett, John. Física I. Tercera Edición 2004. Editorial Thomson. México. 663 pps. TEXTOS COMPLEMENTARIOS: Resnick, R., Halliday, D. & Krane, K. Física. Volumen I. Compañía Editorial Continental. Quinta edición. México, 2002. Sears, F., Zemansky, M., Young, H. & Freedman, R. Física Universitaria. Volumen I. 1999. Addison Wesley Longman. México. Feynman, R., Leighton, R. & Sands M. Física.1998. Addison Wesley Longman. México. PÁGINAS DE INTERNET: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ http://leyesdenewton.lacoctelera.net/ http://recursostic.educacion.es/newton/web/conceptos.php V. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS UNIDAD HORAS/SEMANAS UNIDAD No. 1 ESCALARES Y VECTORES 12 horas / 2 semanas UNIDAD No. 2 CINEMÁTICA DE UNA PARTÍCULA 30 horas / 5 semanas UNIDAD No. 3 DINÁMICA Y ESTÁTICA 30 horas /5 semanas UNIDAD No. 4 TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA 24 horas /4 semanas UNIDAD No. 5 IMPULSO Y MOMENTO LINEAL 12 horas /2 semanas VI. EVALUACIÓN CRITERIO PORCENTAJE Primer parcial 15% Segundo parcial 15% Tercer parcial 15% Laboratorio 20% Talleres 10% Examen final 25% ASPECTOS A EVALUAR DEL CURSO 1. Evaluación del desempeño docente. 2. Evaluación de los aprendizajes de los estudiantes en sus dimensiones: individual/grupo, teórica/práctica, oral/escrita. 3. Autoevaluación. 4. Coevaluación del curso: de forma oral entre estudiantes y docente.
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