Descarga - Física General

SÍLABO DE LA ASIGNATURA: FÍSICA I
1. DATOS GENERALES
 Facultad
 Carrera
 Código
 Número de Créditos
 Número de Horas
 Nombre del Coordinador
 Nombre de los Profesores
 Requisitos
 Ciclo
: FIMAAS
: Todas las Carreras de la FIMAAS
: WF01
: 04
: 02 (Teoría /04 Prácticas) horas semanales
:
:
: WF00
: 02
2. FUNDAMENTACIÓN
La asignatura de Física I es de naturaleza teórica, práctica y experimental; se imparte en el
segundo ciclo de las carreras de Ingeniería de la UTP. El presente sílabo presenta de manera
sistemática un resumen de tópicos de los conceptos y principios de la Mecánica clásica y
electricidad a nivel general, para fortalecer los criterios de juicio que emplearán los estudiantes
en sus aplicaciones correspondientes. Permitirá al estudiante en el futuro analizar los
fenómenos mecánicos-físicos relacionados con la ingeniería y también el análisis de fenómenos
de electrización básica a través de sus respectivos modelos matemáticos. Permitirá desarrollar
en el estudiante la capacidad de análisis, permitir practicar, resolver ejercicios, problemas de
Física I. Trabajar en equipos multidisciplinarios y comunicarse efectivamente. Aprender a
reconocer la necesidad y el compromiso con el aprendizaje a lo largo de toda la vida. Además
permitirá desarrollar en el estudiante hábitos de disciplina, responsabilidad y puntualidad en
los trabajos individuales y de equipo.
3. SUMILLA
Esta asignatura se encargará del estudio de la mecánica clásica, en cuanto a sus interacciones,
cinemática de la partícula, sistema de referencia, vector posición, cinemática bidimensional,
cinemática tridimensional, movimiento circular, aplicaciones, dinámica lineal, leyes de Newton,
dinámica circular, trabajo mecánico, energía mecánica, tipos de energía, Impulso, cantidad de
movimiento, choque y colisiones, dinámica de cuerpo rígido, momento de inercia,
electrostática, conservación de la carga eléctrica, campo eléctrico, flujo eléctrico, ley de Gauss,
potencial eléctrico, superficies equipotenciales, distribución continua de carga,
electrodinámica, corriente eléctrica, resistencia eléctrica, ley de Ohm, leyes de Paullet, energía
eléctrica, asociación de resistencias, condensadores, condensadores con dieléctrico, asociación
de condensadores, energía almacenada en condensadores, leyes de Kirchhoff, electrodinámica,
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magnetismo, fuerza magnética, ley de Biot Savart, ley de ampere, inducción electromagnética,
ley general de inducción electromagnética o ley de Faraday.
4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE
Al final del desarrollo de los temas de la asignatura de Física I, el estudiante comprende
ampliamente la mecánica clásica y la electrodinámica y expresa correctamente las leyes y
ecuaciones en ejemplos de su vida cotidiana.
5. UNIDADES DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJE
Cinemática de la partícula. Sistema de
Referencia. Vector posición.
Cinemática en dos y tres dimensiones.
Movimiento Circular. MCU, MCUV.
Aplicaciones.
Dinámica lineal. Segunda Ley de Newton.
Dinámica Circular. Fuerza Centrípeta.
Aceleración centrípeta.
Trabajo mecánico. Trabajo realizado por
fuerzas constantes. Aplicaciones.
Energía Mecánica. Energía cinética y
Energía potencial. Aplicaciones.
Impulso y cantidad de movimiento.
Choques y Colisiones
EXAMEN PARCIAL
Dinámica de cuerpo rígido. Momento de
inercia.
LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE
Al finalizar la unidad el estudiante reconoce
correctamente las ecuaciones y conceptos de la
cinemática unidimensional.
Al finalizar la unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios de cinemática
bidimensional y tridimensional respectivamente.
Al finalizar la unidad el estudiante reconoce los
conceptos de movimiento circular,
específicamente el MCU y el MCUV y resuelve
ejercicios correctamente relacionados a
movimiento circular.
Al finalizar la unidad el estudiante identifica las
ecuaciones vertidas en las Leyes de Newton y
realiza aplicaciones prácticas con ejercicios.
Al finalizar la Unidad el estudiante identificará las
ecuaciones de la dinámica circular y realizará
ejercicios prácticos.
Al finalizar la unidad el estudiante hace uso
correcto de las ecuaciones de trabajo mecánico y
resuelve correctamente ejercicios prácticos.
Al finalizar la Unidad el estudiante hace uso
correcto de las ecuaciones de energía mecánica y
sus casos particulares.
Al finalizar la Unidad el estudiante identifica
correctamente las ecuaciones de impulso y
cantidad de movimiento.
Al finalizar la Unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios de choques y colisiones.
EXAMEN PARCIAL
Al finalizar la unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios y problemas de dinámica
de cuerpo rígido, momento de inercia.
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Electrostática, concepto, carga eléctrica,
unidades de carga, formas de electrizar
un cuerpo, conservación de la carga,
conductor, aislante, leyes de la
electrostática, ley de coulomb.
Principio de superposición, campo
eléctrico, intensidad eléctrica, campo
eléctrico de un dipolo. Ley de Gauss.
Potencial eléctrico, superficies
equipotenciales.
Distribución continua de carga, densidad
lineal de cargas, distribución superficial
de cargas, densidad volumétrica de
carga. Aplicaciones del tema.
Electrodinámica, corriente eléctrica,
intensidad de corriente eléctrica,
corriente continua, corriente alterna,
resistencia eléctrica, leyes de Paullet,
resistividad eléctrica, ley de Ohm.
Energía eléctrica, efecto Joule, potencia
eléctrica, fuentes de energía eléctrica,
fuerza electromotriz, asociación de
resistencias en serie, en paralelo, nodo,
malla. Condensadores, asociación de
condensadores, energía almacenada en
un condensador.
Leyes de Kirchhoff, puente de
Wheatstone, instrumentos eléctricos de
medición, amperímetro, voltímetro,
vatímetro.
Magnetismo, definición y propiedades de
un campo magnético, ley de Biot Savart,
ley circuital de Ampere, fuerza de
Lorentz, aplicaciones.
Al finalizar la unidad el estudiante identifica y
aplica correctamente las ecuaciones de la
electrostática, reconoce las formas de electrizar
un cuerpo e interpreta las leyes de la
electrostática.
Al finalizar la unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios y problemas de campo
eléctrico y aplica correctamente el principio de
superposición así como la ley de Gauss.
Al finalizar la unidad el estudiante identifica
correctamente las leyes y/o ecuaciones de la
distribución continua de carga, y realiza
aplicaciones del tema.
Al finalizar la unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios relacionados con la
electrodinámica y aplica correctamente las leyes
de Paullete, la ley de Ohm.
Al finalizar la unidad el estudiante interpreta
correctamente las ecuaciones de energía
eléctrica, potencia eléctrica; resuelve
correctamente ejercicios de asociación de
resistencias y condensadores.
Al finalizar la unidad el estudiante resuelve
correctamente ejercicios de electrodinámica, e
interpreta correctamente las leyes de Kirchhoff
Al finalizar la unidad el estudiante identifica
correctamente las leyes del magnetismo y realiza
aplicaciones del tema correspondiente.
6. METODOLOGÍA
Las clases teóricas se desarrollarán coordinadamente, en correspondencia con los contenidos
de las unidades respectivas.
En el desarrollo de las clases de teoría se combinará el uso de las TICs con la resolución de
ejercicios en pizarra; poniéndose énfasis en el análisis de contenidos y sus aplicaciones
posteriores.
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El docente de la asignatura presentará en cada sesión, el fundamento teórico y práctico de los
distintos temas, según el orden que señala el programa analítico, utilizando una metodología
activa participativa, propendiendo a la generación de ideas; planteando e induciendo
soluciones a los diversos problemas relacionados con la mecánica y la electrodinámica. Se
propiciará el trabajo en equipo de manera que los estudiantes desarrollen la capacidad de
identificar, formular y resolver en el futuro problemas de ingeniería, aplicando conocimientos
de física.
La modalidad del proceso de enseñanza-aprendizaje, es presencial. Sin embargo se hará uso del
campus virtual; es decir el profesor de la asignatura en algunas unidades, podrá dejar en el
virtual class temas para lectura y/o tareas de investigación
para los estudiantes.
Eventualmente se pasarán algunos videos para complementar el proceso de enseñanzaaprendizaje.
El docente de mutuo acuerdo con los estudiantes y con el visto bueno de la autoridad
competente podrá realizar alguna visita al mar u otro lugar para complementar el proceso de
enseñanza- aprendizaje.
7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
La evaluación del aprendizaje, se realizará del siguiente modo:
PF= Promedio final
EP= Examen parcial
EF= Examen final
PP= Promedio de prácticas
La programación de las prácticas calificadas comprende:
- 02 prácticas antes del Examen Parcial.
- 03 prácticas antes del Examen Final.
El número mínimo de prácticas es cinco (5). Se elimina la nota más baja de las notas obtenidas,
de modo que sólo se promedian las 04 notas más altas alcanzadas.
Una de las Prácticas calificadas podrá ser un trabajo de investigación grupal, sustentada en
aula, haciendo uso de las TICs.
8. FUENTES DE INFORMACIÓN
8.1. P. TIPLER, G. MOSCA Física para la ciencia y la tecnología. Volumen I y II. 5ta edición.
Editorial Reverté. España 2005
8.2. HEWITT PAUL G.
Física conceptual. 9na edición. Editorial Pearson. Educación.
México, 2004
8.3. SERWAY RAYMOND
Física para ciencias e ingeniería. Tomo II. Editorial Mc. Graw Hill.
México, 2000
4
8.4. DOUGLAS C. GIANCOLI
Física: Principios con aplicaciones. 6ta Edición. Volumen I.
Edit. Pearson Prentice Hall. México,1997
8.5. SEARS F., ZEMANSKY M.
Física Universitaria. 9na edición. Volumen I y II. Editorial
Pearson Educación. México, 1996
8.6. Software de Simulación de experimentos de física:
- www.educaplus.org
- www.modellus.org
- www.fisicaentretenida.jimdo.com
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
UNIDAD DE
APRENDIZAJE
Unidad 1
Unidad 1
Unidad 2
Unidad 2
Unidad 3
Unidad 3
Unidad 4
Unidad 4
FECHA
TEMA
Introducción. Cinemática
de la partícula. Sistema
de referencia.
Vector posición.
Velocidad media e
instantánea. Aceleración
media e instantánea.
Cinemática
bidimensional. Uso de las
reglas básicas del cálculo
diferencial aplicado a la
cinemática de la
partícula.
Cinemática en tres
dimensiones. Uso de las
reglas básicas del cálculo
integral aplicado a la
cinemática de la
partícula.
Movimiento circular.
Movimiento circular
uniforme. Velocidad
angular y tangencial.
Movimiento circular
Uniforme Variado.
Aplicaciones. Aceleración
angular y tangencial.
Dinámica lineal. Leyes de
Newton. Cambio del
momentum lineal.
Primera práctica
5
EVALUACIÓN
Preguntas al
estudiante(conocimientos
previos)
Preguntas de repaso al
estudiante, participación
en la resolución de
ejercicios.
Participación de
estudiantes en la
resolución de ejercicios.
Preguntas de repaso al
estudiante, participación
en la resolución de
ejercicios.
Preguntas al estudiante
(conocimientos previos).
Preguntas de repaso al
estudiante, participación
en la resolución de
ejercicios.
Preguntas al
estudiante(conocimientos
previos)
Ejecución de la primera
Unidad 5
Unidad 5
Unidad 6
Unidad 6
Unidad 7
Unidad 7
Unidad 8
Unidad 8
Unidad 9
Unidad 9
Unidad 10
Unidad 11
Unidad 11
Unidad 12
Unidad 12
calificada
Dinámica circular. Fuerza
centrípeta.
Aceleración centrípeta.
Aplicaciones.
Trabajo mecánico.
Trabajo realizado por
fuerzas variables.
Aplicaciones.
Trabajo realizado por
fuerzas conservativas.
Aplicaciones.
Energía mecánica.
Energía Cinética. Energía
potencial. Teorema del
trabajo y la energía.
Aplicaciones.
Segunda práctica
calificada.
Impulso y cantidad de
movimiento. Segunda ley
de Newton.
Conservación de la
cantidad de movimiento.
Aplicaciones.
Choques y colisiones.
Coeficiente de
restitución.
Choque elástico,
inelástico, plástico.
EXAMEN PARCIAL
Dinámica de cuerpo
rígido. Momento de
Inercia. Aplicaciones.
Energía cinética de
rotación. Teorema de
Steiner.
Electrostática, carga
eléctrica, unidades de
carga, formas de
electrizar un cuerpo,
conservación de la carga.
Tercera práctica
6
práctica calificada
Preguntas al estudiante
(conocimientos previos)
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas al estudiante
(conocimientos previos)
Preguntas de repaso al
estudiante. Participación
en la resolución de
ejercicios.
Preguntas al estudiante
(conocimientos previos)
Ejecución de la segunda
práctica calificada.
Preguntas de repaso al
estudiante. Participación
en preguntas de conceptos.
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas al estudiante
(conocimientos previos)
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
EXAMEN PARCIAL
Preguntas de concepto al
estudiante. (conocimientos
previos)
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas de concepto al
estudiante (conocimientos
previos).
Ejecución de la tercera
Unidad 13
Unidad 13
Unidad 14
Unidad 14
Unidad 15
Unidad 15
Unidad 16
calificada.
Leyes de la electrostática,
principio de
superposición, aislantes y
conductores. Campo
eléctrico. Aplicaciones.
Intensidad de campo
eléctrico, campo eléctrico
de un dipolo. Ley de
Gauss. Aplicaciones.
Distribución continua de
carga, densidad lineal de
carga, densidad
superficial de carga,
densidad volumétrica de
carga.
Cuarta práctica calificada.
Potencial eléctrico,
superficies
equipotenciales.
Aplicaciones.
Electrodinámica,
corriente eléctrica,
corriente continua,
corriente alterna,
intensidad de corriente
eléctrica, resistencia
eléctrica, Leyes de
Paullet. Resistividad.
Ley de Ohm, energía
eléctrica, potencia
eléctrica, efecto joule,
fuerza electromotriz.
Asociación de resistencias
serie y paralelo.
Condensadores,
Asociación de
condensadores.
Quinta práctica calificada
Unidad 16
Unidad 17
Nodo, malla. Leyes de
Kirchhoff, puente de
Wheatstone. Aplicaciones
del tema.
7
práctica calificada.
Preguntas de concepto al
estudiante. (conocimientos
previos)
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas de concepto al
estudiante. (conocimientos
previos)
Ejecución de la cuarta
práctica calificada.
Preguntas de concepto al
estudiante. Participación
en clase.
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas de concepto al
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Ejecución de la quinta
práctica calificada. (Trabajo
de Investigación)
Preguntas de concepto al
estudiante (conocimientos
previos)
Unidad 17
Unidad 18
Unidad 18
Instrumentos eléctricos
de medición,
amperímetro, voltímetro,
vatímetro. Aplicaciones.
Magnetismo,
propiedades de imanes,
flujo magnético, fuerza
magnética, ley de Biot
Savart.
Fuerza de Lorentz, ley
circuital de ampere,
fuerza magnética entre
dos conductores.
Aplicaciones.
10.FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 03 de Junio del 2013.
8
Participación del
estudiante en la resolución
de ejercicios.
Preguntas de concepto al
estudiante (conocimientos
previos)
Resolución de ejercicios
con la participación de
estudiantes.