FORMATO DE CONTENIDO DE CURSO NOMBRE : MECÁNICA

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FORMATO DE CONTENIDO DE CURSO
VICERRECTORIA DE DOCENCIA
FACULTAD DE: CIENCIAS BÁSICAS
PROGRAMA DE: FÍSICA
PLANEACIÓN DEL CONTENIDO DE CURSO
 IDENTIFICACIÓN DEL CURSO
NOMBRE
CÓDIGO
SEMESTRE
NUMERO DE CRÉDITOS
REQUISITOS
HORAS PRESENCIALES DE
ACOMPAÑAMIENTO DIRECTO
ÁREA DE FORMACIÓN
TIPO DE CURSO
FECHA DE ACTUALIZACIÓN
:
:
:
:
:
:
MECÁNICA
210010
II
4
21000
4
: FUNDAMENTACIÓN EN CIENCIAS NATURALES Y
EXACTAS
: PRESENCIAL
: NOVIEMBRE DE 2014
 DESCRIPCIÓN:
En este curso se estudian las leyes fundamentales de la mecánica clásica bajo la formulación
newtoniana, se presentan los conceptos de trabajo y energía mecánica y se discute la importancia
de las constantes del movimiento en la descripción del mismo.
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
 JUSTIFICACIÓN
Los conceptos de momento lineal, energía mecánica y momento angular son pilares en el
entendimiento de la mecánica que rige los procesos naturales, puesto que cuando se dan las
condiciones para que alguna de dichas cantidades permanezca constante, la evolución dinámica
del sistema sigue leyes claras que restringen las posibles trayectorias en el movimiento del cuerpo
en estudio, La visualización de las constantes de movimiento y las leyes de conservación
presentes en la naturaleza como regentes de los procesos cinéticos es un pilar fundamental para
entender otras formulaciones de la mecánica (clásica hamiltoniana y la mecánica cuántica), y es
en este curso donde el estudiante se encuentra por primera vez con dichos conceptos.
 PROPÓSITO GENERAL DEL CURSO
Se propone iniciar al estudiante al método científico, para que éste logre entender la
modelización de los procesos naturales como un camino apropiado para el descubrimiento de
principios y leyes de conservación.
Se presentan los principios de conservación como base fundamental para la comprensión de la
naturaleza. Al finalizar el estudiante deberá llegar a comprender las leyes del movimiento de
Newton, el teorema del trabajo y la energía y el principio de conservación de la energía mecánica.
Además deberá desarrollar habilidades en su aplicación en el estudio de problemas reales bajo
modelos simples.
 COMPETENCIA GENERAL DEL CURSO
Esta asignatura se propone desarrollar competencias en el estudiante, en concordancia con
la misión, la visión, los principios y propósitos que orientan la Facultad de Ciencias Básicas, así
como en el perfil de formación del Programa de Física. En tal sentido se proponen las siguientes
competencias generales:
•
Sintetizar formalmente los principios de la Mecánica, sus leyes de conservación,
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
incluyendo sus aplicaciones básicas.
•
Practicar la investigación formativa, a través de la consulta bibliográfica en tópicos de la
física mecánica y en temas que guarden relación con esta asignatura.
•
Adquirir capacidad para el trabajo individual y en grupo en temas de la física teórica,
tanto en forma oral como escrita.
 BIBLIOGRAFÍA
1. ALONSO M., FINN E. Física. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. E.U.A.1995
2. CROWELL B., Newtonian physics. Light and Mater. E.U.A. 2002.
3. CROWELL B., Conservation laws. Light and Mater. E.U.A. 2002.
4. RESNICK R., HALLIDAY D., KRANE K. Física Vol. I. 5ª edición C.E.C.S.A.México. 1996.
5. MEISSNER E., Mecánica. Ed: Dossat. Madrid 1951.
6. SERWAY R., BEICHNER R. Física. Tomo I. 5ª Edición. McGraw-Hill. México.2000.
7. TIPLER P. Física. Tomo I. 4ª Edición. Editorial Reverté. España. 1984.
8. FEYNMAN R., LEIGHTON R. SANDS M. Lecturas de Física. Addisoln- Wesley. E.U.A. 1963.
9. SEARS
F.,
ZEMANSKY
M.,
YOUNG
H.,
FREEDMAN
R.
Física
Universitaria. 11ª Edición. Addison-Wesley. E.U.A. 2004.
BIBLIOGRAFIA
ELECTRONICA
Academia
http://www.science.org.au/scied/basics.htm
Diccionario de física
http://physics.about.com/library/dict/blglossary.htm
australiana
de
ciencias.
Temas de física
http://www.edu.aytolacoruna.es/aula/fisica/niveles/Nivelebachillerato.htm
http://www.fisicaenlinea.com/
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
 PLANEACIÓN DE LAS UNIDADES DE FORMACIÓN
 UNIDAD 1. Medición. Unidades y modelación
 COMPETENCIA
 CONTENIDOS
 Entender que es un
modelo, que debe abarcar
y que limitaciones puede
presentar.
 El propósito de la
física, la interacción de
un sistema con sus
alrededores
 Comprender
la
importancia
de
las
dimensiones, y el uso de
correcto de unidades
 Modelos vs problemas
reales,
predicción
teórica
vs
medida
experimental.
 Patrones de medida,
unidades y dimensiones.
 Cantidades
fundamentales en física.
TIEMPO: 4 h
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS
 INDICADORES DE LOGROS
 Al terminar el estudiante
deberá
reconocer
las
unidades
del
sistema
internacional en correlación
con la dimensión en la que
se miden las cantidades
fundamentales.
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS

 Deberá
distinguir
los
modelos de la realidad,
siendo capaz de reconocer
las limitaciones del modelo y
su rango de validez.
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
 UNIDAD 2. Fuerzas y la descripción del movimiento
 COMPETENCIA
 CONTENIDOS
 Representar
correctamente
las
cantidades vectoriales y
escalares.
 Sistemas coordenados y
representación de vectores.
 Comprender la ley de
inercia.
 Concepto de movimiento
 Definición de fuerza.
 Describir las distintas
fuerzas fundamentales
de la naturaleza.
 Distinguir
las
diferentes fuerzas que
pueden aplicarse sobre
un cuerpo.
 Solucionar
ecuaciones
movimiento
problemas simples.
las
del
en
 Vector posición,
 velocidad
velocidad
aceleración.
media,
instantánea.
 Momento lineal.
 Principio de conservación
del momento lineal, ley de
inercia. Masa inercia y
masa gravitacional.
 Partícula
observador inercial.
libre,
 Fuerza media
 Fuerza instantánea.
 Segunda ley de newton.
TIEMPO: 24 h
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS

 INDICADORES
LOGROS
DE
 Al
terminar
esta
unidad el estudiante
deberá:
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS

 Reconocer
las
interacciones
del
sistema en estudio con
su entorno.
 Describirá
las
diferentes
fuerzas
fundamentales de la
naturaleza.
 Dibujará el diagrama
de cuerpo libre para una
partícula sometida a
fuerzas.
 Identificar las fuerzas
concurrentes
y
las
condiciones
de
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA

Aplicar la segunda
ley de Newton a
partículas
en
movimiento circular.
 Describir
el
movimiento
de un
cuerpo
bajo
la
influencia
de una
fuerza central.
 Entender
los
conceptos de torque y
momento angular.
 Establecer un paralelo
entre las leyes de
conservación
del
momento lineal y del
momento angular
 Concepto de equilibrio y
estática.
 Tercera ley de Newton
 Fuerzas fundamentales
de la Naturaleza.
 Fuerzas de fricción.
 Fuerzas de fricción en
fluidos.
Sistemas con
masa variable.
 Problemas de aceleración
constante,
movimiento
rectilíneo
uniforme
y
uniformemente acelerado,
movimiento parabólico.
 Fuerzas
centrales.
Solución de las ecuaciones
del
movimiento,
Movimiento
circular
uniforme.
 Dinámica del movimiento
circular.
 Momento
angular.
Momento de torsión de
una fuerza.
 Fuerzas centrales.
equilibrio.
 Explicará el concepto
de fuerza.
 Relacionará
la
segunda ley de Newton
con el movimiento de
un sistema.
 Explicará
el
movimiento de una
partícula en presencia
de una fuerza central.
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
UNIDAD 3. TRABAJO Y ENERGIA
 COMPETENCIA
 Elaborar el concepto de
trabajo en física.
 Definir potencia.
 Establecer el teorema
del trabajo y la energía
cinética.
 Diferenciar las fuerzas
conservativas de las
disipativas.
 Aplicar el principio de
conservación de la
energía en la solución
de
 Problemas.
TIEMPO: 10h
 CONTENIDOS
 Introducción.
 El concepto de trabajo en Física.
 Trabajo de una fuerza constante
y de una fuerza variable
 Potencia.
 Unidades de trabajo y potencia.
 Energía cinética y el teorema del
trabajo y la energía cinética.
 Fuerzas conservativas. Energía
potencial. Potencial elástico y
potencial gravitacional.
 Conservación de la energía de
una partícula.
 Movimiento rectilíneo bajo
fuerzas conservativas.
 Curvas de energía potencial.
Puntos de equilibrio.
 Fuerzas no conservativas.
 Discusión y crítica del concepto
de energía.
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS

 INDICADORES DE LOGROS
 Al terminar esta unidad el
estudiante
 Explicará el concepto de
trabajo en física.
 Reconocerá el principio
de conservación de la
energía en procesos
cotidianos.
 Aplicará el teorema del
trabajo y la energía
cinética y el principio de
conservación de la energía
en al solución de problemas.
 Emitirá su concepto de
energía.
 Diferenciará las fuerzas de
tipo conservativo de las
disipativas.
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS
.
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VICERRECTORIA DE DOCENCIA
UNIDAD 4. DINAMICA DE LOS SISTEMAS DE PARTICULAS
 COMPETENCIA
 Calcular el centro de
masa de un sistema de
partículas.
 Establecer el principio
de conservación de la
energía para un sistema
de muchas partículas.
 Diferenciar los
diferentes tipos de
colisiones.
 Aplicar el principio de
conservación del
momento lineal en los
problemas de colisiones.
 CONTENIDOS
 El centro de masa de un
sistema de partículas.
Teorema del centro de
masa.
 Masa reducida.
 Momento angular de un
sistema de partículas.
 Energía cinética de un
sistema de partículas.
 Energía interna
 Conservación de la energía
de un sistema de partículas.
 Colisiones.
 Teoría cinética de los
gases.
 Sistemas de muchas
partículas: temperatura
trabajo y calor.
 El principio de
conservación de la energía
para sistemas de muchas
partículas.
TIEMPO: 10 h
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS

 INDICADORES DE
LOGROS
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS
 Al terminar esta unidad
el estudiante
 • Calculará el centro
de masa para un sistema
de partículas.
 Clasificará las colisiones
como
elásticas
o
inelásticas.
 Relacionará
la
temperatura de un sistema
de muchas partículas con
la
energía
cinética
promedio de las partículas.
 Aplicará el principio de
conservación del momento
lineal en la solución de
problemas de colisión de
partículas.
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UNIDAD 5. DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO
COMPETENCIA
 Definir cuerpo rígido.
 Definir momento de
inercia.
 Relacionar el concepto
de trabajo y energía
cinética con el
movimiento de rotación
de un cuerpo rígido
 Establecer las
condiciones de equilibrio
estático para un cuerpo
rígido.
CONTENIDOS
 Introducción: el cuerpo
rígido como un sistema de
partículas
 Momento angular de un
cuerpo rígido.
 Calculo del momento de
inercia.
 Ecuación de movimiento
rotacional de un cuerpo
rígido.
 Trabajo y Energía cinética
de rotación.
 Rotación alrededor de un
eje fijo.
 Movimiento alrededor de
un eje móvil.
 Movimiento giroscópico.
 Estática del cuerpo rígido:
condiciones de equilibrio
rotacional y traslacional.
 Aplicaciones
de
las
condiciones de equilibrio.
TIEMPO: 10 h
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS
 INDICADORES DE
LOGROS
 Al
terminar
esta
unidad el estudiante
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS

 Calculará el momento
de inercia pera sistemas
de partículas y para
cuerpos rígidos.
 Relacionará
el
concepto de trabajo y
energía cinética con el
movimiento de rotación
de un cuerpo rígido.
 Aplicará
las
condiciones
de
equilibrio en situaciones
de cuerpos rígidos en
equilibrio estático.
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UNIDAD 6. GRAVITACIÓN
TIEMPO: 8 h
COMPETENCIA
CONTENIDOS
 Establecer la ley de  Introducción.
gravitación universal de  Ley de la gravitación
Newton.
universal de Newton.
 Definir
el
campo Fuerza central
gravitacional.
 El peso de los cuerpos.
 Establecer las leyes de  El
campo
Kepler.
gravitacional.
 Describir
el  Energía potencial y el
movimiento
de
los
potencial gravitacional.
planetas.
 Relación entre el
campo y el potencial
 Leyes de Keppler.
 ESTRATEGIAS
DIDACTICAS

 INDICADORES DE LOGROS
 Al terminar esta unidad el
estudiante
 Explicará la ley de
gravitación de Newton.
 Relacionará los cuerpos
masivos con su campo
gravitacional.
 Describirá el movimiento
de los planetas a parir de las
leyes de Kepler.
 Rendirá
un
pequeño
informa escrito, y lo
sustentará en clase, en
donde
 explicará la importancia
del
estudio
de
la
Gravitación en los viajes
especiales.
 ESTRATEGIAS
EVALUATIVAS

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