Mecánica - Universidad del Magdalena

Universidad del Magdalena
Vicerrectoría de Docencia
Microdiseño Mecánica
1
1.1
Ficha de Identificación
Código y Nombre del Curso
Mecánica
1.2
Unidad Académica Responsable del Curso
PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
1.3
Ubicación curricular
Componente Curricular
Pre-Requisitos
Componente de Física
1.4
1.5
Co-Requisitos
Cálculo diferencial
Cálculo Integral
Créditos Académicos
Créditos
HAD
HTI
Proporción HAD:HTI
4
4
8
1:2
Descripción resumida del curso
Este curso esta diseñado para que sea impartido a estudiantes de ingeniería que tengan al menos nociones de
cálculo diferencial. Parte del tiempo planeado se utilizará para desarrollar clases magistrales, tiempo durante el
cual el objetivo principal es proporcionar a los estudiantes una presentación clara y lógica de los conceptos y
principios básicos de la física, y de esta manera, orientarlos para que desarrollen los hábitos de razonamiento
lógico que se necesitan para comprender la física. Durante este tiempo también se presentaran una amplia
gama de interesantes aplicaciones en el mundo real, para reforzar la comprensión de los conceptos y principios.
La otra parte del tiempo será para que el estudiante estudie y complemente por si solo los temas planteados,
con el objetivo de que el futuro ingeniero aprenda a educarse de manera autónoma, y que al final de su carrera,
su capacidad, su rendimiento y comportamiento personal responda crítica y constructivamente al acelerado
progreso de la ciencia y la tecnología, y al cambio permanente de una sociedad en vía de desarrollo.
1.6
Elaboración, Revisión y Aprobación
Elaboró
Revisó
Aprobó
Página 1 de 6
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica
Diseño Curricular - Física Mecánica
2
Justificación
El adelanto científico y tecnológico de la Humanidad, ha tenido su apoyo fundamental en el desarrollo de la Física. Esta a medida que ha
ido evolucionando ha permitido una mejor comprensión de los fenómenos naturales y su impacto en la vida del ser humano. Durante los
últimos años, la enseñanza de las ciencias ha sufrido una verdadera revolución, tanto científica como tecnológica y pedagógica,
especialmente en el nivel superior. Por ello debe existir un acuerdo general de que la enseñanza debe orientarse hacia los principios
fundamentales de cada ciencia, así como a los más recientes descubrimientos y a la forma como han sido logrados. Sin embargo, es
conveniente reconocer que el mayor énfasis de este curso ha sido puesto no tanto en los temas que deben ser tratados durante el
semestre, sino en la índole misma de la enseñanza que debe ser esencialmente formativa y no informativa. Es decir, se intenta preparar
personas capaces de enfrentarse a los nuevos problemas por venir, en lugar de individuos atiborrados de conocimientos, pero carentes de
criterio y sin el hábito de razonar. Esa es precisamente una razón para que en la programación se incluyan las consultas y el estudio de
temas de manera autónoma
En estos profundos cambios, la primera y urgente necesidad que ha surgido, es la de poder ofrecer una temática que llene todos los
requisitos incluyendo las aplicaciones de la ciencia física, lo cual le van a permitir al educando comprender no solo los fenómenos naturales
sino también el desarrollo de esta ciencia y su aplicación a las ingenierías, desarrollo que se ha venido dando a través de muchas décadas,
además que logra estimular el interés del alumno y se le facilite el trabajo de los temas mediante una exposición clara teniendo en cuenta el
ámbito teórico-experimental de esta ciencia.
3
Competencias a Desarrollar
3.1
Competencias Genéricas
Declarativo o Conceptual
Capacidad de definir planteamientos problémicos
para realizar cálculos que solucionen casos simples de ingeniería
Procedimental
Aplicar técnica de análisis apropiada para resolver problemas
Tomar datos de comportamientos de sistemas físicos
Esquemático
Argumentar resultados
Plantear modelos matemáticos coherentes y funcionales
Trazar esquemas de leyes físicas aplicadas a sistemas reales.
Estratégico
Proponer alternativas de solución basadas en teorías
Resolver problemas novedosos
3.2
4
Competencias Específicas
Contenido y Estimación de Créditos Académicos
Unidades Temáticas
Temas
Tiempos
HAD
N
Nombre
N
Total
T
1
I
FISICA Y MEDICIONES
LABORATORIOS
HTI
Nombre
P
T
P
1,1
Objeto de Estudio de la Física
0,25
0,25
1,2
Relación de la Física con Otras Ciencias
0,25
1,3
Unidades y Conversión de Unidades
0,25
0,5
0,25
1,4
Dimensión de las Magnitudes Físicas
0,25
0,5
0,25
1,5
Notación Científica
0,25
0,5
0,25
1,6
Cifras Significativas y Órdenes de Magnitud
0,25
0,5
0,25
1,1
Cálculo de Error - Gráficas
0,25
0,5
1,5
0,5
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Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica
Diseño Curricular - Física Mecánica
Unidades Temáticas
N
2
Nombre
II
MOVIMIENTO EN UNA
DIMENSIÓN
LABORATORIOS
3
III
VECTORES
LABORATORIOS
4
IV
MOVIMIENTO EN DOS Y TRES
DIMENSIONES
LABORATORIOS
5
V
LEYES DEL MOVIMIENTO
Temas
Tiempos
N
Nombre
HAD
HTI
1,2
Manejo de Aparatos de Medidas
2,1
Posición y Desplazamiento
0,25
0,5
0,25
2,2
Velocidad: Velocidad media, Velocidad Instantánea
0,5
0,75
0,5
2,3
Aceleración: Aceleración Media, Aceleración Instantánea
0,5
0,75
0,5
2,4
Diagramas de Movimiento
0,5
0,75
0,5
2,5
Movimiento con Aceleración Constante
0,75
1
0,75
2,6
Caída Libre
0,75
1
0,75
2,7
Ecuaciones Cinemáticas Derivadas del Cálculo
0,5
0,75
0,5
2,8
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
2,1
Movimiento Uniforme y Uniformemente Acelerado
0,5
1,5
0,5
2,2
Caída Libre
0,5
1,5
0,5
3,1
Sistemas de Coordenadas
0,5
3,2
Cantidades Vectoriales y Escalares
0,5
3,3
Algunas Propiedades de los Vectores
0,5
0,5
0,5
3,4
Componentes de un Vector y Vectores Unitarios
0,75
0,5
0,75
3,5
Suma de Vectores por Componentes
0,75
0,5
0,75
3,1
Fuerzas Concurrentes
4,1
Vector Desplazamiento, Velocidad y Aceleración
0,5
0,75
0,5
4,2
Movimiento Bidimensional con Aceleración Constante
0,5
0,75
0,5
4,3
Movimiento de Proyectiles
0,5
0,75
0,5
4,4
Movimiento Circular
0,5
0,75
0,5
4,5
Aceleración Tangencial y Radial
0,5
0,75
0,5
4,6
Velocidad y Aceleración Relativas
0,5
0,75
0,5
4,7
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
4,1
Movimiento Semiparabólico
4,2
Movimiento Parabólico
5,1
El Concepto de Fuerza
0,5
5,2
Primera Ley de Newton y Marcos Inerciales: Inercia
0,75
1
0,75
5,3
Masa y Segunda Ley de Newton
0,75
1
0,75
5,4
Fuerza Debida a la Gravedad: El Peso
0,75
1
0,75
5,5
Tercera Ley de Newton
0,75
1
0,75
5,6
Algunas Aplicaciones de las Leyes de Newton
1
1
1
5,7
Fricción y Fuerzas de Arrastre
0,75
1
0,75
5,8
Segunde Ley de Newton Aplicada al Movimiento Circular
1
1
1
0,5
Total
1,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1,5
0,5
0,5
1,5
0,5
0,5
1,5
0,5
0,5
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Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica
Diseño Curricular - Física Mecánica
Unidades Temáticas
N
Nombre
LABORATORIOS
6
VI
TRABAJO Y ENERGÍA
LABORATORIOS
7
VII
MOMENTO LINEAL Y COLISIONES
Temas
N
Nombre
5,9
Otras Aplicaciones de las Leyes de Newton
0,75
1
0,75
5,1
Fuerzas Ficticias: Marcos No Inerciales
0,75
1
0,75
5,1
Leyes de Newton
0,5
1,5
0,5
5,2
Cálculo del Coeficiente de Rozamiento
0,5
1,5
0,5
6,1
Trabajo y Energía Cinética: Fuerzas Constantes
0,75
1
0,75
6,2
Trabajo realizado por una Fuerza Variable
0,5
0,75
0,5
6,3
Trabajo y Energía en Tres Dimensiones. Producto Escalar
0,75
1
0,75
6,4
Trabajo y Energía en Sistemas de Partículas
0,75
1
0,75
6,5
Fuerzas Conservativas y No Conservativas
0,5
0,75
0,5
6,6
Energía Potencial y Equilibrio en una Dimensión
0,5
0,75
0,5
6,7
Conservación de la Energía Mecánica
0,75
1
0,75
6,8
Teorema Generalizado del Trabajo-Energía
0,75
1
0,75
6,9
Conservación de la Energía
0,75
1
0,75
8
HAD
HTI
Total
6,1
Potencia
0,5
0,75
0,5
6,11
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
6,1
Ley de Hooke
1
1,5
1
6,2
Conservación de la Energía
1
1,5
1
7,1
Centro de Masas
0,5
0,75
0,5
7,2
Movimiento del Centro de Masas de un Sistema
0,5
0,75
0,5
7,3
Conservación del Momento Lineal
0,5
0,75
0,5
7,4
Sistemas de Referencia del Centro de Masas
0,5
0,75
0,5
7,5
Energía Cinética de un Sistema de Patículas
1
0,75
1
7,6
Colisiones en una Dimensión
0,5
0,75
0,5
7,7
Colisiones en Dos y Tres Dimensiones
0,5
0,75
0,5
7,8
Impulso y Promedio Temporal de una Fuerza
0,5
0,75
0,5
7,9
Propulsión a Chorro
0,5
0,75
0,5
7,1
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
7,1
Conservación de la Cantidad de Movimiento
1
1,5
1
7,2
Conservación de la Cantidad de mMovimiento en Dos
Dimensiones
1
1,5
1
8,1
Velocidad y Aceleración Angular
0,5
0,75
0,5
8,2
Momento de una Fuerza y Momento de Inercia
0,5
0,75
0,5
8,3
Energía Cinética de Rotación
0,5
0,75
0,5
8,4
Cálculo del Momento de Inercia
0,5
0,75
0,5
8,5
Momento Angular
0,5
0,75
0,5
8,6
Cuerpos Rodantes
0,75
1
0,75
LABORATORIOS
VIII
ROTACIÓN DE UN CUERPO
RIGIDO
Tiempos
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Programa de Ingeniería Electrónica
Diseño Curricular - Física Mecánica
Unidades Temáticas
N
Nombre
LABORATORIOS
9
IX
EQUILIBRIO ESTÁTICO DE UN
CUERPO RIGIDO
LABORATORIOS
10
X
GRAVEDAD
Temas
Tiempos
N
Nombre
HAD
8,7
Naturaleza Vectorial de la Rotación y Producto Vectorial
0,5
0,75
0,5
8,8
Mivimiento de un Giroscopio
0,5
0,75
0,5
8,9
Desequilibrio Estático y Dinámico
0,5
0,75
0,5
8,1
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
8,1
Cálculo del Momento de Inercia
1
1,5
1
8,2
Conservación del Momento Angular
1
1,5
1
9,1
Condiciones de Equilibrio
0,5
0,75
0,5
9,2
Centro de Gravedad
0,5
0,75
0,5
9,3
Ejemplos de Equilibrio Estático
0,5
0,75
0,5
9,4
Par de Fuerzas
0,5
0,75
0,5
9,5
Estabilidad del Equilibrio
0,75
1
0,75
9,6
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
9,1
Fuerzas Paralelas
10,1
Leyes de Kepler
0,75
1
0,75
10,2
Ley de la Gravitación de Newton
0,75
1
0,75
10,3
Medida de la Constante Universal de Gravitación
0,5
0,75
0,5
10,4
Masa Gravitacional y Masa Inercial
0,5
0,75
0,5
10,5
Escape de la Tierra
0,5
0,75
0,5
10,6
Energía Potencial , Energía Total y Orbitas
0,75
1
0,75
10,7
Campo Gravitatorio
0,5
0,75
0,5
10,8
Problemas de Aplicación
0,5
1
0,5
1
45,8
5
HTI
12
Total
1,5
62,8
24
1
144
Propuesta Metodológica
FASE DE PLANTEAMIENTO: Para el desarrollo de la temática se propone una metodología acorde a la exigencia del medio universitario
profesional del individuo, de tal manera que el docente planeara y desarrollara actividades que fomenten la interacción estudiante-profesor y
la participación en el trabajo grupal, la investigación y el trabajo individual, entre otros.
Teniendo en cuenta lo anterior, se expondrá de manera breve la temática a tratar y seguidamente se hará una prueba escrita u oral, para
ver que conoce el estudiante del tema a tratar y con base en los resultados se proyectara la clase, ya sea de manera magistral o con la
participación del estudiante.
FASE DE ORIENTACIÓN: El docente será un guía permanente en el desarrollo de la asignatura a través de conferencias magistrales,
talleres, lecturas dirigidas y se recordará que la física es experimental por lo que en cada sistema serán programadas prácticas de
laboratorio, revisiones bibliográficas y búsquedas en Internet. Habrá un componente de aprendizaje autónomo. En esta fase se darán las
pautas o las herramientas necesarias que se van a utilizar para atacar la temática en estudio, con su respectivas guías de trabajo y
asesorias grupales o individuales.
FASE DE AFIANZAMIENTO: Para esta fase se programaran talleres y trabajos de investigación en el aula y fuera de ella, de manera que
se irán suministrando gradualmente guías de trabajo y temas de investigación que le permitan al estudiante afianzar la temática vista en las
clases magistrales. Estos talleres y trabajos de investigación se presentaran de manera escrita u oral en la fecha que se determine
conveniente para ello.
QUÉ SE EXIGE DEL ESTUDIANTE: Recopilar información de diversas fuentes y hacer una lectura comprensiva de esa información.
Consultar permanentemente las fuentes de información. Resolver problemas de aplicación de diferentes grados de complejidad yendo
desde los más sencillos hasta llegar a problemas de desafío. Tener siempre una actitud analítica y critica frente a los diversos temas tratado
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Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Electrónica
Diseño Curricular - Física Mecánica
6
Estrategias y Criterios de Evaluación
EVALUACIÓN CUALITATIVA: La evaluación será integral y corresponderá tanto a la parte teórica como la experimental, con un valor del
70% y 30% respectivamente. Se evaluara cada capitulo así como las demás actividades programadas en el desarrollo del mismo.
La evaluación de la parte teórica comprenderá la revisión de tareas, exposiciones, seminarios, talleres y un examen escrito al final de cada
capítulo.
La evaluación en la parte experimental comprenderá puntualidad en la asistencia al laboratorio, elementos de trabajo personal (Bata, guías
de laboratorio, textos de consulta), disposición para el trabajo en equipos, informes, participación y aportes en la evaluación y adecuación
de las guías de trabajo.
EVALUACIÓN CUANTITATIVA: Evaluaciones escritas u orales de algunos temas y unidades. Talleres y seminarios. Exposiciones.
Parciales Institucionales Trabajos de investigación.
7
Recursos Educativos
N
Nombre
Justificación
1
Salones de clase bien acondicionados,
2
Salas de Internet
actualizados.
3
Conferencistas invitados
4
Ayudas audiovisuales tales como video Beam,
proyectores
5
Laboratorio de Física de la Universidad
6
Computadores para la realización de prácticas
de:
Mecánica,
Fluido,
Ondas
y
Electromagnetismo a través del Sciencie
Workshop
7
Biblioteca
8
8.1
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
8.2
central
con
textos
Referencias Bibliográficas
Libros y materiales impresos disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad
Física, Vol. I, P. Tippler, Reverte.
Física para ciencias e Ingeniería, Tomo I, R. Serway y R. Beichner. McGraw-Hill.
Física para ciencias e Ingeniería, Vol. I, P. Fishbane, S. Gasiorowicz y S. Thornton, Prentice-Hall.
Física Vol. I, Susan M. Lea y Jhon Robet Burke, Internacional Thonson Editores
Física Vol. I, Alonso y Finn, Fondo Educativo Interamericano.
Física para ciencias e Ingeniería, Vol. I, Mc Kelvey-Grotch, Harla S. A.
Conceptos de Física, Paul Hewitt, Limusa.
Física, Jerry Wilson, Prentice Hall.
Libros y materiales digitales disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad
[9]
8.3
Documentos y Sitios Web de acceso abierto a través de Internet
[10]
8.4
Otros Libros, Materiales y Documentos Digitales
[11]
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