UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO Coordinación de Actualización Docente

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO
Facultad de Química, Secretaría de Extensión Académica
Coordinación de Actualización Docente
MAESTRÍA EN DOCENCIA DE LAS CIENCIAS BÁSICAS,
OPCIÓN CAMPO FORMATIVO: CIENCIAS NATURALES
Curso
Física y su Didáctica (primera parte)
Fecha: del 1 al 5 de agosto de 2011
Duración: 40 horas
Responsable
Dr. Juan Antonio Flores Lira
Email: [email protected]
Objetivos:
El alumno/profesor
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Consolide su formación científica en ciencias de acuerdo con el curriculum actual.
Emplee el conocimiento científico para identificar preguntas y extraer conclusiones basadas
en evidencias con el fin de comprender y apoyar la toma de decisiones acerca de la
naturaleza y los cambios que se realizan a través de la actividad humana.
Mejore la capacidad de pensar y actuar críticamente en un mundo en el que la ciencia y la
tecnología forman parte activa en la vida cotidiana.
Vivencie diversas formas de acercarse al conocimiento de las ciencias: modelizaciones,
juegos, experimentos, trabajo colaborativo y por proyectos, entre otras.
Cuente con conocimientos actualizados de la disciplina y su didáctica.
Introducción
En este curso se abordaran los temas principales de la mecánica Newtoniana, se discutirán sus
alcances y limitaciones, aclarando los conceptos clásicos y los actuales. La mecánica de Newton
(también llamada mecánica vectorial) se basa en sus tres leyes que adaptamos aquí a la
nomenclatura del curso:
i) Un punto material (o partícula) sobre el que no actúan fuerzas permanece continuamente
en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme. (Esta ley establece el marco de referencia
en el que son válidas las otras leyes; se entiende que no actúan fuerzas sobre el punto
material si no existe ningún agente que las ejerza, tal como otra partícula o cuerpo extenso,
hilos, resortes, cuerpos muy masivos que produzcan atracción gravitatoria, cuerpos
cargados y corrientes eléctricas si el punto material tiene carga eléctrica, etc.. Si en tales
condiciones el punto permanece en reposo o se mueve con velocidad constante, entonces
se está en el marco adecuado, que es el que conocemos como sistema de referencia
inercial).
ii) Si sobre la partícula actúan fuerzas la tasa de cambio de la cantidad de movimiento lineal
de la partícula es igual a la fuerza total. (Se entiende por cantidad de movimiento lineal al
producto de la masa de la partícula por su velocidad, y por tasa de cambio la variación por
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unidad de tiempo; nótese además que las fuerzas se dan por conocidas o determinables
independientemente del cambio de estado de movimiento de la partícula)
iii) Cuando dos partículas interactúan la fuerza que la primera ejerce sobre la segunda es
igual en intensidad y dirección, pero opuesta en sentido, a la que la segunda ejerce sobre la
primera. Para trabajar con estas leyes debemos definir los vectores involucrados; en
particular, el vector posición de cada partícula respecto de algún origen conveniente.
Con la finalidad de alcanzar los objetivos se utilizaran los apuntes una serie de ejercicios y los
“Apuntes de Mecánica” elaborados por J. A. Flores Lira, como eje guía considerando el siguiente:
Temario:
1. La física
La mecánica
Leyes de conservación
Observables (cantidades) primitivos
Límites de la mecánica clásica
2. Dinámica de una partícula
Cinemática y dinámica
Interacciones y fuerzas
Definiciones
Partícula libre
Velocidad
Aceleración
Momentum lineal
Estado clásico
Leyes de Newton
Ley de inercia (primera ley de Newton)
Definición de fuerza (segunda ley de Newton)
Tipos de fuerzas
Interacciones y fuerzas
Equilibrio y reposo
Impulso
Trabajo
Unidades de trabajo
Potencia
Energía
Energía cinética
Energía potencial
Función fuerza
Principio de la conservación de la energía
Fuerzas conservativas y no conservativas
Rozamiento
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Critica del concepto de energía
3. Dinámica de un sistema de partículas
Principio de conservación del momentum
Ley de la acción y reacción (Tercera ley de Newton)
Trabajo y energía cinética de un sistema de partículas
Conservación de la energía de un sistema de partículas
4. Mecánica estadística (Sistemas con un gran número de partículas)
Temperatura
Trabajo
Calor
5. Bibliografía
Distribución del tiempo: Sesión
Tiempo
9 a 11
Actividad
Discusión de conceptos de acuerdo a los apuntes.
Realizar un mapa mental de lo discutido en sesión
11 a 11:15
11:15 a 14
Receso
Resolución de problemas. Se discutirán en equipo
y se presentarán los resultados de algunos de los
ejercicios.
Cada profesor deberá entregar los ejercicios
resueltos.
Receso comida
Actividades de laboratorio que apoyen los temas
discutidos
14 a 16
16 a 18
Recursos
Apuntes de mecánica.
Presentación en Power point
Hojas
Pizarrón
Hojas
Escuadras y transportador
Calculadora científica
Equipo básico de laboratorio de
mecánica y termodinámica
Criterios de evaluación
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Asistencia, puntualidad y participación activa y argumentativa en las reuniones
Realización de las actividades propuestas en el curso
Presentación de prototipos
Recursos materiales
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Cañón proyector y computadora con reproductor de DVD
Conexión a Internet
Fotocopias de algunos materiales
CD GRABABLES
Equipo y material de laboratorio de mecánica y termodinámica.
Otros posibles de acuerdo a las actividades diseñadas.
o Laboratorio con computadoras al menos 1 por cada tres profesores
o Programas: Logger Pro
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o Interfases ULI
o Sensor de movimiento y de fuerza.
Referencias de consulta
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Bueche F. J. Fundamentos de Física, Tomo I, McGraw Hill, México 1991.
Cetto, A. M., et al. El mundo de la Física, Trillas, México, 1997
Gamow, G. Biografía de la Física, Alianza Editorial, Madrid, 1980.
Hecht, E. Fundamentos de Física, Thomson Learning, México, 2001.
Manuel Lozano Leyva. “De Arquímedes a Einstein. Los diez experimentos más bellos de la
Física”. Editorial Debate. Primera edición 2005.
Paul G Hewitt. “Física Conceptual”. Editorial Pearson Educación. Decima edición 2007.
Paul G Hewitt, Paul Robinson. “Manual de laboratorio de Física”, Editorial Pearson
Educación. Primera edición. 1998
Zitzewitz, P. W., Neff, R. y Davis, M. Física 1. Principios y problemas, Mc Graw Hill. México,
2002.
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/principal.html
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