UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE BAYAMÓN

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
RECINTO DE BAYAMÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
PRONTUARIO
I.
INFORMACIÓN GENERAL
Título del Curso
Código y Número
Créditos
Término Académico
Profesor
Horas de Oficina
Teléfono de la Oficina
Correo Electrónico
: FÍSICA GENERAL I
: PHYS 3001
: 4 créditos
:2012-30
:Dorcas I. Torres
:Lunes y Miércoles de 2:30 p.m. – 4:00 p.m.
:279-1912 Ext. 2247
:[email protected]
II.
DESCRIPCIÓN
Presentación lógica y unificada de la física en el nivel introductorio, destacando las ideas básicas que
constituyen su fundamento: las leyes de movimiento y de conservación y la interacción entre partículas y
campos. Se expone al estudiante a diversas experiencias en un proceso de aprendizaje-enseñanza en las
áreas de mecánica y calor. Se da énfasis a la integración y aplicación de conceptos a través de la
experimentación. Requiere 45 horas de conferencia y 45 horas de laboratorio. Requisito: MATH 1500.
III.
OBJETIVOS
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
IV.
Identificar los conceptos básicos de los sistemas de medidas.
Adoptar el álgebra de vectores como herramienta en la solución de problemas.
Discutir y aplicar los principios básicos de cinemática en una y dos dimensiones.
Discutir y aplicar los principios básicos de dinámica, y relacionarlos con los principios de
cinemática.
Analizar la relación entre fuerza, trabajo y energía; y formular el Principio de Conservación de
Energía.
Analizar la relación entre fuerza y momento lineal; y formular el Principio de Conservación de
Momento Lineal.
Analizar el movimiento rotacional de un objeto o un cuerpo rígido utilizando los principios básicos
de cinemática y dinámica.
a. Definir y determinar el momento angular y la energía cinética rotacional de un objeto o cuerpo
rígido que rota alrededor de un eje fijo.
b. Discutir la relevancia del principio de conservación de momento angular con sus aplicaciones e
implicaciones.
Proveer una noción general de las fuerzas de la naturaleza.
Analizar y discutir la relación entre temperatura y calor.
CONTENIDO TEMÁTICO
A. Introducción y Conceptos Matemáticos
1. El sistema internacional (SI) de medidas y sus estándares.
2. Conversión de unidades y análisis dimensional.
3. Trigonometría y el Teorema de Pitágoras.
4. Vectores y escalares.
5. Suma y resta de vectores con el método gráfico.
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B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.
6. Componentes de un vector.
7. Suma y resta de vectores con el método analítico.
Cinemática en una dimensión
1. Marcos de referencia.
2. Posición y desplazamiento.
3. Rapidez promedio, velocidad promedio, y aceleración promedio.
4. Velocidad instantánea y aceleración instantánea.
5. Movimiento con aceleración constante.
6. Caída libre.
7. Análisis gráfico del movimiento lineal.
Cinemática en dos dimensiones
1. Posición, desplazamiento, velocidad y aceleración.
2. Movimiento con aceleración constante.
3. Movimiento de proyectil.
Fuerzas y las Leyes de Movimiento de Newton
1. Fuerza, masa e inercia.
2. Las Leyes de Movimiento de Newton.
3. Fuerza de gravedad, fuerza normal, y fuerza de tensión.
4. Fuerzas de fricción.
5. Diagramas de fuerza y aplicaciones de las Leyes de Newton.
Dinámica del Movimiento Circular Uniforme
1. Largo de arco, período, y unidades angulares.
2. Movimiento Circular Uniforme.
3. Aceleración centrípeta y fuerza centrípeta.
4. Ley de gravitación universal de Newton.
5. Satélites e ingravidez.
Trabajo y energía
1. Trabajo hecho por una fuerza constante.
2. El teorema de trabajo-energía y la energía cinética.
3. Energía potencial gravitacional.
4. Fuerzas conservativas y no conservativas.
5. Principio de conservación de energía mecánica.
6. Otras formas de energía y principio de conservación de energía.
7. Potencia y trabajo hecho por una fuerza variable.
Impulso y Momento
1. Definición de impulso y momento.
2. Teorema impulso-momento.
3. Principio de conservación de momento lineal.
4. Colisiones elásticas e inelásticas en una y dos dimensiones.
5. Centro de masa.
Cinemática Rotacional
1. Desplazamiento angular, velocidad angular y aceleración angular.
2. Relación entre las cantidades angulares y las cantidades lineales.
3. Ecuaciones de cinemática rotacional.
4. Rodadura.
Dinámica Rotacional
1. Torque e inercia rotacional.
2. Segunda Ley de Newton para movimiento rotacional alrededor de un eje fijo.
3. Energía cinética y trabajo rotacional.
4. Momento angular y principio de conservación de momento angular.
Temperatura y calor.
1. Temperatura, calor y energía interna.
2. Escalas de temperatura y transferencia de calor.
3. Calor especifico y expansión termal.
3
V.
ACTIVIDADES
1.
2.
VI.
Laboratorios: Están orientados a desarrollar el pensamiento científico. En cada práctica, los
estudiantes realizarán predicciones, observaciones y análisis; llevando a cabo conclusiones guiadas de
conceptos fundamentales. Utilizarán la computadora como herramienta para desarrollar modelos
matemáticos, para estimular la construcción de modelos mentales amplios, desarrollando el
pensamiento crítico. Se llevará a cabo en pequeños grupos (máximo de cuatro estudiantes por
grupo), y entregarán un informe de laboratorio de cada experimento.
Asignaciones: Se le aginarán problemas particulares de asignación que serán evaluados al menos una
de ellos el mismo día que su examen.
EVALUACIÓN
3 Exámenes parciales
Examen final total
Pruebas cortas/Asignaciones
Proyecto especial
Laboratorio
Puntuación
300
100
100
100
100
% de la Nota Final
45
15
10
10
20
600
100
Total
Sistema de Calificación:
A
B
C
D
F
VII.
100
84
74
64
54
-
85
75
65
55
0
NOTAS ESPECIALES
1) Servicios auxiliares o necesidades especiales
Todo estudiante que requiera servicios auxiliares o asistencia especial deberá solicitar los mismos al inicio del
curso o tan pronto como adquiera conocimiento de que los necesita, a través del registro correspondiente, en
el Decanato de Estudiantes.
2) Honradez, fraude y plagio
La falta de honradez, el fraude, el plagio y cualquier otro comportamiento inadecuado con relación a la labor
académica constituyen infracciones mayores sancionadas por el Reglamento General de Estudiantes. Las
infracciones mayores, según dispone el Reglamento General de Estudiantes, pueden tener como consecuencia
la suspensión de la Universidad por un tiempo definido mayor de un año o la expulsión permanente de la
Universidad, entre otras sanciones.
3) Uso de dispositivos electrónicos
Se desactivarán los teléfonos celulares y cualquier otro dispositivo electrónico que pudiese interrumpir los
procesos de enseñanza y aprendizaje o alterar el ambiente conducente a la excelencia académica. Las
situaciones apremiantes serán atendidas, según corresponda. Se prohíbe el manejo de dispositivos
electrónicos que permitan acceder, almacenar o enviar datos durante evaluaciones o exámenes.
VIII.
RECURSOS EDUCATIVOS
Libro(s) de Texto: Young HD, Geller RM. 2008. College Physics 8va edición. Perason-Addison Wesley.
Calculadora: Una calculadora científica-gráfica, se recomienda la TI-Nspire-CAS.
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IX.
BIBLIOGRAFÍA
Libros
1. Cutnell JD, Jonson KW. 2007. Physics. 7ma edición. John Wiley & Sons. (QC23.2 .C87 2007)
2. Giancoli DC. 2006. Física: Principios con aplicaciones. 6ta edición. Prentice Hall. (QC23 .G39918
2006)
3. Serway R.A, Faughn JS. 2006. College Physics. 7ma Edición. Thomson International. (QC21.3 .S46
2006)
4. Hewitt PG, Suchoki J, Hewitt LA. 2004. Física conceptual. 9na Edición. Pearson. (QC23 .H5618
2004)
Recursos Electrónicos
A. Grupo de investigación en la educación de la Física, Universidad de Maryand (University of Maryland
Physics Education Research Group).Thinking Problems in
1. Physics [http://www.physics.umd.edu/perg/abp/think/]
2. Alternative Homework Assignments [http://www.physics.umd.edu/perg/abp/aha/]
OPAC/VAAEPS
Rev. 10/2004; 08/2008; 03/2009; 08/2009