2 Cálculo aplicado - 1592

INGENIERIA EN MECATRÓNICA
HOJA DE ASIGNATURA CON DESGLOSE DE UNIDADES TEMÁTICAS
1. Nombre de la asignatura
2. Competencias
3.
4.
5.
6.
7.
Cuatrimestre
Horas Prácticas
Horas Teóricas
Horas Totales
Horas Totales por Semana
Cuatrimestre
8. Objetivo de la Asignatura
Cálculo aplicado
Desarrollar proyectos de automatización y control, a
través del diseño, la administración y la aplicación de
nuevas tecnologías para satisfacer las necesidades del
sector productivo.
Primero
30
30
60
4
El alumno obtendrá las ecuaciones matemáticas para
representar sistemas eléctricos, electrónicos y
mecánicos utilizando análisis vectorial y calculo
diferencial e integral
Unidades Temáticas
I.
II.
III.
IV.
Análisis vectorial
Aplicaciones de cálculo diferencial
Aplicaciones de cálculo integral
Introducción al modelado
ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
APROBÓ:
C. G. U. T.
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Prácticas
5
10
10
5
Totales
30
Horas
Teóricas
5
10
10
5
30
Totales
10
20
20
10
60
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ESTUDIOS
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CÁLCULO APLICADO
UNIDADES TEMÁTICAS
1.
2.
3.
4.
Unidad Temática
Horas Prácticas
Horas Teóricas
Horas Totales
5. Objetivo
Temas
I. Análisis vectorial
5
5
10
El alumno obtendrá la ecuación matemática para representar el
sistema eléctrico, electrónico y mecánico utilizando análisis
vectorial
Saber
Saber hacer
Introducción a Describir el entorno del Distinguir en el entorno
software
software para soluciones del
software
la
matemático
matemáticas.
definición de variables,
los comandos, medios
de graficación.
Números
complejos
Identificar el concepto
de
fasores,
números
complejos y polinomios
con raíces múltiples y
complejas.
Realizar operaciones de
suma,
resta
y
multiplicación
con
números complejos y
obtener
su
representación grafica.
Vectores
Describir el concepto y
propiedades
trigonométricas de un
vector.
Obtener
representación
de
un
identificado
componentes,
Operaciones
con vectores
Identificar las leyes y
propiedades que rigen
las operaciones
de
producto
vectorial
y
escalar.
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C. G. U. T.
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Ser
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Creativo
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza
la
grafica
vector
sus
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza
Realizar operaciones de Trabajo en equipo.
producto vectorial y Capacidad
de
auto
escalar y obtener su aprendizaje.
representación gráfica. Metódico
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza
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ESTUDIOS
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Temas
Solución
y
aplicaciones
con
análisis
vectorial
Saber
Identificar las ecuaciones Obtener las ecuaciones
matemáticas
de matemáticas aplicando
impedancias
y análisis vectorial.
admitancias
complejas,
potencia activa, reactiva
y aparente, caída y
movimiento de cuerpos,
distribución de fuerzas y
par torsional usando el
análisis vectorial.
Solución
Reconocer el entorno de
numérica por programación en la
software
solución de problemas
de análisis vectorial.
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APROBÓ:
Saber hacer
C. G. U. T.
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Resolver problemas
físicos de fasores,
números complejos y
vectores usando
software especializado.
Ser
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
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CÁLCULO APLICADO
Proceso de evaluación
Resultado de aprendizaje
Elaborará un reporte que
incluya:
 El planteamiento de
un problema eléctrico,
electrónico y/o
mecánico,
 la solución aplicando
número complejos y
vectores, la
representación
grafica, la solución
por medio del uso de
software especializado
en computadora
Secuencia de aprendizaje
1.-Identificar el entorno de
software para soluciones
matemáticas.
2.-Identificar números
complejos.
3.-Comprender las operaciones
básicas con números complejos.
4.-Comprender las operaciones
básicas con vectores.
5.- Simular con software las
ecuaciones de sistemas
eléctricos, electrónicos y
mecánicos.
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APROBÓ:
C. G. U. T.
Instrumentos y tipos de
reactivos
Ejercicios prácticos
Lista de verificación
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Proceso enseñanza aprendizaje
Métodos y técnicas de enseñanza
Medios y materiales didácticos
Solución de problemas,
Pizarrón
Equipos colaborativos
Videos
Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la Computadoras personales con software
información
especializado
(MATLAB,
MATEMATICA,
MAPLE)
CD interactivos
Cañón proyector
Espacio Formativo
Aula
Laboratorio / Taller
Empresa
X
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UNIDADES TEMÁTICAS
1.
2.
3.
4.
Unidad Temática
Horas Prácticas
Horas Teóricas
Horas Totales
5. Objetivo
Temas
II. Aplicaciones de cálculo diferencial
10
10
20
El alumno obtendrá la ecuación matemática para representar el
sistema eléctrico, electrónico y mecánico utilizando cálculo
diferencial
Saber hacer
Ser
Obtener la ecuación
matemática de
problemas eléctricos,
mecánicos y
electrónicos
(inductancia,
capacitancia,
velocidad, aceleración,
flujo magnético, torque
instantáneo, usando
cálculo diferencial.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Representación Reconocer los
grafica
componentes de una
función y su análisis
mediante la razón de
cambio
Obtener la
representación grafica
de problemas de
capacitancia,
velocidad, aceleración,
flujo magnético, torque
instantáneo usando
cálculo diferencial.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Máximos
mínimos
Resolver problemas
eléctricos, electrónicos
y mecánicos aplicando
la técnica de máximos
y mínimos
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Concepto
razón
cambio
Saber
de Describir el concepto de
de razón de cambio de una
función (Velocidad y
aceleración).
y Interpretar el concepto
de máximos y mínimos
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Temas
Soluci6n
numerica
software
Saber
Reconocer el entorno de
por programaci6n que se
usa en Ia soluci6n de
problemas de calculo
diferencial
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INGENIERiA EN MECATRONICA
APROBO:
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Saber hacer
Ser
Resolver problemas
ffsicos de raz6n de
cambia, aplicando
software especializado
Trabajo en equipo.
Capacidad de auto
aprendizaje.
Met6dico.
Razonamiento deductive.
Orden y limpieza.
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CÁLCULO APLICADO
Proceso de evaluación
Resultado de aprendizaje
Elaborará un reporte que
incluya:
 El planteamiento de
un problema eléctrico,
electrónico y/o
mecánico,
 la solución aplicando
la razón de cambio y
máximos y mínimos,
la representación
grafica, así como su
solución por medio de
software especializado
en computadora
Secuencia de aprendizaje
1.-Analizar la razón de cambio
de una función gráficamente
con software de simulación.
2.- Identificar el concepto de
la razón de cambio en la
derivada con software de
simulación.
3.- Comprender el proceso para
calcular la tangente a una curva
con software de simulación.
4.- Comprender el concepto de
máximo y mínimo de un sistema
físico con software de
simulación.
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APROBÓ:
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Instrumentos y tipos de
reactivos
Ejercicios prácticos
Lista de verificación
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CÁLCULO APLICADO
Proceso enseñanza aprendizaje
Métodos y técnicas de enseñanza
Medios y materiales didácticos
Solución de problemas
Pizarrón
Equipos colaborativos
Videos
Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la Computadoras personales con software
información
especializado
(MATLAB,
MATEMATICA,
MAPLE),
CD interactivos
Cañón proyector
Espacio Formativo
Aula
Laboratorio / Taller
Empresa
X
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UNIDADES TEMÁTICAS
1.
2.
3.
4.
Unidad Temática
Horas Prácticas
Horas Teóricas
Horas Totales
5. Objetivo
Temas
Áreas bajo
curva
Volumen
superficies
cuerpos
III. Aplicaciones de cálculo integral
10
10
20
El alumno obtendrá la ecuación matemática para representar el
sistema eléctrico, electrónico y mecánico utilizando cálculo integral
Saber
la Reconocer el concepto
de área bajo una curva
cuando se aplica el
cálculo integral.
y Identificar el concepto
de de volumen y superficie
de cuerpos a través de
integral triple y doble.
Funciones
promedio
Describir el concepto y
propiedades de las
funciones promedio de
sistemas físicos.
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Saber hacer
Ser
Resolver problemas de
valor medio y eficaz de
una señal senoidal y
cuadrada, trabajo y
potencia mecánica,
obteniendo su
representación grafica.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Resolver problemas
centro de masa y
momento de inercia
que involucran el
cálculo de volumen y
superficies, obtenido
su representación
grafica.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Calcular las funciones
promedio de
problemas físicos y
obtiene su
representación grafica.
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
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Temas
Solución
numérica
software
Saber
Identificar el entorno de
por programación en la
solución de problemas
de calculo integral
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Saber hacer
Ser
Resolver problemas de
valor medio y eficaz de
una señal senoidal y
cuadrada trabajo y
potencia mecánica
usando software
especializado
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Metódico.
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
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Proceso de evaluación
Resultado de aprendizaje
Secuencia de aprendizaje
Elaborará un reporte que
incluya:
 El planteamiento de
un problema eléctrico,
electrónico y/o
mecánico,
 la solución aplicando
integrales definidas,
dobles y triples, la
representación
grafica, así como la
solución por medio
software especializado
en computadora.
1.- Interpretar el concepto de
integral definida, doble y triple.
Instrumentos y tipos de
reactivos
Ejercicios prácticos
Lista de verificación
2.- Comprender el proceso para
calcular integrales usando
formulas de integración.
3.- Comprender el proceso para
resolver problemas mecánicos,
eléctricos y/o electrónicos
utilizando integrales.
4.- Analizar el concepto de
promedio de una función.
5.- Comprender el promedio de
una función que representa
variables físicas con software de
simulación.
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Proceso enseñanza aprendizaje
Métodos y técnicas de enseñanza
Medios y materiales didácticos
Solución de problemas
Pizarrón
Equipos colaborativos
Videos
Aprendizaje auxiliado por las tecnologías de la Computadoras personales
información
especializado
(MATLAB,
MAPLE)
CD interactivos
Cañón proyector
con software
MATEMATICA,
Espacio Formativo
Aula
Laboratorio / Taller
Empresa
X
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UNIDADES TEMÁTICAS
1.
2.
3.
4.
Unidad Temática
Horas Prácticas
Horas Teóricas
Horas Totales
5. Objetivo
Temas
Características
y aplicaciones
IV. Introducción al modelado
5
5
10
El alumno conocerá las características, aplicaciones y tipos de
soluciones del modelado para identificar sus ventajas, desventajas
y diferencias en sistema eléctrico, electrónico y mecánico
Saber
Saber hacer
Identificar las
características y
aplicaciones de modelos
matemáticos de
sistemas físicos
Clasificar los modelos
matemáticos partiendo
de las características
de la ecuación
Ser
Trabajo en equipo.
Capacidad
de
auto
aprendizaje.
Creativo
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Ventajas
y Explicar las ventajas y
Determinar la
Trabajo en equipo.
desventajas
desventajas de
factibilidad de realizar Capacidad
de
auto
representar un sistema un modelo matemático aprendizaje.
físico mediante un
de un sistema real
Creativo
modelo matemático
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Tipos
de Reconocer los tipos de
Clasificar los tipos de
Trabajo en equipo.
soluciones de soluciones de un modelo solución de un modelo Capacidad
de
auto
un modelo
matemático (analítico,
matemático
aprendizaje.
grafico, numérico).
Creativo
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
Reconocer las
Diferenciar los modelos Trabajo en equipo.
Diferencias
entre sistemas propiedades de un
lineal o no lineal
Capacidad
de
auto
lineales y no sistema lineal y no lineal
aprendizaje.
lineales
Creativo
Razonamiento deductivo.
Orden y limpieza.
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CÁLCULO APLICADO
Proceso de evaluación
Resultado de aprendizaje
Secuencia de aprendizaje
Realizará un ensayo del tema 1.- Analizar el tipo de sistema
que contenga:
físico.
Instrumentos y tipos de
reactivos
Ensayo
Lista de cotejo.
2.- Identificar las variables y
 La descripción del
sistema a modelar, la parámetros que intervienen.
ecuación y su
3.- Comprender el proceso para
solución.
obtener la ecuación y su
solución (analítica, grafica o
 Las ventajas y
numérica) con software de
desventajas de su
simulación.
representación, e
identificará si es lineal
4.- Comprender las ventajas,
o no lineal
desventajas y diferencias
5.- Identificar sistemas lineal y
no lineal.
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Medios y materiales didácticos
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información
especializado
Solución de problemas
(MATLAB, MATEMATICA, MAPLE)
Análisis de casos.
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CÁLCULO APLICADO
CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUE
CONTRIBUYE LA ASIGNATURA
Capacidad
Criterios de Desempeño
Implementar prototipos físicos o virtuales Depura y optimiza el prototipo físico o virtual
considerando el modelado, para validar y mediante:
depurar la funcionalidad del diseño.
*La instalación y/o ensamble de elementos y
sistemas componentes del proyecto de
automatización en función del modelado.
*La configuración y programación de los
elementos que así lo requieran de acuerdo a las
especificaciones del fabricante.
*La realización de pruebas de desempeño de los
elementos y sistemas, y registro de los resultados
obtenidos.
*La realización de los ajustes necesarios para
optimizar el desempeño de los elementos y
sistemas
Evaluar diseño propuesto con base a la Determina la factibilidad del diseño especificando:
normatividad aplicable, su eficiencia y el cumplimiento de la normatividad aplicable, la
satisfacción de las necesidades del cliente, los
costos para determinar su factibilidad.
resultados de pruebas de desempeño de los
elementos y sistemas, costos presupuestados y
tiempos de realización.
Documentar el diseño de forma clara, completa y
ordenada, para su reproducción y control de
cambios, elaborando un reporte que contenga:
Propuesta de diseño, Planos, diagramas o
programas realizados,
Especificaciones
de
ensamble, configuración y/o programación de los
elementos que lo requieran, Características de
suministro de energía (eléctrica, neumática, etc.),
protocolos de comunicación, resultados de la
simulación de desempeño de los elementos y
sistemas. Ajustes realizados al diseño de los
elementos y sistemas.
Resultados de pruebas de desempeño de los
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elementos y sistemas. Costas y tiempos de
realizaci6n. Resultado de Ia evaluaci6n del
diseno.
Propuesta de conservaci6n
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Capacidad
Criterios de Desempeño
Controlar el desarrollo del proyecto de
automatización y control por medio de un
liderazgo de comunicación efectiva,
utilizando el sistema de control estadístico
(Project, Cuadro Mando Integral,
diagramas de Gantt) para alcanzar los
objetivos y metas del proyecto.
Evaluar los indicadores del proyecto a
través del uso de herramientas
estadísticas y gráficas de control, para
determinar su calidad e impacto.
Elabora y justifica en un reporte que incluya: el
avance programático de metas alcanzadas vs
programada; las acciones correctivas y
preventivas.
Supervisar la instalación, puesta en
marcha y operación de sistemas, equipos
eléctricos, mecánicos y electrónicos con
base en las características especificadas,
recursos destinados, procedimientos,
condiciones de seguridad, y la planeación
establecida, para asegurar el
cumplimiento y sincronía del diseño y del
proyecto.
Realiza una lista de verificación de tiempos y
características donde registre:
Realiza informe final que incluya: los resultados
programados y alcanzados; un dictamen del
impacto del proyecto; graficas, fichas técnicas,
avances programáticos y el ejercicio de los
recursos.
*Tiempos de ejecución,
*Recursos ejercidos,
*Cumplimiento de características,
*Normativas y seguridad, y
Funcionalidad
*Procedimiento de arranque y paro.
Realiza un informe de acciones preventivas y
correctivas que aseguren el cumplimiento del
proyecto
Evaluar el desempeño del sistema
automatizado con base en pruebas
ejecutadas en condiciones normales y
máximas de operación para realizar
ajustes y validar el cumplimiento de los
requisitos especificados.
Aplica procedimientos de evaluación
considerando:
*Análisis estadísticos de resultados
*Pruebas físicas
*Repetitividad y análisis comparativos respecto
del diseño del proceso.
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*Registrando los resultados de operaci6n en
funci6n a las caracterfsticas solicitadas en
condiciones normales y maxima de operaci6n.
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CÁLCULO APLICADO
FUENTES BIBLIOGRÁFICAS
Autor
Año
Título del
Documento
Física para ciencias e
ingeniería volumen I
Ciudad
País
Editorial
México
McGraw-Hill,
2ª edición
Gettys,
Edwards
(2003)
Gettys,
Edwards
(2003)
Física para ciencias e
ingeniería volumen II
México
McGraw-Hill,
2ª edición
Sears, Francis
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Freedman,
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Young, Hugh
(2003)
Física universitaria con México D.F.
física moderna volumen
I, D
México
Prentice Hall,
11ª edición
Sears, Francis
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Mark W.;
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Young, Hugh
D.
(2003)
Física Universitaria Con
Física Moderna
Volumen II,
México
México
Prentice Hall,
11ª edición
Earl W
Swokowki y
Jeffery A
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(2005)
Algebra y trigonometría México
con geometría analítica,
México
Thomson
Learning ,
Edición 12ª
edición
Deborah
HughesHallet,
Andrew M.
Gleason
(2006)
Cálculo
México
Editorial CECSA
México
ELABORÓ: COMITÉ DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
APROBÓ:
C. G. U. T.
F-CAD-SPE-23-PE- F-CAD-SPE-
D-SA-1592
Rev. 0
06/Diciembre/2014
México, D.F.
REVISÓ: COMISIÓN DE RECTORES PARA LA CONTINUIDAD DE
ESTUDIOS
FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: SEPTIEMBRE 2009
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F-CAD-SPE-23-PE -5A-01