Download archivo adjunto

PROGRAMA DE FISICA I ING. 2010
UNIVERSIDAD DE CALDAS
VICERRECTORÍA ACADÉMICA
FACULTAD
CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
PROGRAMA OFICIAL DE ASIGNATURA
Nombre de la
asignatura:
FISICA I ING
Tipo:
Asignatura
Código:
G7F0024
Núcleo
X
Departamento de adscripción de la
asignatura:
FISICA
INGENIERIA DE ALIMENTOS E INGENIERIA EN
COMPUTACIÓN
Programas a los cuales va
dirigida:
Área o Nivel de Formación
Asignatura abierta
para:
Participación acreditable
General
Disciplinar
X
Profesional
Estudiantes de
postgrado
Egresados
Comunidad en
general
Matemáticas fundamentales
Prerrequisitos (haber cursado y aprobado):
Correquisito por pérdida (haber cursado aunque se haya
reprobado):
Correquisito (al menos estar
cursando):
Cálculo I
Cálculo I
Teóricopráctica
Tipo de
asignatura:
Teórica X
Tipo de
asignatura:
Habilitable: Sí X No
Número de faltas de asistencia con las que se reprueba:
Número ideal de
estudiantes:
Profundización
Práctica
Porcentaje de actividades
prácticas:
Validable:
Sí X No
12
Número de créditos que
otorga:
40
Horas totales de actividades presenciales programadas:
0
3
64
Horas totales estimadas de actividad independiente del estudiante:
80
Fecha de aprobación:
Acta del Consejo de
Facultad
Fecha(s) de
modificaciones:
Acta del Consejo de
Facultad
Justificación:
La Física es una de las ciencias naturales que más ha contribuido al desarrollo y bienestar del hombre,
porque gracias a su estudio e investigación ha sido posible encontrar en muchos casos, una explicación
clara y útil a los fenómenos que se presentan en nuestra vida diaria. La palabra física proviene del
vocablo griego physiké cuyo significado es naturaleza. Es la Ciencia que se encarga de estudiar los
fenómenos naturales, en los cuales no hay cambios en la composición de la materia. La Física ha
experimentado un gran desarrollo gracias al esfuerzo de notables científicos e investigadores, quienes al
I.Q. JAIME ALBERTO GAVIRIA CÁRDENAS
PROGRAMA DE FISICA I ING. 2010
inventar y perfeccionar instrumentos, aparatos y equipos han logrado que el hombre agudice sus sentidos
al detectar, observar y analizar fenómenos.
El profesional en ciencias de la vida requiere una sólida fundamentación en relación con los principios y
leyes que rigen la composición y los fenómenos presentes en la naturaleza. En esta asignatura, el
alumno estudia la mecánica como una rama de la física que permite la comprensión de toda clase de
movimientos, tanto de seres vivos como de otros objetos y máquinas, y de las fuerzas que causan esos
movimientos. Se introducen los conceptos de trabajo y energía fundamentales para comprender cómo se
realizan los procesos de transformación de un tipo de energía en otro. Se estudian los principios básicos
de la mecánica de fluidos, ya que los seres vivos viven inmersos en un medio fluido (el aire), y los
mecanismos de sustento de la vida dependen del transporte de sustancias caracterizadas por
propiedades físicas como densidad, tensión superficial sometidas a presiones y fuerzas determinadas.
Objetivo general:
Involucrar a los estudiantes en el estudio de los principales fenómenos del mundo físico, así como en el
estudio de leyes fundamentales de la física.
Objetivos específicos:
1. Reconocer las principales magnitudes y unidades de medida que tienen relación la física I.
2. Identificar el sistema de fuerzas que actúan sobre un cuerpo y reconocer el efecto que su
resultante produce.
3. Identificar las características de los movimientos (rectilíneo y curvilíneo) de acuerdo con la
fuerza presente en el cuerpo analizado.
4. Aplicar las tres leyes de Newton en la solución de problemas particulares relacionados con
el movimiento o reposo de una partícula.
5. Aplicar el teorema trabajo energía en el análisis de situaciones relacionadas con procesos
físicos en sistemas aislados.
6. Analizar las condiciones bajo la cuales se producen colisiones elásticas o inelásticas
7. Relacionar la dinámica traslacional con la dinámica rotacional de un cuerpo rígido e
identificar su formulación matemática.
8. Aplicar los principios de mecánica al caso de movimiento de fluidos.
Contenido resumido del programa:
Unidad 1. Sistemas de unidades de medida. Vectores. (6 horas)
La naturaleza de la física. Estándares y unidades. Vectores y suma de vectores. Componentes de los
vectores. Productos de vectores.
Unidad 2. Cinemática. (10 horas)
Movimiento rectilíneo uniforme. Desplazamiento, tiempo y velocidad media. Movimiento en un círculo.
Velocidad instantánea. Movimiento con aceleración constante. Aceleración media e instantánea. Cuerpos
en caída libre. Movimiento en dos dimensiones.
Unidad 3. Dinámica. Leyes de Newton. (10 horas)
Masa y peso. Fuerzas e interacciones. Primera ley de Newton. Segunda ley de Newton. Tercera ley de
Newton. Aplicaciones de las leyes de Newton. Equilibrio de cuerpos rígidos.
Unidad 4. Trabajo y energía. (8 horas)
Trabajo con fuerzas constantes y variables. Energía cinética. Energía potencial. Energía potencial
elástica.
Unidad 5. Cantidad de movimiento e impulso. (6 horas)
Conservación de la cantidad de movimiento. Choques inelásticos. Choques elásticos. Centro de masa.
Unidad 6. Movimiento circular y rotacional. (8 horas)
Velocidad y aceleración angulares. Rotación con aceleración angular constante. Relación entre
cinemática lineal y angular.
I.Q. JAIME ALBERTO GAVIRIA CÁRDENAS
Página 2
PROGRAMA DE FISICA I ING. 2010
Unidad 7. Gravitación. (4 horas)
Ley de la gravedad. Aceleración en caída libre y fuerza gravitacional. Campo gravitacional. Energía
potencial gravitacional.
Unidad 8. Mecánica de fluidos. (12 horas)
Propiedades de los fluidos. Densidad. Presión en un fluido. Hidrostática. Principio de Arquímedes:
flotación. Principio de Pascal. Capilaridad. Tensión superficial. Hidrodinámica. Ecuación de continuidad.
Ecuación de Bemoulli. Flujo laminar y turbulento. Viscosidad. Principio de Torricelli.
Propuesta metodológica:
El desarrollo del curso se basará en exposiciones magistrales de los temas por parte del profesor, que
permita a los estudiantes conceptualizar, comprender, analizar y sintetizar el objeto de estudio (apoyados
en la bibliografía sugerida) para su posterior generalización a partir de la solución de problemas
propuestos en cada temática (talleres grupales e individuales).
Criterios generales de evaluación:
Se realizarán 4 parciales, que deben ser equivalentes a 80% de la nota final (cada uno 20%). El
porcentaje restante (20%) corresponde a trabajos de consulta, exposiciones, talleres, quices. Habrá un
proyecto de aplicación de conceptos que reemplazará la nota más baja de los parciales.
Bibliografía:
1. Serway, R. A. Fisica. Tomo I. Editorial McGraw-Hill. México, 2005. (Español e Ingles)
2. Halliday, D. y Resnick. R. Física.Tomo I. Editorial C. E. C. S. A. México, 1998.
3. Sears, F. W; y Young, H. D. Física Uiversitaria. Voluen 1. Editorial Addison Wesley
Iberoamericana. U.S.A; 2004.
4. Physical Science Study Committee. Guía del Laboratorio de Física. Editorial Reverté, S.A.
España, 1977.
Enlaces
1. Física con ordenador: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/
2. Física recreativa: http://www.fisicarecreativa.com/
3. http://www.ba.infn.it/didattica.html
4. Physicssweb (en inglés): http://physicsweb.org/bestof/
5. Recursos sobre física en Internet, Universidad Autónoma de Madrid:
http://biblioteca.uam.es/paginas/Ciencias/enl_fisica.html
6. Instituto de Física de la Universidad de Antioquia: http://fisica.udea.edu.co/
7. Pagina de consulta general. www.jaymea2.fisica.ru
Aclaraciones adicionales sobre el programa:
El proyecto de aplicación consiste en desarrollar un prototipo en el que el estudiante demuestre su ingenio,
creatividad y conocimientos. La elaboración del prototipo con su respectivo informe según indicaciones
que se realizarán con posterioridad tendrán un valor del 20% que reemplazará la nota más baja de algunos
de los cuatro parciales. También se determinara la viabilidad de incorporar estudiantes en un semillero de
investigación en Energías No Convencionales.
I.Q. JAIME ALBERTO GAVIRIA CÁRDENAS
Página 3