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FUNDAMENTOS DE FÍSICA
Septiembre 2011
EDUCACIÓN (Menciones Matemáticas y Física; Biología y Química)
EMB01
Teoría: 2 H/S
Práctica: 2 H/S
Créditos: 6
Año: III
RELACION CON OTRAS MATERIAS:
JUSTIFICACIÓN
El educador, en su labor de despertar en el alumno la admiración y el asombro por cuanto le rodea, ha de poseer un conocimiento amplio de las diferentes áreas del saber y de las
actividades humanas, así como de los fenómenos físicos que conforman su realidad cotidiana. Los procesos tecnológicos y científicos desarrollados en los últimos años, hacen cada
vez más evidente la necesidad de un estudio de bases claras y su aplicación en todo momento. Para ello, la física viene a posicionarse como una de las bases de todas las demás
ciencias naturales, manteniéndose a la expectativa de todo fenómeno y su comportamiento.
MARCO CONCEPTUAL
Dentro de las diferentes clasificaciones en que se han estructurado las ciencias, existen las ciencias físicas, las cuales tratan principalmente los aspectos no vivientes de la
naturaleza. La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos básicos de la materia, energía y espacio; así como las relaciones existentes entre ellos. Las
evidentes conexiones entre campos científicos, tales como la biofísica, la fisicoquímica, la astrofísica, la geofísica y la electroquímica, entre otros, hacen que esta definición tenga
un carácter amplio, ya que no hay fronteras claras entre sus diferentes áreas de estudio. Dentro de este mundo de los fenómenos físicos; las matemáticas juegan un papel
fundamental como instrumento para cuantificar y, en consecuencia, comparar los diferentes valores y magnitudes asociados a cada uno de ellos, así como para derivar relaciones
experimentales que los describan con exactitud.
OBJETIVOS
 Enseñar al estudiante las leyes fundamentales en que se sustentan las diferentes ramas de la física y sus campos de aplicación.
 Preparar al estudiante para una mayor comprensión de la interdependencia de esta asignatura con otras áreas del saber.
 Fomentar el espíritu crítico e investigador, haciendo especial énfasis en la relación entre las diferentes áreas que componen la física.
 Desarrollar competencias para la resolución de problemas concretos relacionados con fenómenos físicos, logrando reformularlos en términos matemáticos.
 Enfatizar el carácter interdisciplinar de la física y la utilidad de su conocimiento para la formación personal y el ejercicio de la profesión.
Semana
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Contenido
Herramientas matemáticas: Notación Científica. Ecuaciones algebraicas y fórmulas.
Trigonometría.
Introducción: ¿Qué es la física? Cantidades físicas. Sistema internacional de unidades.
Instrumentos de medición. Conversión de unidades. Cantidades vectoriales y escalares.
Movimiento: Rapidez y velocidad. Movimiento uniforme y acelerado. Movimiento
uniformemente acelerado. Gravedad y caída libre de los cuerpos. Lanzamiento horizontal.
Equilibrio traslacional: Leyes de Newton. Equilibrio. Diagramas de cuerpo libre.
Rozamiento y fricción. Relación entre masa y peso.
Equilibrio rotacional: Condiciones de equilibrio. Brazo de palanca. Momento de una
fuerza. Momento de torsión resultante. Equilibrio. Centro de gravedad.
Trabajo, energía y potencia: Trabajo. Trabajo resultante. Energía. Trabajo y energía
cinética. Energía potencial. Conservación de la energía. Potencia.
Impulso y momento: Ley de conservación del momento. Choques elásticos e inelásticos.
Movimiento circular y rotación de cuerpos rígidos: Trayectoria circular. Aceleración
centrípeta. Fuerza centrípeta. Peralte de curvas. Gravitación. Desplazamiento angular.
Velocidad angular. Aceleración angular. Relaciones entre movimientos angular y lineal.
Energía cinética rotacional y momento de inercia. Trabajo y potencia en el movimiento de
rotación. Momento angular y conservación de la cantidad de movimiento angular.
Movimiento armónico simple: Movimiento periódico. Velocidad y aceleración en el
movimiento armónico simple. Período y frecuencia.
Elasticidad: Propiedades elásticas de la materia. El módulo de Young. Módulo de corte.
Elasticidad volumétrica y módulo volumétrico. Propiedades físicas de los metales.
Fluidos: Densidad. Presión. Presión del fluido. Medición de la presión. Principio de
Arquímedes. Flujo de fluidos. Presión y velocidad. Ecuación de Bernoulli.
Temperatura y expansión: Temperatura y energía térmica. Escala de temperatura absoluta.
Dilatación lineal. Dilatación superficial. Dilatación volumétrica.
Calor: Significado del calor. Cantidad de calor. Energía mecánica y calor. Capacidad
calorífica específica. Medición del calor. Cambio de fase. Calor de combustión.
Transferencia de calor. Conducción. Convección. Radiación.
Movimiento ondulatorio: Ondas mecánicas. Velocidad de onda. Movimiento ondulatorio
periódico. Energía de una onda periódica. Principio de superposición. Ondas estacionarias.
Sonido: Producción de una onda sonora. Velocidad del sonido. Vibración forzada y
resonancia. Ondas sonoras audibles. Tono y timbre. Interferencia y pulsaciones. Efecto
Doppler.
Luz: Naturaleza y propagación de la luz. Espectro electromagnético. Velocidad de la luz.
Rayos de luz y sombras. Flujo luminoso. Intensidad luminosa. Iluminación. Reflexión.
Espejos. Refracción. Longitud de onda. Dispersión. Reflexión interna total.
Metodología didáctica1 y evaluación2
Bibliografía
Tippens (Vol. 1), pp. 387-396.
Prueba Corta
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 3-43;
pp. 397-403.
Tippens (Vol. 1), pp. 94-124.
Prueba Corta
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 44-73;
pp. 125-145.
Tippens (Vol. 1), pp. 74-93.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 146-168.
Prueba Corta
Primer Examen Parcial
Tippens (Vol. 1), pp. 169-183.
Tippens (Vol. 1), pp. 184-227.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 243-261.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 228-242.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 262-296.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 297-322.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 1), pp. 323-361.
Segundo Examen Parcial
Tippens (Vol. 2), pp. 1-18.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 2), pp. 19-41.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 2), pp. 42-110.
Prueba Corta
Explicación por parte del profesor, intervención de los alumnos, desarrollo de ejercicios y problemas, exposición de los alumnos.
La evaluación de la materia estará compuesta de una nota previa (70%) y un examen final (30%). A su vez, la nota previa quedará constituida por 3 cortes de igual peso; compuesto cada uno por un
examen parcial (65%) y el promedio de las pruebas cortas realizadas durante el corte (35%).
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Óptica: Lentes simples. Longitud focal y ecuación del fabricante. Lentes delgadas.
Ecuación de las lentes. Combinaciones de lentes.
Electricidad: Carga eléctrica. Fuerza eléctrica. Aisladores y conductores. Redistribución de
la carga. Inducción. Campo eléctrico. Intensidad y líneas de campo eléctrico. Potencial
eléctrico. Energía potencial. Diferencia de potencial. Capacitancia. Dieléctricos. Corriente
eléctrica. Fuerza electromotriz. Resistencia. Potencia eléctrica. Circuitos de corriente
continua.
Magnetismo: Campos magnéticos. Densidad de flujo y permeabilidad. Campo magnético y
corriente eléctrica. Fuerza y momentos de torsión en un campo magnético. Inducción
electromagnética. Fuerza electromotriz inducida. Circuitos de corriente alterna.
33-34
Prueba Corta
Tippens (Vol. 2), pp. 150-275.
Prueba Corta
Tippens (Vol. 2), pp. 292-383.
Tercer Examen Parcial
Examen Final
BIBLIOGRAFÍA
TIPPENS, Paúl E.; Física (Vol. 1: Mecánica y Calor). Mc Graw Hill, Mexico DF, Mexico, 1992.
TIPPENS, Paúl E.; Física (Vol. 2: Sonido, Luz, Electricidad y Magnetismo). Mc Graw Hill, Mexico DF, Mexico, 1992.
Nombre de los elaboradores: Orlando Pérez Caldera
Nombre de los revisores: Sandra Timaure
Tippens (Vol. 2), pp. 111-130.