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UNIVERSIDAD DE FALCÓN
UDEFA
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
CARRERA: INGENIERÍA AMBIENTAL
PROGRAMA INSTRUCCIONAL DE FÍSICA I
Diseño y Componentes
Profesores.
Ing. Edgar Vargas
Lic. José Petit
PUNTO FIJO, JUNIO DEL 2.004
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UNIVERSIDAD DE FALCÓN
UDEFA
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
UNIDAD CURRICULAR: FÍSICA I
CODIGO: EBO2013
COMPONENTE BÁSICO
PRIMER SEMESTRE
DISEÑO INSTRUCCIONAL PROPUESTO
EN JUNIO DEL 2.004
PROFESORES: Lic. José Rafael Petit
Ing. Edgar A. Vargas L
UNIDADES DE CREDITO: 3 UC
HORAS DEL CURSO: 48 HORAS
HORAS TEÓRICAS / SEMANA: 3 HORAS PRACTICAS / SEMANA: 0
HORAS DE LABORATORIO / SEMANA: 0
FECHA DE ELABORACIÓN DEL PROGRAMA: Junio del 2.004
APLICADO A LAS COHORTES: ____________________________
FECHA DE EVALUACIÓN DEL PROGRAMA:_________________
PUNTO FIJO, JUNIO DEL 2.004
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OBJETIVOS DE LA CARRERA
Formar ingenieros con sólida formación científica, tecnológica y humanística
preparados para diseñar, construir, seleccionar, operar y mantener dispositivos
electrónicos utilizados principalmente en la investigación, industria,
computación y comunicación en general, para mejorar procesar y transmitir la
información confiable y segura que la sociedad espera.
PERFIL PROFESIONAL
El profesional egresado del Programa de Ingeniería Electrónica de la
Universidad de Falcón denota una alta formación integral, que literalmente se
entiende como un profesional con amplios y sólidos conocimientos de los
Sistemas de Automatización, Telemática y Técnicas Digitales para dar
solución problemas y necesidades en el ámbito nacional e internacional. A su
vez demuestra un alto compromiso social y humanístico con gran sentido ético
y humano
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INTRODUCCIÓN
La unidad curricular física I, presenta los fundamentos y aplicaciones de la física
clásica; todo esto enmarcado por las leyes y principios físicos que deben ser del
conocimiento de los estudiantes de la carrera de Ingeniería Electrónica.
La Unidad I se inicia con la reseña historia de la Física y con el estudio la unidades
de medición y sus equivalencias. La Unidad II aborda la descripción del
movimiento de la partícula en una dimensión; sin tomar en cuenta sus causas. La
Unidad III prosigue con el estudio del movimiento de la partícula pero ahora en
dos dimensiones; igualmente sin tomar en cuenta las causas que lo producen. La
Unidad IV estudia las leyes del movimiento y sus aplicaciones; es aquí donde se
abordan las causas del movimiento. Luego en la Unidad V se analiza el
movimiento desde el punto de vista de la conservación de la energía. Finalmente
la Unidad VI se estudia el movimiento de acuerdo al principio de conservación de
la cantidad de movimiento y de la energía.
Cabe destacar que estos conocimientos fundamentales serán utilizados en otras
cátedras afines, para desarrollar métodos de ingeniería de variadas aplicaciones.
Además el análisis de diferentes problemas planteados relacionados con la
ingeniería, que serán abordados por los grupos de trabajo a través nuevas
estrategias didácticas como talleres, investigación documental, exposiciones y
asignaciones especiales contribuirá a fomenta valores como la responsabilidad, la
ética profesional y el compañerismo.
OBJETIVO GENERAL
Propiciar condiciones y medios académicos que permitan capacitar al estudiante con los
conocimientos y habilidades intelectuales fundamentales, relacionadas con los
principios físicos. Todo según los requerimientos indispensables para el estudiante
de ingeniería electrónica; conocimientos que luego serán aplicados en otras
unidades curriculares más avanzadas y futuras experiencias profesionales en su
campo.
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UNIDAD I: FÍSICA Y MEDICIONES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
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Analizar la evolución histórica de la Física, tomando los aspectos más
resaltantes para establecer sus propias conclusiones
Conocer el método y objeto de la Física.
Comprender la importancia de la Física para la Ingeniería Electrónica
Definir las unidades de longitud, masa y tiempo en los sistemas SI, técnico
inglés y cgs.
Comprender la importancia de unificar internacionalmente la utilización
del SI.
Discutir la importancia de trabajar las ecuaciones físicas tomando en
cuenta las unidades de medición en un mismo sistema
Resolver problemas de conversión de unidades de un sistema a otro
utilizando las tablas de factores de conversión.
Establecer el principio de homogeneidad dimensional
Analizar la homogeneidad dimensional de expresiones Físicas
Diferenciar una cantidad escalar de una cantidad vectorial a través de
ejemplos de aplicación
Resolver problemas de aplicación de análisis dimensional
Definir a un vector a través de ejemplos de aplicación
Resolver problemas de adición de vectores, a través de métodos
trigonométricos y analíticos
CONTENIDO UNIDAD I: FISICA Y MEDICIONES
- INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA
- PATRONES DE LONGITUD, MASA Y TIEMPO
- SISTEMAS DE MEDICIÓN
- FACTORES DE CONVERSIÓN
- ANALISIS DIMENSIONAL
- DIFERENCIAS ENTRE CANTIDADES ESCALARES Y VECTORIALES
- DEFINICÓN DE VECTOR
-OPERACIONES DE ADICIÓN Y SUSTRACCIÓN DE VECTORES
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UNIDAD II: CINÉMATICA DE LA PARTÍCULA EN UNA DIMENSIÓN
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
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Definir la Cinemática como parte de la física
Comprender el concepto de movimiento en un dimensión
Definir el MRU y MRUA
Describir físicamente ejemplos sencillos de MRU, MRUA
Definir desplazamiento, velocidad y aceleración. Establecer diferencias,
semejanzas entre estas magnitudes
Diferenciar entre velocidad instantánea y velocidad media
Diferenciar entre aceleración instantánea y aceleración media
Mediante discusión en grupo establecer criterios de análisis metodológicos
para interpretar las representaciones gráficas del movimiento (x-t , v-t, a-t)
Calcular la velocidad instantánea, el desplazamiento y la posición en
representaciones gráficas del movimiento
Identificar todas las ecuaciones y constantes que relacionan el
desplazamiento, la velocidad, la aceleración y el tiempo
Aplicar estas ecuaciones y constantes en la resolución de problemas de
MRU, de MRUA y de Caída Libre
CONTENIDO UNIDAD II: CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA EN UNA
DIMENSIÓN
 CONCEPTOS DE DESPLAZAMIENTO VELOCIDAD Y RAPIDEZ
 CONCEPTOS DE VELOCIDAD MEDIA Y VELOCIDAD INSTANTANEA
 CONCEPTOS DE ACELERACIÓN MEDIA Y ACELERACIÓN INSTANTANEA
 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ( M R U ): Fórmulas, gráficas y ejemplos
 MOVIMIENTO RECTILINEO CON ACELERACIÓN CONSTANTE ( M R U A ): Fórmulas ,
gráficas y ejemplos
 CAÍDA LIBRE: Fórmulas y ejemplos
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UNIDAD III: CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA EN DOS
DIMENSIONES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Definir correctamente el vector posición
2. Aplicar el análisis trigonométrico para determinar el vector resultante de dos
o tres vectores dados (“ley de los senos” y “ley de los cosenos”)
3. Aplicar el método de las componentes para determinar el vector resultante de
dos o tres vectores dados
4. Establecer las fórmulas necesarias para describir el lanzamiento de proyectiles
5. Analizar el movimiento de proyectiles teniendo en cuenta que los
movimientos horizontal y vertical son independientes
6. Establecer las fórmulas necesarias para describir el movimiento circular
uniforme
7. Analizar el movimiento circular uniforme teniendo en cuenta que una
partícula que se mueve en trayectoria circular con una velocidad constante
posee una aceleración centrípeta
8. Discutir la resolución de problemas propuestos por el docente referentes a los
temas lanzamiento de proyectiles y el movimiento circular uniforme
9. Visualizar mediante discusión en equipo las variadas aplicaciones del
lanzamiento de proyectiles y del movimiento circular al campo de la
Ingeniería electrónica
CONTENIDO UNIDAD III: CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA EN
DOS DIMENSIONES
 VECTOR POSICIÓN: Concepto y ejemplos
 LEY DE LOS SENOS Y LEY DE LOS COSENOS: Enunciado y aplicación
 APLICACIÓN DEL ALGEBRA VECTORIAL POR MÉTODOS ANALÍTICOS AL
MOVIMIENTO EN EL PLANO
 VECTORES DESPLAZAMIENTO, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN
 MOVIMIENTO DE PROYECTILES: Teoría, fórmulas y ejemplos ilustrativos
 MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME : Teoría, fórmulas y ejemplos ilustrativos.
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UNIDAD IV: LEYES DEL MOVIMIENTO Y SUS APLICACIONES
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Definir la Dinámica como parte de la Física
2. Establecer las definiciones y diferencias entre peso y masa
3. Establecer, correctamente, el enunciado y ejemplos de la Primera Ley de
Newton (Ley de la inercia), la Segunda Ley de Newton (Ley de la masa) y la
Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción)
4. Mediante discusión en equipo establecer una metodología propia para la
resolución de problemas mediante el uso de las leyes del movimiento.
Verificar la importancia de utilizar los DCL
5. Representar mediante los DCL los distintos tipos de fuerza presentes en
diversas situaciones físicas planteadas
6. Mediante la discusión en equipo establecer diferencias entre las fuerzas de
fricción cinética y estática
7. Investigar, en la bibliografía propuesta, los valores tabulados para los
coeficientes de fricción cinético y estático para varias combinaciones de
superficies
8. Discutir en equipo la resolución de problemas donde exista la fuerza de
fricción
9. Establecer las fórmulas necesarias para estudiar los problemas de aplicación
de las Leyes de Newton
CONTENIDO UNIDAD IV: LEYES DEL MOVIMIENTO Y SUS
APLICACIONES
 DEFINICIONES DE: DINÁMICA, FUERZA, PESO Y MASA
 PRIMERA LEY DE NEWTON: LEY DE LA INERCIA
 SEGUNDA LEY DE NEWTON
 LA FUERZA DEBIDA A LA GRAVEDAD: EL PESO
 TERCERA LEY DE NEWTON
 DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE ( D C L ) EN DISTINTAS SITUACIONES: Exponer las
diversas situaciones posibles como sistemas de fuerzas en equilibrio, planos horizontales, planos
verticales, planos inclinados, combinación de estos planos, etc.
 APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON SIN FUERZA DE FRICCIÓN
 FUERZA DE FRICCIÓN: Teoría y ejemplos
 APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON CON FUERZA DE FRICCIÓN
 APLICACIONES AL MOVIMIENTO CIRCULAR: Movimiento circular normal, Curvas
peraltadas.
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UNIDAD V: TRABAJO Y ENERGÍA
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Conocer las definiciones desde el punto de vista físico de: trabajo
mecánico, energía cinética, energía potencial y potencia
2. Calcular el trabajo mecánico realizado por una fuerza constante y una
fuerza variable
3. Establecer la Ley de Conservación de la Energía Mecánica y aplicarla a
diversos ejemplos
4. Establecer el Teorema General del Trabajo y la Energía Cinética y
aplicarlo a diversos ejemplos
5. Definir y dar ejemplos de fuerzas de tipos: a) conservativas y b) no
conservativas
6. Diferenciar una fuerza conservativa de un fuerza de tipo no conservativa
7. Definir la energía potencial gravitacional: Fórmula y ejemplos
8. Definir la energía potencial elástica: Fórmula y ejemplos
9. Aplicar el principio de la conservación de la energía mecánica en la
resolución de diversos problemas
CONTENIDO UNIDAD V: TRABAJO Y ENERGÍA
 CONCEPTOS DE ENERGÍA., TRABAJO, ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL
 PRODUCTO ESCALAR DE DOS VECTORES
 TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA CONSTANTE
 TRABAJO REALIZADO POR UNA FUERZA VARIABLE
 TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA CINÉTICA
 ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL Y ELÁSTICA
 LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
 FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS
 TEOREMA GENERALIZADO DEL TRABAJO-ENERGÍA
 POTENCIA
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UNIDAD VI: CANTIDAD DE MOVIMIENTO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
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Calcular el centro de masas de un sistema de partículas
Definir el momento lineal de una partícula y de un sistema de partículas
Establecer la segunda Ley de Newton para un sistema de partículas
Apoyándose en la segunda Ley de Newton enunciar el principio de la
conservación del momento lineal
Definir el impulso de una fuerza
Partiendo de la definición de impulso, establecer la expresión que permita
calcular el módulo del impulso de una fuerza
Utilizar, correctamente, la ley de conservación del momento lineal para la
resolución de problemas propuestos
Conocer la relación entre impulso y momento lineal; con ello estimar la
magnitud de las grandes fuerzas que tienen lugar en los choques
Describir las características de choques perfectamente elásticos y choques
perfectamente inelásticos en una dimensión
Apoyándose en las características de los choques perfectamente elásticos y
perfectamente inelásticos, resolver correctamente problemas propuestos
de esta categoría
CONTENIDO UNIDAD VI: CANTIDAD DE MOVIMIENTO
 CONCEPTO CENTRO DE MASAS
 MOVIMIENTO DEL CENTRO DE MASAS
 MOMENTO LINEAL
 CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL
 ENERGÍA CINÉTICA DE UN SISTEMA DE PARTÍCULAS
 CHOQUE EN UNA DIMENSIÓN: A) ELÁSTICOS, B) INELÁSTICOS
 CHOQUES EN TRES DIMENSIONES
 IMPULSO Y PROMEDIO TEMPORAL DE UNA FUERZA
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ESTRATEGIAS Y RECURSOS DE APRENDIZAJE
• Exposiciones teóricas y ejercicios por parte del profesor utilizando
recursos como marcadores, el pizarrón, láminas y transparencias.
Todo fundamentado en la revisión de textos, Internet y videos
educativos actualizados
• Discusión y análisis en grupos tipo taller
• Prácticas grupales con orientación del profesor
• Horas de consultas voluntarias o programadas
• Guías de ejercicios resueltos
• Trabajos de exposición por parte del alumno utilizando recursos
como marcadores, el pizarrón, láminas y transparencias. Todo
fundamentado en la revisión de textos, Internet y videos educativos
actualizados
• Recursos: Pizarrón, marcadores, láminas, transparencias, guías,
videos educativos, programas interactivos, exposiciones,
experiencias simuladas, textos e Internet
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EVALUACION
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Pruebas cortas individuales
Pruebas largas individuales
Talleres en equipo
Trabajos de investigación en equipo
Exposiciones grupales
Resolución de problemas individuales y en equipo
Asignaciones especiales individuales y en equipo
Intervención en clase individuales
BIBLIOGRAFÍA GENERAL BÁSICA
-TIPLER, Paul A (Año: 1.999)
FÍSICA. Tomo 1 . (3ra. Edición) Editorial Reverte, S.A.
Impreso en España
-SERWAY, Raymond A. (Año: 1.997)
FÍSICA. Tomo 1 . (4ta. Edición) Editorial McGrawHill.
Impreso en México
-FISHBANE, Paul M. y Otros (Año: 1.994)
FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA. Volumen I.
Editorial Prentice-Hall. Impreso en México
-RESNICK, Robert y Otros (Año: 1.994)
FÍSICA. Volumen 1 (4ta. Edición). Editorial CECSA.
Impreso en México
-GIANCOLI, Douglas (Año: 1.997)
FÍSICA PRINCIPIOS CON APLICACIONES. Editorial
Prentice-Hall. Impreso en México
-SEARS, Fracis W. y Otros (Año: 1.999)
FÍSICA UNIVERSITARIA. Volumen1 (9na.
Edición).Editorial Addison Wesley Longman . Impreso
en México
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