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FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO FÍSICO-MATEMÁTICO
Nombre de la materia: FÍSICA B
Clave de la materia:
Clave Facultad: 0062
Clave U.A.S.L.P.: 00031
Clave CACEI: CB
Nivel del Plan de Estudios:
No. de créditos: 8
Horas/Clase/Semana: 3
Horas totales/Semestre: 80
Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 2
Prácticas complementarias:
Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3
Carrera/Tipo de materia: Obligatoria
No. de créditos aprobados:
Fecha última de Revisión Curricular: MAYO 2007
Materia y clave de la materia requisito: FÍSICA A Y CÁLCULO A
JUSTIFICACIÓN DEL CURSO
El curso de Física B, ubicado en el segundo nivel del
mapa curricular correspondiente al tronco común
impartido en el Departamento de Físico Matemáticas de
la Universidad Autónoma de San Luis Potosí para las
carreras de Ingeniería Civil, Electricista, MecánicoElectricista, Mecánico Administrador, Geólogo,
Metalurgista, Ing. en Computación, Ing. en Sistemas
computacionales, Ing. en Recursos Energéticos, Ing.
Agroindustrial. Con una duración de 80 horas,
distribuidas en 48 horas de teoría y 32 horas de
aplicaciones a problemas por semestre que equivalen a
ocho créditos, paralelamente se lleva el Laboratorio de
Física con la finalidad de que los alumnos comprueben
y manipulen los conceptos de la Física, es obligatorio
acreditarlo
para
pasar
la
materia.
OBJETIVO DEL CURSO
Al finalizar el curso, el alumno basado en la forma de
pensamiento racional obtenido en el curso de Física A,
será capaz de comprender objetivamente los principios y
leyes básicas de: la mecánica angular, la estática de los
cuerpos rígidos, la mecánica del movimiento oscilatorio,
la mecánica de los fluidos, la termometría, el calor y la
primera ley de la termodinámica.
CONTENIDO TEMÁTICO
unidad a las otras dos.
UNIDAD 1
MECÁNICA ROTACIONAL
OBJETIVO PARTICULAR.
El alumno:
a) Comprenderá cuales son los conceptos
fundamentales de la mecánica rotacional.
b) Será capaz de aplicar los conceptos fundamentales
a problemas sugeridos en los libros de texto del
nivel apropiado.
CONTENIDO TEMÁTICO:
1.1
CINEMÁTICA ANGULAR
1.1.1 El ángulo: su definición y unidades (grados,
radianes y revoluciones) y la conversión de una
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
Posición angular
Desplazamiento angular
Velocidad angular media, constante e instantánea.
Aceleración angular media, constante e
instantánea.
1.1.6 Aplicaciones
1.1.7 Los parámetros angulares como vectores
(introducción breve y cualitativa)
1.1.8 Relación entre cinemática lineal y angular
1.2 DINÁMICA ROTACIONAL
1.2.1 Dinámica Angular. Análisis y definición del
concepto de torca.
1.2.2 Análisis y definición de inercia rotacional con
respecto al centro de masa.
1.2.3 Determinación de la inercia rotacional de algunos
cuerpos regulares.
1.2.4 La segunda ley de Newton en la mecánica
rotacional.
1.2.5 Aplicaciones de la segunda ley a partículas,
cuerpos rígidos y sistemas mecánicos.
1.2.6 Inercia rotacional (respecto a un punto P que se
encuentra en una posición diferente del centro
de masa. Teorema de los ejes paralelos).
1.3 TRABAJO Y ENERGÍA.
1.3.1 Determinación del trabajo, con parámetros
angulares, realizado por un agente externo.
Aplicaciones.
1.3.2 Teorema del trabajo y la energía
Aplicaciones.
1.3.3 Ley de conservación de la energía
(aplicada al movimiento rotacional).
1.4 IMPULSO Y MOMENTUM ANGULAR
(deducción y análisis).
1.4.1 Relación entre impulso y momento angular
Aplicaciones.
1.4.2 Conservación del momento angular
Aplicaciones
a) Trompo.
b) Yoyo.
UNIDAD 2
ESTÁTICA
OBJETIVO PARTICULAR:
El alumno:
a) Será capaz de aplicar todos los conceptos y
principios de la mecánica lineal y mecánica
angular, cuando un cuerpo está en equilibrio.
b) Aplicará las técnicas adecuadas en la solución de
problemas aplicados en su materia de mecánica
I y II.
CONTENIDO TEMÁTICO:
2.1 EL EQUILIBRIO.
2.1.1 Discusión y análisis.
2.2 El EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN.
2.2.1 Aplicaciones.
2.3 El EQUILIBRIO DE ROTACIÓN.
2.3.1 Aplicaciones.
2.4 EL EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN Y
ROTACIÓN.
2.4.1 Aplicaciones.
UNIDAD 3
MOVIMIENTO OSCILATORIO
OBJETIVO PARTICULAR:
El alumno:
a) Comprenderá los principios de la mecánica del
movimiento oscilatorio
b) Estará capacitado para aplicar estos principios a
oscilaciones armónicas simples.
CONTENIDO TEMÁTICO:
3.1 SISTEMAS OSCILATORIOS Y MOVIMIENTO
ARMÓNICO SIMPLE (M.A.S.)
3.1.1 Movimiento oscilatorio en una dimensión debido a
la acción de una fuerza F = -kx.
3.2 CINEMÁTICA DEL M.A.S.
3.2.1 Parámetros del M.A.S.
Oscilación
Amplitud de oscilación
Periodo de oscilación
Frecuencia de oscilación
Frecuencia angular
3.2.2 Posición, velocidad y aceleración como funciones
del tiempo.
3.3 ANÁLISIS GRÁFICO DEL M.A.S.
a) Gráfica x-t.
b) Gráfica v-t.
c) Gráfica a-t.
3.4 INTRODUCCIÓN AL MOVIMIENTO
VIBRATORIO.
3.5 EL MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
(su relación con el movimiento vibratorio).
3.6 DINÁMICA DEL M.A.S.
Movimiento en una dimensión bajo la acción
de una fuerza F = -kx.
3.7 ENERGÍA EN EL M.A.S.
La energía potencial.
La energía cinética.
La conservación de la energía del M.A.S.
Análisis gráfico del trabajo y la conservación
de la energía en el M.A.S.
Problemas.
3.8 EL IMPULSO Y EL MOMENTUM DEL
M.A.S.
3.9 APLICACIONES DEL M.A.S.
a) Objeto colgado de un muelle vertical.
b) El péndulo simple.
c) El péndulo físico.
d) El péndulo de torsión.
UNIDAD 4
ELASTICIDAD
OBJETIVO PARTICULAR:
El alumno:
a) Comprenderá a un nivel introductorio los principios
y leyes que gobiernan las deformaciones de los
cuerpos.
b) Será capaz de aplicar estos principios a los
problemas generados en la materia de Resistencia
de Materiales.
CONTENIDO TEMÁTICO:
4.1 LA ELASTICIDAD (introducción y principios)
4.1.1 Esfuerzo (definición, clasificación, análisis y
aplicación).
4.1.2 Deformaciones (definición, clasificación y
aplicación).
4.2 RELACIÓN ENTRE ESFUERZO Y
DEFORMACIÓN (módulos elásticos).
4.2.1 Compresión y tensión (módulo de Young).
4.2.2 Rigidez (módulo de Share).
4.2.3 Compresibilidad (módulo de Bulk).
4.2.4 Aplicaciones.
4.3 ELASTICIDAD Y PLASTICIDAD.
4.3.1 Análisis gráfico de la relación esfuerzodeformación.
4.3.2 La ley de Hooke.
4.3.3 Aplicaciones
UNIDAD 6
TEMPERATURA, DILATACIÓN, CALOR Y
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA.
OBJETIVO PARTICULAR:
El Alumno:
a) Comprenderá cuales son las ideas básicas, los
métodos y escalas existentes que permiten
determinar la temperatura de los cuerpos.
b) Comprenderá que al cambiar la temperatura de los
cuerpos, cambia también su tamaño.
c) Comprenderá que el calor es una forma de energía,
señalando los principios y leyes que rigen su
transferencia.
UNIDAD 5
MECÁNICA DE FLUIDOS
CONTENIDO TEMÁTICO:
OBJETIVO PARTICULAR:
El alumno:
a) Comprenderá las leyes y principios de la mecánica
de los fluidos.
b) Será capaz de aplicar dichos principios en los cursos
de hidráulica.
CONTENIDO TEMÁTICO:
5.1 ESTÁTICA DE FLUIDOS
5.1.1 Fluido.
5.1.2 Densidad absoluta y relativa.
5.1.3 Peso específico, absoluto y relativo
5.1.4 Relación entre peso específico y densidad.
5.1.5 Presión absoluta, atmosférica y relativa.
5.1.6 Análisis de los aparatos de medir:
a).- Barómetros.
b).- Manómetros.
5.1.7 La presión en el seno de un fluido en reposo.
5.1.8 Determinación y análisis de los principios de:
a).- Pascal. (Presión)
b).- Torricelli. (velocidad del fluido en un agujero)
c).- Arquímedes. (Flotación)
5.1.9 Problemas y aplicaciones.
5.2 DINAMICA DE FLUIDOS (introducción, alcances,
métodos y principios).
5.2.1 Flujo.
5.2.2 Línea de corriente y tubo de flujo.
5.2.3 Determinación y análisis de los principios de:
a).- Continuidad.
b).- Bernoulli.
5.2.4 Aparatos de medida de la rapidez de flujo de un
fluido:
a).- Venturi.
b).- Pitot.
5.2.5 Problemas y aplicaciones.
6.1 TEMPERATURA Y DILATACIÓN.
6.1.1 Sistema termodinámico y alrededores.
6.1.2 Paredes de un sistema termodinámico
6.1.3 Variables termodinámicas.
6.1.4 Equilibrio térmico
6.1.5 Termómetros y escalas termométricas.
6.1.6 Punto triple y termómetro de gas a volumen
constante.
6.1.7 Cambios de volumen debido a cambios de
temperatura.
6.1.8 Aplicaciones.
6.2 CALOR Y PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA.
6.2.1 El calor como energía.
6.2.2 Unidades de calor.
6.2.3 Capacidades caloríficas y calores específicos.
6.2.4 Aplicaciones.
6.2.5 Transferencia de calor:
a).- Conducción.
b).- Convección, (Análisis cualitativo).
c).- Radiación (Análisis cualitativo).
6.2.6 Calor y trabajo termodinámico.
6.2.7 Equivalente mecánico del calor.
6.2.8 Gas ideal y su ecuación de estado.
6.2.9 Procesos termodinámicos para un gas ideal:
a).- Isobárico.
b).- Isotérmico.
c).- Isocórico.
d).- Adiabático.
6.2.10 La energía interna de un gas ideal.
6.2.11 Primera ley de la termodinámica.
6.2.12 Aplicaciones.
METODOLOGÍA
Se impartirán clases teóricas de una hora diaria, el
maestro estará en libertad de utilizar, además del
pizarrón, gis y borrador, técnicas de las nuevas
tecnologías para reforzar y aumentar el conocimiento.
EVALUACIÓN
La evaluación de acuerdo a las normas institucionales
debe de incluir cuatro exámenes parciales programados
por la institución, además del tipo de evaluación que
cada maestro de manera personal crea conveniente para
reportar de manera general una calificación que acredite
o no el curso por parte del alumno.
BIBLIOGRAFÍA
Resnick / Halliday / Krane.
Física Vol. I.
CECSA, 5a Edición México 2004.
Serway A. Raymond/John Jewett.
Física Tomo I (texto basado en cálculo).
Thomson, 3a. Edición México 2004.
Sears/ Zemansky / Young / Freedman..
Física Universitaria Vol. I.
Pearson-Addison Wesley, 11a Edición México 2004.
Tipler A. Paul.
Física Vol. I (para la ciencia y la tecnología).
Reverte, 4a Edición España 2003.
Gettys / Keller / Skove.
Física Tomo I (para ciencias e ingeniería).
McGrawHill, 2a Edición 2005.