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Física I Código: CB310 Créditos: 4 Prerrequisito: Cálculo I (CB060) Profesor: - Didyme-Dome Monica - Castellanos Molina Enrique - Benavides Herran Alberto - Pedraza Saavedra Luis Gerardo - Rodriguez Salcedo Victor Fernando Ver Página del Curso Objetivos Que el estudiante de ingeniería adquiera una comprensión básica de la mecánica newtoniana que le permita analizar cualitativa y cuantitativamente los fenómenos y las aplicaciones relacionadas con el movimiento de los cuerpos y sistemas mecánicos, y aplicar los conceptos y leyes fundamentales a problemas concretos utilizando el lenguaje matemático y el cálculo diferencial e integral y la notación vectorial. Comprender y aplicar una ley física al movimiento de los cuerpos Utilizar las unidades principales del sistema internacional de unidades S.I Aplicar técnicas de estimación para encontrar respuestas numéricas Reconocer la naturaleza vectorial de desplazamiento y posición Estimar la velocidad y aceleración a partir de la trayectoria de un objeto Relacionar posición, velocidad y aceleración en el movimiento Resolver adecuadamente problemas de los diferentes tipos de movimiento Relacionar velocidades entre diferentes marcos de referencia inerciales Identificar las fuerzas que actúan sobre un sistema Aplicar las leyes de Newton al movimiento de una partícula Calcular la fuerza gravitacional entre partículas Calcular el trabajo realizado por una fuerza conocida que actúa sobre un desplazamiento dado Determinar ventajas mecánicas y eficiencias en máquinas simples Describir el momento angular geométricamente Calcular el torque producido por una fuerza relativo a cualquier centro Determinar el centro de masa de un cuerpo Analizar la rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje dado Metodologia Los estudiantes realizan una lectura previa del material a tratarse en clase, según los contenidos especificados para ésta. En la sesión de 2 horas el profesor hace una explicación de los conceptos teóricos y realiza ejemplos de aplicación en detalle. También asigna las lecturas y ejercicios correspondientes, así como trabajos de investigación y actividades computacionales. Otras actividades durante la clase incluyen: utilización de material audiovisual (videos, simulaciones, etc.); demostraciones experimentales en clase, talleres de solución de problemas y actividades de evaluación. En cuanto al trabajo experimental, cada estudiante prepara el material a partir de la guía correspondiente a la práctica antes de comenzar ésta. Trabajando en grupos de tres a cuatro estudiantes, durante la sesión de dos horas cada grupo realiza las mediciones correspondientes y hace un análisis preliminar, mientras el docente resuelve dudas y al mismo tiempo hace preguntas a los estudiantes. Después de la práctica, cada grupo presenta un informe detallado sobre la actividad experimental. Existen también prácticas experimentales "caseras" que se realizan fuera del laboratorio con equipo sencillo, pero que se documentan de forma similar a las anteriores. Contenido <> Semana Clase No. 1. 1 Introducción al lenguaje de la física Objetivos Específicos 1 1.1 y 1.2 2 1.4 a 1.6 Contenido Guí de la labor Clase Presentación del curso. La naturaleza de la física. Metrología y análisis dimensional. Mediciones (grupos A y B) Lab. 0 3 1.7 a 1.10 4 2.1 y 2.2. Repaso de vectores. Rapidez, velocidad y aceleración. Guía de “Introd al cálcu incerti en las medici 2 Lab. 1A 5 2.3 y 2.4 6 2.5 Movimiento rectilíneo. Movimiento de proyectiles. Guía de “Introd al cálcu incerti en las medici 3 Lab. 1B 2. Cinemática 7 2.6 8 2.7 y 2.8. 4 Lab. 2A 9 5 10 Leer la de la gu laborato “Labor Cero” Movimiento circular. Movimiento general y relativo. Guía de “Descr de un movim 2.2 a 2.4 Sesión de repaso y recapitulación. Sesión de repaso y recapitulación. Lab. 2B 11 6 12 Lab. 3A 3. Leyes de Newton 2.2 a 2.4. 3.1 a 3.3 3.1, 3.4 y 3.5 3.4 y 3.5 14 3.4 y 3.5 7 3.4 y 3.5 16 3.6 y 3.7 8 4. 9 Leyes de Las leyes de Movimiento Dinámica del movimiento rectilíneo. Guía de “Estud movim bidime Tiro parabó Aplicaciones de las leyes de Newton. Dinámica del movimiento circular; leyes del movimiento. Guía de “Estud movim bidime Tiro parabó 2.5 15 Lab. 4A LECTURAS PREVIAS; quiz y discusión 2.5 13 Lab. 3B Guía de “Descr de un movim Gravitación. Aplicaciones de la ley de gravitación Otras aplicaciones de las leyes de Newton. Guía de “Segun de New Relació fuerza acelera 3.4 17 4.3 y 4.4 18 4.5 Trabajo y energía cinética Potencia conservación Lab. 4– B Guía de “Segun de New Relació fuerza acelera 3.4 19 4.6 a 4.8 20 4.6 a 4.8 10 Lab. 5A 4.5 21 4.1 22 4.2 Energía potencial Conservación de la energía Guía de “Máqu simple Poleas Momentum lineal e impulso Colisiones 11 Lab. 5B 12 4.5 23 Sesión de repaso y recapitulación. 24 Repaso y recapitulación. Lab. 6A 25 5.5 26 5.9 y 5.11 Lab. 6B Guía de “Péndu balístic 4.2 y 4.8 13 5. Sistemas de partículas y cuerpos rígidos Guía de “Máqu simple Poleas Centro de masa Cinemática de la rotación Guía de “Péndu balístic 4.2 y 4.8 27 5.6 28 5.7 y 5.8 14 Energía rotacional y momento de inercia Torque y trabajo en rotaciones Lab. 7A 15 29 5.7 y 5.8 30 5.9 y 5.11 Lab. 7– B Movimiento de rodamiento y momentum angular Equilibrio estático de cuerpos rígidos Guía de “Mome inercia 5.10 31 32 16 Guía de “Mome inercia 5.10 Sesión de repaso y recapitulación. Sesión de repaso y recapitulación. Examen de Lab. Evaluacion Primer examen parcial 20 % Segundo examen parcial 20 % Examen Final (Cubre todo el tema del curso) 30 % Evaluaciones cortas (3) 10 % Laboratorio 20 % Bibliografía Requerida Sears, Zemansky, Young y Freedman, Física Universitaria, 11 Ed., Vol. 1, Pearson/AddisonWesley, México 2004. Guías de Laboratorio Física I (Disponibles en http://correo.puj.edu.co/mjaramil/PROG1_00.htm). Bibliografía Complementaria Serway, Beichner, Física, Vol. 1, 5ª. Edición, McGraw-Hill, 2001. Lea, S.M. & J.R. Burke, Physics: The Nature of Things, Brooks/Cole (International Thomson Editores), 1997. QU LABOR Gettys, Keller y Skove, Física Clásica y Moderna, McGraw-Hill. Alonso y Finn, Física, Addison-Wesley Iberoamericana. Resnick, Halliday y Krane, Física, Vol. 1, CECSA. Giancoli, Física General, Prentice-Hall Interamericana. Tipler, Física, Vol. 1, Editorial Reverté. McKelvey y Grotch, Física para Ciencias e Ingenierías, Harper and Row Interamericana. Fishbane, Gasiorowicz & Thornton, Física para Ciencias e Ingeniería, Vol. 1, Prentice-Hall. Hecht, Física en Perspectiva, Addison-Wesley Iberoamericana. Feynman, Leighton y Sands, The Feynman Lectures on Physics, Vol. 1, Fondo Educativo Interamericano. Baird, Experimentación: Una introducción a la teoría de mediciones y diseño de experimentos, 2ª; ed., Prentice Hall, 1991. Horario de Consulta (Atención a estudiantes) Programa del Curso Calendario evaluaciones 2005-2 Practicas de Laboratorios Parciales Anteriores