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Sede y localidad
Sede Andina – San Carlos de Bariloche
Carrera
Ingeniería Electrónica e Ingeniería Ambiental
Programa de la asignatura
Asignatura: Física I.
Año calendario: 2011
Carga horaria semanal: 7 horas reloj.
Carga horaria total: 115 horas reloj.
Cuatrimestre: Segundo.
Créditos (si corresponde):
Días, horarios y lugar de cursado
Días de cursado: Lunes y Viernes
Horario de cursado: 20 a 23 horas y 18 a 21.horas, respectivamente.
Lugar de cursado para todas las comisiones: Sede Tacuarí 120, Aula 2.
Días, horarios y lugar de consulta para alumnos
Días de consulta: Miércoles.
Horario de consulta: 18 a 20 horas.
Lugar de consulta: Sede Tacuarí 120, Aula 2.
Horas de estudio recomendadas (extra clase): 6 horas semanales.
Profesor : Eduardo Carlos Cortizo
e-mail: [email protected]
Programa Analítico de la asignatura
Contenidos mínimos establecidos por Plan de Estudio:
Cinemática del punto material, dinámica del punto material, torque y momentum
angular, trabajo y energía, sistema de partículas, cuerpo rígido, movimiento ondulatorio, óptica
física y óptica geométrica.
Objetivos de la asignatura:
En todo curso, el objetivo fundamental es que los alumnos alcancen el conocimiento
contenido en el programa curricular. Para ello y tratándose de un dictado de Física I, resulta
necesario que sean capaces de: incorporar conceptos, definir sistemas, identificar modelos,
explicar en términos lógicos, encontrar identidades y contradicciones, reconocer variables y
magnitudes, postular nuevos planteos y ensayar nuevas respuestas, entre otras cosas. En
estas condiciones podrán pasar, a lo largo del curso, de los conocimientos y definiciones
empíricas que la vida cotidiana incorpora, los pre-conceptos, a la forma científica de los
mismos, basándose en deducciones, a partir de leyes, principios y definiciones observadas y
contrastadas en la Naturaleza, logrando desarrollar:
• Una concepción general del mundo físico, que constituye el objeto de estudio, y el tipo de
fenómenos que involucra.
• Una idea global del universo conceptual que se concibe, para ensayar la descripción y el
análisis del mundo físico y las herramientas básicas de razonamiento y cálculo que sirven
para relacionarlo.
• Una noción clara de que los criterios de verdad indiscutibles para este proceso (desde su
inicio -observación- hasta su culminación -verificación-), son los sucesos y las medidas
experimentales.
• Una profunda curiosidad por sondear los mecanismos fundamentales involucrados en los
fenómenos físicos, basada en el descubrimiento del rol que cumplen dichos fenómenos
como causa o justificación de las situaciones y procesos del mundo que lo rodea, de su
propia realidad cotidiana y del área de interés de su carrera profesional.
Y específicamente:
• Comprendiendo los principios generales de la mecánica y la óptica geométrica.
• Interpretando mediciones, distinguiendo en las mismas resolución y precisión.
• Resolviendo problemas de mecánica y óptica, aplicando matemática.
• Usando computadora para simular interacciones físicas.
• Realizando experiencias de laboratorio: midiendo, controlando, comparando, sintetizando
e informando resultados.
Propuesta Metodológica:
El curso se estructura en dos módulos teórico-prácticos y trabajos de laboratorio.
En los primeros se desarrollan los contenidos conceptuales de la materia y se ejercita:
a. El planteamiento de situaciones físicas ideales, relacionándolas con el modelado de
situaciones reales relativamente simples,
b. El análisis de situaciones o experiencias sencillas,
c. La resolución analítica de problemas tipo.
Cada módulo teórico-práctico se desarrolla en doce clases, a razón de dos clases por semana.
En cada clase se utilizan, aproximadamente, una hora y media para el tratamiento de los
contenidos y el resto para evaluaciones, discusiones, ejercitación y consulta. Las clases consisten
en la aclaración y profundización de los conceptos fundamentales. Las explicaciones pueden
estar intercaladas con trabajo grupal de ejercitación, experiencias de demostración y mediciones.
Una guía de las clases contiene, fundamentalmente, experiencias, análisis de situaciones y
problemas orientados a facilitar la adquisición de conceptos específicos y a su manejo en distintos
contextos, que los alumnos deben completar trabajando en comisiones de tres integrantes. El
trabajo de laboratorio se realiza con las mismas comisiones y consiste en distintas actividades
relacionadas con reconocimiento de instrumental, significado de la medida, uso de sensores y
adquisición automática de datos.
Forma de aprobación:
Los módulos teórico prácticos (MTP) y los trabajos de laboratorio (TL) son evaluados
individualmente y se requiere de la aprobación de todos ellos (4/10 o más) para aprobar la
materia.
Finalizados los dictados de los MTP, durante las dos semanas siguientes, se toman sus
evaluaciones escritas y una eventual recuperación para quienes no hubieran aprobado,
además de atender consultas.
Los TL se evalúan mediante la aprobación de informes, que por comisiones, se entregan
durante el curso.
Se aprueba la materia cuando se aprueban todas las instancias mencionadas, con un
promedio de 6 o más (promoción). Cuando este es menor a 6, se aprueba el curso y debe
rendirse examen final (teórico práctico) para aprobar la materia.
Esta forma de evaluación se fundamenta en el criterio de que, junto con el conocimiento
y la capacidad ejecutiva, la instancia de exposición, expresión y síntesis, es un aspecto
relevante de la excelencia requerida en un profesional. Así, esta forma constituye, además de
un medio de evaluación idóneo, un elemento más para el entrenamiento y capacitación del
futuro profesional.
Unidad o eje temático: Clase 1. “CINEMÁTICA DEL PUNTO MATERIAL I”
Contenidos:
Movimiento rectilíneo: velocidad y aceleración media e instantánea. Movimiento vertical libre
bajo la acción de la gravedad. Representación vectorial de la velocidad y la aceleración en el
movimiento rectilíneo. Composición de velocidades y aceleraciones.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 2.
Unidad o eje temático: Clase 2. “DINAMICA DEL PUNTO MATERIAL I”
Contenidos:
Concepto de interacción. Primera ley de Newton. Masa. Segunda y tercera leyes del
movimiento. Unidades de fuerza. Sistemas inerciales y no inerciales.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 3.
Unidad o eje temático: Clase 3. “CINEMÁTICA DEL PUNTO MATERIAL II”
Contenidos:
Aceleraciones normal y tangencial. Movimiento curvilíneo con aceleración constante.
Movimiento circular: velocidad angular, aceleración angular. Relaciones vectoriales en el
movimiento circular.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 4.
Unidad o eje temático: Clase 4. “DINAMICA DEL PUNTO MATERIAL II”
Contenidos:
Interacciones elásticas, reacciones de vínculo y fuerzas de rozamiento. Movimiento armónico
simple. Aplicaciones de fuerzas. Movimiento de un cuerpo por la acción de una fuerza
constante, de una fuerza dependiente de la posición.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 5.
Unidad o eje temático: Clase 5. “ DINAMICA DEL PUNTO MATERIAL III”
Contenidos:
Vector cantidad de movimiento o momentum lineal. Principio de conservación de la cantidad
de movimiento. Sistemas de masa variable.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 6.
Unidad o eje temático: Clase 6. “SISTEMA DE PARTÍCULAS I”
Contenidos:
Movimiento del centro de masa de un sistema de partículas aislado. Movimiento del centro
de masa de un sistema de partículas sujetas a fuerzas externas.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 7.
Unidad o eje temático: Clase 7. “CINEMÁTICA DEL PUNTO MATERIAL III”
Contenidos:
Movimiento circular uniforme y uniformemente variado. Ejemplo: velocidad y aceleración de
un punto sobre la superficie terrestre. Movimiento en una, dos y tres dimensiones.
Movimientos relativos. Movimiento armónico simple.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 8.
Unidad o eje temático: Clase 8. “CUERPO RÍGIDO I”
Contenidos:
Concepto de rigidez. Ecuaciones de movimiento para un cuerpo rígido. Momento cinético de
un sólido rígido. Momento de inercia. Teorema de Steiner. Ecuación de movimiento para la
rotación de un sólido rígido.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 9.
Unidad o eje temático: Clase 9. “TORQUE Y MOMENTUM ANGULAR”
Contenidos:
Movimiento curvilíneo. Torque. Momentum angular o momento cinético. Fuerzas centrales.
Conservación del momento cinético.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 10.
Unidad o eje temático: Clase 10. “TRABAJO Y ENERGÍA I”
Contenidos:
Trabajo. Potencia. Energía cinética. Unidades. Trabajo de una fuerza. Fuerzas no conservativas
y conservativas.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 11.
Unidad o eje temático: Clase 11. “TRABAJO Y ENERGÍA II”
Contenidos:
Energía potencial. Relación entre fuerza conservativa y energía potencial. Energía mecánica.
Conservación de la energía en una partícula.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 12.
Unidad o eje temático: Clase 12. “CUERPO RÍGIDO II”
Contenidos:
Energía cinética de rotación de un sólido rígido. Movimiento rototraslatorio. Centro
instantáneo de rotación.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulos 9 Y 12.
Unidad o eje temático: Clase 13. “TRABAJO Y ENERGÍA III”
Contenidos:
Energía en un péndulo simple. Diagramas de energía.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 13.
Unidad o eje temático: Clase 14. “SISTEMA DE PARTÍCULAS II”
Contenidos:
Momento cinético de un sistema de partículas. Energía cinética de un sistema de partículas.
Conservación de la energía. Energía total de un sistema de partículas sujeto a fuerzas
externas.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 13.
Unidad o eje temático: Clase 15. “SISTEMA DE PARTÍCULAS III”
Contenidos:
Energía interna de un sistema de partículas. Colisiones: elásticas, inelásticas, plásticas y
explosivas.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 13.
Unidad o eje temático: Clase 16. “DINAMICA DEL PUNTO MATERIAL IV”
Contenidos:
Péndulo simple: resolución de la ecuación diferencial para pequeñas amplitudes. Período,
frecuencia. Fuerzas viscosas.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 17.
Unidad o eje temático: Clase 17. “MOVIMIENTO ONDULATORIO I”
Contenidos:
Descripción del movimiento ondulatorio. Ondas. Ecuación general del movimiento
ondulatorio. Ondas elásticas. Ondas de presión en un gas. Ondas transversales en una cuerda.
Ondas elásticas transversales en una varilla.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 18.
Unidad o eje temático: Clase 18. “MOVIMIENTO ONDULATORIO II”
Contenidos:
¿Qué se propaga en el movimiento ondulatorio? Concepto de frente de onda. Superposición
de dos MAS de la misma dirección y frecuencia –Interferencia- Método fasorial. Superposición
de dos MAS de la misma dirección y distinta frecuencia. Batido. Velocidad de grupo, número
de onda, pulsación.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 18.
Unidad o eje temático: Clase 19. “MOVIMIENTO ONDULATORIO III”
Contenidos:
Ondas estacionarias. Acústica. Noción de coherencia. Ondas estacionarias en una cuerda y en
un tubo. Intensidad del sonido. Efecto Doppler.
Bibliografía: Física Vol. 1 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 19.
Unidad o eje temático: Clase 20. “ÓPTICA FÍSICA I”
Contenidos:
Teorías sobre la naturaleza de la luz. Principio de Huyghens. Principio de Fermat. Experiencia
de Young. Coherencia. Distribución de intensidades. Interferencia: de dos fuentes, de varias
fuentes.
Bibliografía: Física Vol. 2 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulos 39 y 41
Unidad o eje temático: Clase 21. “ÓPTICA FÍSICA II”
Contenidos:
Concepto de difracción. Difracción por una ranura. Difracción de Fraunhoffer. Distribución de
intensidades de difracción y de ambos fenómenos superpuestos. Redes de difracción.
Polarización. Ley de Brewster. Ley de Malus.
Bibliografía: Física Vol. 2 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulos 42 y 44
Unidad o eje temático: Clase 22. “ÓPTICA GEOMÉTRICA I”
Contenidos:
Leyes de Snell. Índice de refracción. Leyes de la reflexión. Espejo planos y curvos. Dioptras.
Bibliografía: Física Vol. 2 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 40
Unidad o eje temático: Clase 23. “ÓPTICA GEOMÉTRICA II”
Contenidos:
Lentes. Focos y planos focales. Potencia de una lente. Aumento. Instrumentos ópticos.
Bibliografía: Física Vol. 2 – Resnick, Halliday, Krane – 5ª. Edición – Capítulo 40