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UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 1 DE 10 Programa Educativo: Ingeniería Industrial en Productividad y Calidad Clave: MEC2-08-01 Nombre de la Asignatura: Mecánica Objetivo General de la Asignatura: Analizar y comprender los fenómenos físicos de los cuerpos en reposo y en movimiento así como el origen de dicho movimiento a través de fuerzas existentes, y como éstas a su vez desarrollan trabajo y energía mecánica. Propósito General de la Asignatura: La asignatura promueve el desarrollo de la parte lógica y práctica del estudiante para poder plantear y resolver problemas físicos de la parte Estática y Dinámica de los cuerpos de carácter real. Ubicación curricular: Carga curricular: Semestre: Antecedente (s): Consecuente (s): Semanal: Segundo Semestre Ninguna Ninguna 4 hrs. Semestral: 72 hrs. Perfil del Alumno: Proactivo, responsable, participativo, capaz de desarrollar su razonamiento lógico para dar solución a problemas reales. Elaboró: M.C. Carlos Alonso Arellano Tánori Revisó: M.C. Carlos Alonso Arellano Tánori Autorizó: M.C. Cristian Vinicio López del Castillo Clave de Revisión: Fecha: 02-01-2011 14-01-2011 UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 2 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: Unidad 1. Mediciones y Unidades Objetivo de la Unidad/Tema: Comprender la importancia del estudio de la Física presente en la vida real, así como los sistemas de unidades utilizados para cualificar las observaciones y poder cuantificar la medición. Tiempo Estimado Temática 1.1. Introducción a la Física. 1.2. Sistemas de Unidades. 1.3. Unidades Patrón. 1.4. Conversión de Unidades. 1.5. Medición y Error. 1.6. Tipos de Error. 1.7.-Cifras Significativas. Aprendizaje - Identificar los campos de acción de la física. Identificar los distintos sistemas de unidades de medición existentes SI, CGS, MKS e Inglés. Distinguir las unidades patrón en cada uno de los sistemas de unidades Comprender la forma en que se realizan las conversiones entre unidades. Realizar mediciones de cantidades físicas considerando la posible fuente de error durante la medición. Considerar el número adecuado de cifras significativas de una medida dependiendo del instrumento de medición 8 hrs. Estrategias - Mostrar las distintas áreas de estudio de la física como un vistazo rápido de la utilidad de la materia. Mostrar la forma en que se identifican las unidades de cada uno de los sistemas de medición (SI e Inglés). Definir las principales unidades patrón de cada uno de los sistemas. Realizar conversiones de unidades de un sistema a otro apoyados en la regla de tres simple. Investigar los conceptos de medición, así como los tipos de errores en los cuales se incurre. Y cuántas cifras han de considerarse en dicha medición. Realizar práctica de “tiempo de reacción de una persona” para considerarla en cualquier medición que lo requiera. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 3 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 2 Vectores y Escalares Objetivo de la Unidad/Tema: Identificar la cualidad de una medición física representándola gráficamente y asignándole magnitud para resolver mediante las operaciones pertinentes problemas a ser objeto de observación y medición. Tiempo Estimado Temática 2.1. Cantidades Físicas. 2. 2. Representación de Vectores. 2.2.1. Método Gráfico. 2.2.2. Método Analítico. 2. 3. Operaciones con vectores. 2.3.1. Suma y Resta 2.3.2. Multiplicación por un escalar. 2.3.3. Producto Punto. 2.3.4. Producto Cruz. Aprendizaje Identificar las cantidades físicas vectoriales y escalares. Graficar los vectores en el plano y espacio. Obtener gráficamente la magnitud , dirección y sentido de los vectores Obtener analíticamente la magnitud, dirección y sentido de los vectores, así como las componentes que lo constituyen. Aplicar las operaciones de suma y resta entre vectores, producto de un vector por un escalar, el producto escalar y el producto cruz 10 hrs. Estrategias Investigar las características que diferencian a una cantidad vectorial de una cantidad escalar. Mostrar como graficar vectores en el plano y en el espacio. Utilizar el método gráfico para obtener características de los vectores, así como las operaciones existentes entre ellos. Utilizar el método analítico para obtener características de los vectores, así como las operaciones existentes entre ellos. Plantear problemas de carácter real que contemplen vectores y sus operaciones. Realizar práctica de “Vectores” con el equipo de laboratorio para asimilar la teoría. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 4 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 3 Cinemática Objetivo de la Unidad/Tema: Analizar el comportamiento de los cuerpos en movimiento en una y dos dimensiones. Tiempo Estimado Temática 3.1. Posición, Velocidad y Aceleración. 3.2. Movimiento en una Dimensión. 3.2.1. Movimiento a velocidad constante. 3.2.2. Movimiento con aceleración constante. 3.2.3. Caída Libre y Tiro Vertical hacia arriba. 3.3. Movimiento en dos Dimensiones. 3.3.1. Tiro Parabólico. 3.3.2. Movimiento Circular Uniforme. Aprendizaje Distinguir los conceptos de Posición y Desplazamiento de un cuerpo. Interpretar los conceptos de Velocidad, Velocidad Media e Instantánea de los cuerpos. Interpretar los conceptos de Aceleración, Aceleración Media e Instantánea de los cuerpos. Describir el movimiento unidimensional: movimiento velocidad constante, movimiento acelerado, tiro vertical y caída libre. Definir las componentes horizontal y vertical de cantidades vectoriales. Describir el Movimiento de Proyectiles y circular uniforme. 12 hrs. Estrategias Mostrar cuando un cuerpo presenta posición y cuando desplazamiento. Investigar la existencia de velocidad de un cuerpo y poder distinguir entre velocidad media e instantánea. Investigar la existencia de aceleración media e instantánea. Definir las características de los movimientos en una dimensión. Realizar practica “movimiento acelerado” para visualizar en un cuerpo su posición, desplazamiento, velocidad y aceleración. Definir las características de los movimientos en dos dimensiones. Realizar practica “Lanzamiento de Proyectil” para visualizar el movimiento en dos dimensiones. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 5 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 4. Dinámica UNIDAD 1 Vectores Objetivo de la Unidad/Tema: Analizar el comportamiento de los cuerpos en movimiento (dinámica) tomando en cuenta las causas que lo generan, tales como las fuerzas que actúan sobre los mismos. Tiempo Estimado Temática 4.1. Dinámica de una partícula. 4.2. Masa y Fuerza. 4.3. Primera Ley de Newton. 4.4. Segunda Ley de Newton. 4.5. Tercera Ley de Newton. Aprendizaje Introducir los conceptos de la dinámica de una partícula. Comprender los conceptos de masa, peso y fuerza sobre los cuerpos. Interpretar y aplicar la primera ley del movimiento de newton. Interpretar la segunda ley del movimiento de newton. (F=ma) Interpretar la tercera ley del movimiento de newton. (acciónreacción) Analizar problemas reales mediante el uso de las leyes de Newton. 12 hrs. Estrategias Mostrar como una fuerza altera las condiciones de un cuerpo. Investigar la diferencia existente entre masa y peso de un cuerpo. Explicar la primera ley de Newton del movimiento. Explicar la segunda ley de Newton del movimiento. Explicar la tercera ley de Newton del movimiento. Realizar aplicaciones de las leyes de Newton. Realizar practica “Segunda Ley de Newton” para visualizar la trayectoria y las variables que influyen en un cuerpo que viaja en dos dimensiones. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 6 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 5. Fuerzas de la Naturaleza UNIDAD 1 Vectores Objetivo de la Unidad/Tema: Identificar las distintas fuerzas que actúan en la naturaleza de los cuerpos, sea en movimiento o en reposo. Tiempo Estimado Temática 5.1. Fuerzas de fricción estática. 5.2. Fuerzas de fricción cinética. 5.3. Fuerza elástica. 5.4. Ley de la Gravitación. Aprendizaje Comprender los conceptos de fuerza normal y coeficientes de rozamiento. Identificar las fuerzas de fricción que actúan sobre los cuerpos en reposo y las ecuaciones que lo describen. Identificar las fuerzas de fricción que actúan sobre los cuerpos en movimiento y las ecuaciones que lo describen. Aplicar las leyes de Newton a cuerpos en movimiento en superficies de fricción. Comprender el concepto de fuerza elástica y las ecuaciones que describen su comportamiento. Comprender el movimiento para cuerpos de grandes dimensiones. 10 hrs. Estrategias Definir la existencia de la fuerza normal de los cuerpos debido a que se encuentra en la superficie de otro. Mostrar cómo actúa la fuerza de fricción estática entre los cuerpos. Mostrar cómo actúa la fuerza de fricción cinética entre los cuerpos. Realizar aplicaciones comunes de fuerzas de fricción. Realizar practica “Fuerza de rozamiento” para determinar los coeficientes de fricción estático y dinámico de los cuerpos. Mostrar la existencia de fuerzas elásticas y el comportamiento oscilatorio que se presenta. Realizar practica “Fuerza Elástica” para determinar la constante de elasticidad de los resortes como cuerpos elásticos al aplicarse una fuerza. Mostrar la existencia de la fuerza de atracción entre cuerpos grandes “Fuerza Gravitatoria”. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 7 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 6. Trabajo y Energía UNIDAD 1 Vectores Objetivo de la Unidad/Tema: Analizar el comportamiento de los cuerpos sujetos a fuerzas conservativas y no conservativas. Tiempo Estimado Temática 6.1. Trabajo, Potencia y Energía Cinética. 6.2. Fuerzas Conservativas y no conservativas. 6.3. Conservación de la energía mecánica. Aprendizaje Comprender los conceptos de trabajo, potencia y energía cinética. Distinguir entre fuerzas conservativas y no conservativas. Comprender el concepto de energía potencial. Comprender y Aplicar el Principio de conservación de la energía mecánica. 10 hrs. Estrategias Definir lo que en física es trabajo realizado por una fuerza, potencia mecánica y energía que experimentan los cuerpos en movimiento. Mostrar las diferencias existentes entre las fuerzas consideradas conservativas de las no conservativas que actúan sobre los cuerpos en movimiento. Mostrar la existencia de la energía potencial debida a la existencia de fuerzas conservativas. Mostrar la existencia del principio de conservación de energía mecánica debido a fuerzas conservativas. Realizar practica “Conservación de Energía Mecánica” para comprender mejor el principio. Resolver ejercicios en clase de manera individual y en comunidades, además de asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 8 DE 10 Contenido Temático Asignatura, Unidad/Tema: UNIDAD 7. Fundamentos de Estática UNIDAD 1 Vectores Objetivo de la Unidad/Tema: Analizar el comportamiento de los cuerpos totalmente en reposo (estática) considerando las fuerzas existentes que los llevan al equilibrio del sistema. Tiempo Estimado Temática 7.1. Definición de Torque. 7.2. Equilibrio de Fuerzas y Torques. 7.3. Centros de Gravedad. 7.4. Equilibrio estable, inestable y neutro. 7.5. Equilibrio de sistemas aislados. Aprendizaje Comprender el concepto de torca o momento de una fuerza. Comprender las condiciones de equilibrio mediante análisis de fuerzas y de torcas. Identificar el centro de gravedad o de masa de cuerpos de formas regulares e irregulares. Distinguir entre los tres tipos de equilibrio: estable, inestable y neutro. Aplicar las condiciones de equilibrio a sistemas aislados. 10 hrs. Estrategias Definir lo que en física es Torca o momento realizado por una fuerza. Mostrar las condiciones principales para el análisis de equilibrio de fuerzas que actúan sobre un cuerpo en reposo. Definir y distinguir entre centro de gravedad y centro de masa en los cuerpos con formas regulares e irregulares. Mostrar los tipos de equilibrios de fuerzas existentes en los cuerpos Realizar practica “Equilibrio de Fuerzas que actúan sobre los Cuerpos” para comprender mejor el principio. Resolver ejercicios en clase y asignar ejercicios de tarea por tema. Criterios de evaluación de la unidad: Conocimientos (40%): Examen, Investigaciones, Reporte de Prácticas; Habilidades (40%): Tareas, Ejercicios en Clase, Prácticas de Laboratorio; Actitudes (20%): Participación, Responsabilidad, Disciplina. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 9 DE 10 Criterios de Evaluación y Acreditación Evaluación: Las actividades de evaluación serán continuas e integrales, centrándose principalmente en tres aspectos: a) Habilidades.- Son las destrezas manuales, procedimentales y cognitivas que el alumno puede evidenciar al momento de la resolución de problemas. (el saber hacer); b) Conocimientos.- Es el saber teórico-conceptual que se puede incrementar. (el saber). Como herramientas de evaluación de las habilidades y conocimientos, se sugieren las siguientes: elaboración de un ensayo, exposiciones, mapas conceptuales, sociodramas, resolución de problemas, estudios de caso, avances de proyectos/investigación, reportes de lectura, prácticas de laboratorio y taller, ejercicios de evaluación, prácticas de campo, portafolio de evidencias, discusión analítica, participaciones significativas en clase, exámenes ó evaluación oral/escrita no calendarizados(as). (No se permitirán los exámenes de reposición). c) Actitudes.- Son respuestas del alumno ante las diversas situaciones sociales que se le presentan (el saber ser) ; Como herramientas de evaluación de las actitudes, se sugieren: a) bitácoras de puntualidad, entrega oportuna de trabajos y proactividad; b) autoevaluación comentada; c) evidencia de participación en su comunidad de aprendizaje. Acreditación: Para acreditar el curso el alumno deberá cumplir con el 90% de las asistencias regulares del curso, además deberá presentar una evaluación mínima aprobatoria (70 ptos.) en todos y cada uno de los aspectos a evaluar, si faltase uno de ellos, será sujeto de no acreditación. Bibliografía: Básica: 1. Resnick/Halliday/Krane. Física vol 1. Ed. CECSA. 2. Serway/Beichner. Física para Ciencias e Ingeniería. Tomo 1 Ed. McGraw Hill 3. Sears/Zemansky/Young. Física Universitaria vol 1. Ed. Pearson Ed. Complementaria: 1. Gil/Rodríguez. Física Recreativa. Ed. Prentice Hall. Modificaciones: Revisión 00-01-2009 01-01-2010 02-01-2011 UNIVERSIDAD DE LA SIERRA 58-PLA-P02-F01/REV.02 CARTA DESCRIPTIVA HOJA 10 DE 10 Modificación - Base - Revisión - Revisión Fecha DD-MM-AAAA 10-01-2010 14-01-2011