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UNIVERSIDAD DE ESPECIALIDADES ESPÍRITU SANTO
FACULTAD DE SISTEMAS TELECOMUNICACIONES ELECTRONICA
SYLLABUS
MATERIA: Fundamentos de Física
CÓDIGO: UFIS100
NOMBRE DEL PROFESOR/A: Ing. Rafael Espinosa S.CRÉDITOS: 3
No HORAS PRESENCIALES: 48
No HORAS NO PRESENCIALES: 96
AÑO: 2011
PERÍODO: Invierno 2011
DÍAS: Lunes y Mièrcoles
HORARIO: 10:40 - 12:00
AULA: G-206
Fecha elab. syllabus: 28/04/2011
1.- DESCRIPCIÓN
La presente asignatura pretende dar al estudiante los conocimientos necesarios para que
comprenda y se familiarice con los diversos fenómenos físicos que ocurren en la naturaleza,
así como el sustento matemático que rige el comportamiento de dichos fenómenos. La
asignatura, está enfocada hacia el estudio de la mecánica y dinámica, centrandose en el uso
del razonamiento, la lectura comprensiva, la inferencia de conocimientos, y la crítica reflexiva
para procesar la información proporcionada por el docente o adquirida por el propio estudiante;
y utilizarla en la resolución de problemas relacionados con ciertos fenómenos.
2.- JUSTIFICACIÓN
Esta asignatura resulta imprescindible dentro de la carrera de ingeniería en sistemas,
telecomunicaciones y electrónica, ya que ayuda al estudiante a comprender ciertos fenómenos
físicos que ocurren en la naturaleza y que están muy relacionados con su profesión. Los
conocimientos y destrezas adquiridas a lo largo del período serán de mucha utilidad ya que se
complementarán con los de asignaturas fundamentales posteriores, para construir
conocimientos sólidos aplicables en la vida profesional.
3.- OBJETIVOS
3.1 GENERAL
Incentivar el análisis de los fenómenos físicos, principalmente en la mecánica y la
dinámica con su aplicación en el campo de la ingeniería.
Desarrollar aptitudes y habilidades en el manejo e interpretación de lecturas de
instrumentos de laboratorio, sobre los diversos fenómenos físicos.
-
-
3.2 ESPECÍFICOS
Proporcionar las herramientas necesarias para que el estudiante plantee y resuelva
problemas relacionados con fenómenos físicos, utilizando un lenguaje común y
demostrando rigor científico en los procesos.
Brindar los conocimientos necesarios para que el estudiante utilice las herramientas
matemáticas adecuadas en el planteamiento y resolución de problemas.
4.- COMPETENCIAS
El estudiante a la conclusión del curso va a desarrollar las siguientes competencias:
TRANSVERSALES
Instrumentales:
· Capacidad de abstracción análisis y síntesis, en física, observación del mundo de
Física.
· Capacidad para organizar y planificar.
· Conocimientos generales básicos de física.
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· Capacidad de comunicación oral, escrita y aplicación correcta de lenguaje científico,
precisión de términos.
· Lectura de textos, artículos, libros científicos.
· Habilidad de manejo del ordenador.
· Habilidad para buscar, procesar y analizar información procedente de fuentes
diversas.
· Resolver problemas, identificar, y tomar decisión.
Interpersonales:
· Capacidad trabajar en equipo
· Capacidad crítica y auto crítica
· Comunicarse con otras áreas, actuar en nuevas situaciones
· Valoración y respeto por la diversidad y multiculturalidad, como garantía de libertad y
responsabilidad ciudadana.
· Compromiso ético.
· Habilidad para trabajar en contextos internaciones
Sistemáticas:
· Aprendizaje autónomo y la capacidad de aprender.
· Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica en el real.
· Capacidad de comunicación y creatividad.
· Capacidad actuar en nuevas situaciones y generar nuevas ideas, construir los
contenidos propios de física.
· Capacidad para formular y gestionar proyectos y motivación con temas
· Sensibilidad con temas de medio ambiente, archivador científica en ésta área.
ESPECÍFICAS
Cognitivas:
· Conocimiento preciso de los conceptos en la asignatura.
· Analizar / interpretar los resultados.
· Utilizar terminología específica, vocabulario específico, lenguaje matemático para
cuantificar los fenómenos.
· Resolución de cuestiones y problemas números en el forma correcta con las unidades
adecuadas.
· Saber cómo se genera el conocimiento científico y conectar en forma racional la
información con conocimientos ya existentes.
· Conocer casos de la realidad industrial relacionados con los contenidos de la materia
· Buscar soluciones para avanzar hacia el desarrollo sostenible y particular de manera
responsable en la toma de decisiones.
Instrumentales:
· Buscar la información, recoger; seleccionar; procesar y presentar de dicha
información tanto verbal como numérica, gráfica, simbólica, organizar de manera
coherente.
· Conectar diferentes temas de asignatura.
· Mejorar las destrezas asociados al uso de las tecnologías de la información en el
aprendizaje de la ciencia, simulando situaciones seleccionando información.
· Saber tratamiento de los datos.
Actitudinales:
· Realizar trabajos prácticos; laboratorios y ext. Con la responsabilidad.
· Mantener actitud de aprendizaje.
· Poseer actitud de curiosidad permanente
· Habilidad para realizar preguntas y cuestionar las respuestas ante las necesidades
del mundo que nos rodea, los humanos y medio ambiente.
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5. - CONTENIDOS PROGRAMATICOS
Programa Sintético:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Introducción y Repaso Matemàtico
Introducción a Laboratorio de Física
Magnitudes y Fuerzas.
Cinemática de una partícula.
Dinámica de una partícula.
Trabajo y Energía.
Dinámica de un sistema de partículas.
Cinemática y Dinámica del cuerpo rígido.
Movimientos oscilatorios.
Ondas.
Programa Analítico
CAPITULO 1. Introducción y Repaso Matemático
Objeto de la Física. El método científico y la experimentación. Método deductivo e
inductivo. Fenómenos, hipótesis y leyes. Fundamentos, Validez y alcance de las leyes.
Sistemas de Unidades. Magnitudes escalares y vectoriales. Componentes de un vector.
Suma gráfica y analítica de vectores. Operaciones con vectores. Producto vectorial,
escalar y mixto. Sistemas de ecuaciones algebraicas. Herramientas de análisis
matemático.
Tiempo 2 días
CAPITULO 2. Introducción a Laboratorio de Física
Medición en laboratorio. Medidas directas (aparatos de medida).Medidas indirectas
Representaciones gráficas Ajuste por mínimos cuadrados
Tiempo 4 días
CAPITULO 3. Magnitudes y fuerzas.
Fuerza y peso. Composición y descomposición de fuerzas. Fuerzas concurrentes.
Polígono de fuerzas. Polígono funicular. Momento axial y polar de una fuerza. Momento
de fuerzas concurrentes. Teorema de Varignón. Aplicaciones. Centro de Gravedad y
Centro de masa. Cupla o par de fuerzas. Composición de fuerzas aplicadas a un
cuerpo rígido. Condiciones de equilibrio de una partícula y de un cuerpo rígido.
Tiempo 2 días
CAPITULO 4. Cinemática de una partícula.
Movimiento rectilíneo. Velocidad y aceleración. Representación vectorial. Caso de
caída libre y de tiro vertical. Movimiento curvilíneo general. Velocidad y aceleración.
Movimiento bajo aceleración constante (Tiro oblicuo). Movimiento circular, velocidad y
aceleración angular. Movimiento relativo. Velocidad relativa, aplicación a la traslación y
rotación uniforme. Centro y eje de rotación instantánea. Movimiento helicoidal.
Movimiento relativo respecto a la Tierra. Transformaciones de Lorentz. Velocidades,
consecuencias, dilatación del tiempo. Contracción de la longitud.
Tiempo 3 días
CAPITULO 5. Dinámica de una partícula.
Leyes de la Dinámica. Impulso lineal. Principio de conservación del impulso. Definición
dinámica de la masa. Segunda y tercera ley de Newton. Concepto de fuerza. Sistemas
con masa variable. Rozamiento por deslizamiento y rodadura. Torque y momento
angular de una partícula. Fuerzas ficticias y sistemas no inerciales. Fuerza elástica o
restauradora de un resorte
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Tiempo 3 días
CAPITULO 6. Trabajo y energía.
Trabajo. Potencia. Unidades. Energía cinética. Trabajo de un fuerza de magnitud y
dirección constante. Energía potencial, aplicación a los cuerpos elásticos.
Conservación de la energía. Fuerzas no conservativas y su trabajo.
Tiempo 2 días
CAPITULO7. Dinámica de un sistema de partículas.
Introducción. Centro de masa de un sistema de partículas. Velocidad. Impulso. Fuerzas
internas y externas. Masa reducida. Energía cinética. Conservación de la energía de un
sistema de partículas. Colisiones elásticas y plásticas. Coeficiente de restitución.
Tiempo 2 días
CAPITULO 8. Cinemática y Dinámica del cuerpo rígido.
Cuerpo rígido. Centro de masa y centro de gravedad. Cinemática del cuerpo rígido:
Movimiento rotatorio y de traslación. Las ecuaciones de movimiento del cuerpo rígido.
Momento de inercia. Conservación del momento angular. Energía cinética de rotación.
Análisis del movimiento del cuerpo rígido desde la energía. Teoremas de los ejes
paralelos y perpendiculares para el cálculo de los momentos de inercia. Rodadura pura.
Ejemplos de dinámica del cuerpo rígido libre y vinculado. Péndulo físico y de torsión.
Condiciones de equilibrio estático para el cuerpo rígido.
Tiempo 2 días
CAPITULO 9. Movimientos Oscilatorios.
Ecuaciones del movimiento armónico simple. Composición del M.A.S. Igual frecuencia
de igual dirección y de direcciones perpendiculares. Fuerza y energía en el movimiento
armónico simple de un cuerpo elástico. Péndulo simple. Péndulo físico. Péndulo de
torsión. Oscilaciones amortiguadas y forzadas.
Tiempo 2 días
UNIDAD 10: Ondas.
Ondas mecánicas. Ondas viajeras unidimensionales. Superposición e interferencia de
ondas. La velocidad de ondas en cuerdas. Reflexión y transmisión de ondas. Ondas
senoidales. Energía transmitida por ondas senoidales en cuerdas. La ecuación de onda
lineal. Ondas sonoras. Ondas esféricas y planas. Efecto Doppler. Superposición y
ondas estacionarias. Superposición e interferencia de ondas senoidales. Ondas
estacionarias. Pulsaciones: interferencia en el tiempo.
Tiempo 2 días
LISTADO DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS
EXPERIENCIAS DE LABORATORIO:
Laboratorio N°1: Cálculo de la densidad de un cilindro metálico.
Mediciones directas e indirectas. Proceso de medición. Errores casuales y
sistemáticos. Mediciones directas. Mediciones indirectas. Propagación de
errores. Precisión y exactitud de un resultado
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Laboratorio N° 2: Determinación de la aceleración de la gravedad
Caída libre .Leyes de Newton. Variables cinemáticas. Objetos en caída libre.
Representación gráfica y analítica del movimiento. Mediciones directas. Varias
mediciones de la misma magnitud. Teoría de Gauss. Índices estadísticos de
precisión. Precisión y exactitud de un resultado. Histograma
Laboratorio N° 3: Determinación de la aceleración de un objeto que se desliza
en un plano inclinado
Cinemática y dinámica del Movimiento unidimensional. Leyes de Newton.
Variables cinemáticas. Representación gráfica y analítica del movimiento.
Regresión lineal. Método de los cuadrados mínimos.
Laboratorio N°4: Determinación de la constante de elasticidad de un resorte
Ley de Hooke. Constante elástica de un resorte Método de los cuadrados
mínimos. Regresión lineal. Coeficiente de correlación lineal.
Laboratorio N° 5: Obtención de parámetros característicos de un sistema con
Movimiento armónico simple
Conservación de la energía mecánica. Movimiento armónico simple.
Representación gráfica y analítica del movimiento. Análisis de curvas de
energía potencial y cinética. Conservación de la energía.
Laboratorio N° 6: Determinación de la constante de amortiguamiento de un
resorte que describe un Movimiento oscilatorio amortiguado
Movimiento oscilatorio amortiguado. Representación gráfica y analítica del
movimiento. Transformación de energía.
Laboratorio N° 7: Determinación del momento de inercia de un cilindro
Dinámica rotacional. Velocidad y aceleración angular. Relación entre
cinemática lineal y angular. Energía en el movimiento rotacional. Momento de
inercia.
RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS PRÁCTICOS:
TPNº 1: Mediciones, instrumentos de medición.
TPNº 2: Estática, estática con rozamiento.
TPNº 3: Cinemática, movimiento rectilíneo, C. Gráficos, encuentro, caída libre.
TPNº 4: Movimiento en el plano, movimiento circular.
TPNº 5: Dinámica, dinámica con movimiento circular.
TPNº 6: Trabajo y energía, impulso y cantidad de movimiento.
TPNº 7: Dinámica de rotación.
TPNº 8: M.A.S.
TPNº 9: Ondas
6.- METODOLOGIA
El desarrollo de los teóricos y prácticos tendrán como eje la realización de experiencias de
laboratorio y resolución de problemas.
Clases Teóricas: se busca que los alumnos conozcan los fundamentos teóricos de los Trabajos
Prácticos a realizar.
Trabajos Prácticos: consistirán en el desarrollo de experiencias de laboratorio y resolución de
problemas.

Experiencias de Laboratorio: es necesario que el alumno asista habiendo realizado un
estudio previo de la experiencia a realizar, quedando a cargo del docente de prácticos, una
breve explicación en la clase anterior a la experiencia.
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
Resolución de Problemas: el docente desarrollará problemas en clase, lo suficientemente
abarcativos del tema que se trate, para proponerle al alumno herramientas que
complementen los conocimientos impartidos en los teóricos, con la finalidad de
fortalecerlos para enfrentar la resolución de los problemas propuestos en la guía. Los
problemas de la guía deben ser resueltos por los alumnos.
Los alumnos deberán presentar una carpeta con los siguientes contenidos: 1) ficha de
inscripción; 2) desarrollo de los problemas hechos en clase y los de la guía; 3) resultados de
las experiencias de laboratorio con el informe correspondiente.
El desarrollo de la clase será manejado a través de:
· Clase magistral, conferencias
· Dinámica en grupos
· Prácticos individuales / grupos.
· Análisis de lecturas /discusión
· Evaluación de resultados
· Análisis de resultados
· Método de casos, método de preguntas
8.- EVALUACIÓN
La evaluación será un proceso integral y continuo; y estará presente en todas las actividades
que realiza el estudiante en aras de desarrollar las competencias necesarias; es decir, se
evaluará actividades en clase y extra clase:
Tareas enviadas centradas en la resolución de problemas.
Prácticas de laboratorio.
Lecciones escritas al final de cada capítulo
Evaluación de los parciales.
8.1 Indicadores de Desempeño
Comprende los aspectos fundamentales para la resolución de problemas.
Interpreta adecuadamente las leyes que rigen los fenómenos físicos.
Utiliza las herramientas matemáticas necesarias para plantear y resolver problemas.
Demuestra orden y rigor científico en los procesos de aprendizaje
Utiliza marcos conceptuales para tareas de experimentación.
8.2 Ponderación
Prácticas de
Laboratorio
20/20
Tareas
enviadas
10/10
Lecciones de
cada capítulo
20/20
Evaluación
50/50
Nota de
Actividades
100/100
8. BIBLIOGRAFÍA
8.1. BÁSICA
1. Resnick, Robert, Halliday David, Krane Kenneth, “Física", Volumen 1. Capítulos 1 al
16. Compañía Editora Continental S.A.
2. Serway Raymond, “Física”. Tomo II. Sexta Edición. Editorial McGrawHill
3. Alonso R., Finn E.J, "Física", vol. I: Mecánica y. Editora Fondo Educativo
Interamericano.
4. SEARS, FW; ZEMANSKY, MW, YOUNG, HD. ¨Física Universitaria¨. 6a edición.Ed.
Addison-Wesley Iberoamericana, 1986.
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8.2. COMPLEMENTARIA
1. HEWITT, PG. ¨Física conceptual¨. Ed. Addison-Wesley Iberoamericana
9. DATOS DEL CATEDRÁTICO
NOMBRE:
TITULO DE PREGRADO:
E-Mail:
_____________________________
Ing. Antonio Cevallos
Decano
Rafael Espinosa Sèmper
Ingeniero Naval
[email protected]
______________________________
Ing. Rafael Espinosa Sèmper
Profesor