PROGRAMA DETALLADO DE LA ASIGNATURA FÍSICA I

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA Ciclo Básico de Ingeniería SEMESTRE

ASIGNATURA

III

Física I CÓDIGO HORAS QUF-23014

TEORÍA PRÁCTICA LABORATORIO UNIDADES DE CRÉDITO PRELACIÓN

3 2 2 4 MAT-21214/MAT-21524

1.- OBJETIVO GENERAL Aplicar los conceptos básicos de la física en la comprensión de los movimientos de los cuerpos rígidos y partículas y sus movimientos. 2.- SINOPSIS DE CONTENIDO Introducción a la Física. Movimiento en el plano y en el espacio. La partícula y el cuerpo rígido. La partícula y el cuerpo rígido. Trabajo, energía y movimiento. Movimiento rotacional angular. 3.- ESTRATEGIAS METODOLÓGÍCAS GENERALES Diálogo Didáctico Real: que lo comprende las actividades presenciales (comunidades de aprendizaje), tutorías y actividades electrónicas. Diálogo Didáctico Simulado: que son las actividades de autogestión académica y estudio independiente, así como los servicios de apoyo al estudiante.

OBJETIVOS DE

APRENDIZAJE CONTENIDO ESTRATEGIASDE EVALUACIÓN BIBLIOGRAFÍA

Calcular la magnitud física en ecuaciones, su aplicación y representación en el sistema cartesiano trirrectángular.

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA .

CONTENIDOS:

1.1. Magnitud física. 1.1.1 Magnitudes fundamentales: magnitudes escalares y vectoriales. 1.1.2 Medida de una magnitud. 1.1.3 Sistemas de unidades C.G.S., M.K.S. y S.I. 1.1.4 Importancia del S.I. 1.1.5 Ecuaciones dimensionales y su aplicación. 1.2.- Álgebra vectorial. 1.2.1 Vectores y escalares. 1.2.2 Suma de vectores: Método analítico, método geométrico. 1.2.3 Producto escalar, producto vectorial, doble producto y producto mixto. 1.2.4 Sistema cartesiano trirrectángular: componentes, módulos cosenos, directores y expresión analítica de un vector.

Pruebas Cortas.

HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro.

Expresar en el plano la posición, trayectoria, dirección, desplazamiento, velocidad de los vectores.

UNIDAD 2: MOVIMIENTO EN EL PLANO Y EN EL ESPACIO. CONTENIDOS:

2.1 Cinemática de la partícula: 2.1.1 Movimiento 2.1.2 Vector posición y trayectoria: vector velosidad, vector aceleración 2.1.3 Expresión analítica del vector posición y sus componentes como función del tiempo. 2.1.4 Determinación de la base del triedro intrínseco. 2.2 Relación entre el vector posición y trayectoria: 2.2.1 Expresión en el espacio 2.2.2 Expresión en el plano y en una dirección. 2.3 Ecuaciones paramétricas de la trayectoria a partir del vector posición. 2.3.1 Velocidad instantánea 2.3.2 Rapidez: características, unidades. 2.4 Relación entre los vectores: 2.4.1 Posición desplazamiento y velocidad. 2.4.2 Vector aceleración media e instantánea, características y unidades. 2.4.3 Componentes tangencial y normal de la aceleración. 2.4.4 Relación entre: aceleración velocidad y los componentes normal y tangencial de la aceleración. 2.4.5 Movimiento rectilíneo uniforme. 2.4.6 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. 2.4.7 Caída libre de los cuerpos. Velocidad relativa. .

Prueba corta escrita. HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro. Sears-Zemansky y Young-Freedman, Física Universitaria, Pearson. P.A. Tipler, Física, Reverté.

Representar la partícula y el cuerpo rígido con o sin instrumentos.

UNIDAD 3: LA PARTÍCULA Y EL CUERPO RÍGIDO. 3.1 Dinámica de la partícula.

El participante presentará una prueba pedagógica donde debe representar la partícula y el cuerpo rígido con o sin instrumentos.

Tickoo, S. (2004) Autocad 2000 básico. Ed. Thomson. México. Sanz, F. y otros. (2002). CAD-CAM. Ed. Thomson.

3.1.1 Concepto de masa, peso, densidad, masa inercial y masa gravitatoria. 3.1.2 Dinámica. 3.1.3 Clasificación de las fuerzas según su comportamiento en la relación inter.-cuerpo. 3.1.4 Leyes de Newton aplicadas a la dinámica de las partículas 3.2 Fuerza de roce: 3.2.1 Clases de fuerzas de roce 3.2.2 Coeficiente de roce: clases y cálculo. 3.2.3 Leyes de Newton aplicadas a la fuerzas de roce 3.2.4 Resolución de problemas donde intervienen las fuerzas de roce, dinámica del movimiento circular uniforme. 3.3 Estática de la partícula. 3.3.1 La estática como un caso particular de la dinámica. 3.3.2 Equilibrio estable, inestable e indiferente. 3.3.3 Acción y reacción. 3.3.4 Roce estático. 3.4 Equilibrio del cuerpo rígido. 3.4.1 Cuerpo rígido. 3.4.2 Momento de una fuerza. 3.4.3 Condición de equilibrio de un cuerpo rígido. 3.4.4 Centro de gravedad: apoyos simples y aplicaciones.

México. Lafargue, J y otros. Diseño Industrial. Desarrollo del Producto. Ed. Thomson. México. Luzadder, W. y otros. (2005). Fundamentos de Dibujo en Ingeniería. Ed. Pearson. México.

Aplicar los conceptos básicos de la física en la comprensión del movimiento lineal y choques en dos y tres dimensiones. .

UNIDAD 4: TRABAJO, ENERGÍA Y MOVIMIENTO. CONTENIDOS: 4.1 Trabajo y energía. 4.1.1 Fuerzas conservativas y no conservativas. 4.1.2 Energía potencial. 4.1.3 Sistemas conservativos en una dimensión. 4.1.4 Sistemas conservativos en dos y tres dimensiones. 4.1.5 Fuerzas no conservativas. 4.1.6 Conservación de la energía. 4.2 Conservación de la cantidad de movimiento lineal. 4.2.1 Centro de masa. 4.2.2 Movimiento del centro de masa.

Prueba Corta HENILT, Paul. “Física Conceptual”. Pearson HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro. M.J. Morán y H.N. Saphiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica, (2 volmenes), Revert&eacute.

4.2.3 Cantidad de movimiento lineal de una partícula. 4.2.4 Cantidad de movimiento lineal de un sistema de partículas. 4.2.5 Conservación de la cantidad de movimiento lineal. 4.2.6 Aplicaciones de la cantidad de movimiento. 4.3 Choques 4.3.1 Impulso y cantidad de movimiento. 4.3.2 Fenómenos de choques en una dimensión. 4.3.3 Choques en dos y tres dimensiones

R.A. Serway y R.J. Beichner, Physics for Scientist and Engineers, Saunders College. Sears-Zemansky y Young-Freedman, Física Universitaria, Pearson. P.A. Tipler, Física, Reverté. W.H. Hayt y J.A. Buck, Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill.

Aplicar los conceptos de cinemática en el movimiento rotacional y angular de u cuerpo rígido y una partícula.

UNIDAD 5: MOVIMIENTO ROTACIONAL Y ANGULAR. CONTENIDOS: 5.1 Cinemática de rotación. 5.1.1 Movimiento de rotación. 5.1.2 Cinemática de rotación. 5.1.3 Las cantidades rotacionales como vector. 5.1.4 Rotación con aceleración angular constante. 5.1.5 Relación entre las características cinemáticas lineales y angulares de una partícula en el movimiento circular. 5.2 Dinámica del movimiento rotacional. 5.2.1 Variables rotacionales. 5.2.2 Momento de una fuerza o momento estático. 5.2.3 Energía cinemática de rotación y momento de inercia. 5.2.4 Dinámica rotacional de un cuerpo rígido. 5.2.5 El movimiento combinado de translación y de un cuerpo rígido. 5.3 La conservación del movimiento angular. 5.3.1 Cantidad de movimiento angular de una partícula. 5.3.2 Cantidad de movimiento angular de un sistema de partículas. 5.3.3 Conservación de la cantidad de movimiento angular.

El participante realizará un taller donde aplicará los conceptos de cinemática en el movimiento rotacional y angular de un cuerpo rígido y una partícula.

HENILT, Paul. “Física Conceptual”. Pearson HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro. M.J. Morán y H.N. Saphiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica, (2 volmenes), Revert&eacute. R.A. Serway y R.J. Beichner, Physics for Scientist and Engineers, Saunders College. Sears-Zemansky y Young-Freedman, Física Universitaria, Pearson. P.A. Tipler, Física, Reverté. W.H. Hayt y J.A. Buck, Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO CONTENIDOS:

1. Empleo del vernier, tornillo micrométrico y balanza de platillo, como instrumento de medida.

2. Movimiento rectilíneo uniforme. 3. Movimiento uniforme acelerado. 4. Caída Libre. 5. Movimiento parabólico o tiro parabólico. 6. Resultante de un sistema de fuerzas

concurrentes y equilibrio del sistema. 7. Ley de Hooke. 8. Plano Inclinado. 9. Momento de una fuerza y equilibrio de

cuerpo rígido. 10. Trabajo y potencia mecánica. 11. Choques elásticos e inelásticos.

HENILT, Paul. “Física Conceptual”. Pearson HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro. M.J. Morán y H.N. Saphiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica, (2 volmenes), Revert&eacute. R.A. Serway y R.J. Beichner, Physics for Scientist and Engineers, Saunders College. Sears-Zemansky y Young-Freedman, Física Universitaria, Pearson. P.A. Tipler, Física, Reverté. W.H. Hayt y J.A. Buck, Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill.

BIBLIOGRAFÍA

1. HENILT, Paul. “Física Conceptual”. Pearson 2. HOLLIDAY David y RESNICK Robert. “Física”. Editorial CECSA. 3. MARIA DE JUANA, José. Física General”. Pearson 4. SERWAY. “Física”. Editorial Interamericana. 5. TIPPENS. “Física - Conceptos y Aplicaciones”. Editorial Mc Graw Hill. 6. J. Rossel, Física general, Alfa Centauro. 7. M.J. Morán y H.N. Saphiro, Fundamentos de Termodinámica Técnica, (2 volmenes), Revert&eacute. 8. R.A. Serway y R.J. Beichner, Physics for Scientist and Engineers, Saunders College. 9. Sears-Zemansky y Young-Freedman, Física Universitaria, Pearson. 10. P.A. Tipler, Física, Reverté. 11. W.H. Hayt y J.A. Buck, Engineering Electromagnetics, McGraw-Hill.