SÍLABO DE LA ASIGNATURA: FÍSICA I 1. DATOS DATOS GENERALES GENERALES Facultad : Todas las Ingenierías Carrera : Todas las Carreras de Ingeniería Código : F101 Número de Créditos : 03 Número de Horas : 03 horas semanales Nombre del Coordinador : Mag. Ing. Agustín Gutiérrez Páucar Nomb No mbre re de los los P Pro rofe feso sore ress : Ing Ing.. Jua Juan n Mar Marco coss Flo Flore ress Mel Melén énde dezz Lic. José Santa Cruz Delgado Msc. Lic. Percy Cañote Fajardo Mag. Lic. Walter Pérez Terrel Msc. Lic. Gelacio Tafur Anzualdo Mag. Lic. John Cubas Sánchez Lic. Rolando Vega de la Peña Ing. Miguel Orellana Ambrosio Msc. Lic. Rafael Espinoza Mosqueira Ing. Jorge Luis Inca Rodríguez Requisitos : Ciclo : 02 • • • • • • •
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2. FUNDAMEN FUNDAMENTACI TACIÓN ÓN La asignatura de Física I es de naturaleza teórica, práctica y experimental; se imparte en el segundo ciclo de las carreras de Ingeniería de la UTP. El presente sílabo presenta de manera sistemática un resumen de tópicos de los concep conceptos tos y princ principi ipios os de la Mecáni Mecánica ca clásic clásica a y ele electr ctrici icidad dad a nivel nivel general, para fortalecer los criterios de juicio que emplearán los estudiantes en sus aplicaciones correspondientes. Permitirá al estudiante en el futuro analizar los fenómenos mecánicos-físicos relacionados con la ingeniería y también el análisis de fenómenos de electrización básica a través de sus respectivos modelos modelos matemáticos. matemáticos. Permitirá Permitirá desarrollar desarrollar en el estudiante estudiante la capacidad de análisis, permitir practicar, resolver ejercicios, problemas de Físic ísica a I. Trabaja bajarr en equi quipos pos mult ultidis idisccipli iplina narrios ios y comunic unica arse efectivamente. Aprender a reconocer la necesidad y el compromiso con el aprendizaje a lo largo de toda la vida. Además permitirá desarrollar en el estud estudian iante te hábito hábitoss de discip disciplin lina, a, res respon ponsa sabil bilida idad d y puntua puntualid lidad ad en los trabajos individuales y de equipo.
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3. SUMILL SUMILLA A Esta asignatura se encargará del estudio de la mecánica clásica, en cuanto a sus interacciones, cinemática de la partícula, sistema de referencia, vector posición, cinemática bidimensional, cinemática tridimensional, movimiento circular, aplicaciones, dinámica lineal, leyes de Newton, dinámica circular, trabajo mecánico, energía mecánica, tipos de energía, Impulso, cantidad de movimiento, choque y colisiones, dinámica de cuerpo rígido, momento de inercia, electrostática, electrostática, conservación conservación de la carga eléctrica, eléctrica, campo eléctrico, eléctrico, flujo eléctrico, ley de Gauss, potencial eléctrico, superficies equipotenciales, dist distri ribu buci ción ón cont contin inua ua de ca carg rga, a, elec electr trod odin inám ámic ica, a, corr corrie ient nte e eléc eléctr tric ica, a, resi resist sten enci cia a eléc eléctr tric ica, a, ley ley de Ohm, Ohm, leye leyess de Pa Paul ulle let, t, ener energí gía a eléc eléctr tric ica, a, asociación de resistencias, condensadores, condensadores con dieléctrico, asociación de condensadores, energía almacenada en condensadores, leyes de Kirchhoff, electrodinámica, magnetismo, fuerza magnética, ley de Biot Savart, ley de ampere, inducción electromagnética, electromagnética, ley general de inducción electromagnética electromagnética o ley de Faraday.
4. LOGRO GENERAL GENERAL DE APRENDIZAJE
Al final del desarrollo de los temas de la asignatura de Física I, el estudiante comprende ampliamente la mecánica clásica y la electrodinámica y expresa correctamente correctamente las leyes y ecuaciones en ejemplos de su vida cotidiana.
5. UNIDADES DE APRENDIZAJE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE
UNIDAD DE APRENDIZAJE Cinemática de la partícula. Sistema de Referencia. Vector posición. Cinemática en dos y tres dimensiones. Movimiento Circular. MCU, MCUV. Aplicaciones.
LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Al finalizar la unidad el estudiante reconoce correctamente las ecuaciones y conceptos conceptos de la cinemática unidimensional. Al finalizar la unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios de cinemática bidimensional y tridimensional respectivamente. Al finalizar la unidad el estudiante reconoce los conceptos de movimiento circular, específicamente el MCU y el MCUV y resuelve ejercicios 2
Dinámica lineal. Segunda Ley de Newton. Dinámica Circular. Fuerza Centrípeta. Aceleración centrípeta. Trabajo mecánico. mecánico. Trabajo Trabajo realizado por fuerzas constantes. Aplicaciones. Energía Mecánica. Energía cinética y Energía potencial. Aplicaciones. Impulso y cantidad de movimiento. Choques y Colisiones EXAMEN PARCIAL
Dinámica de cuerpo rígido. Momento de inercia. Electrostática, Electrostática, concepto, carga eléctrica, unidades de carga, formas de electrizar un cuerpo, conservación conservación de la carga, conductor, conductor, aislante, aislante, leyes de la electrostática, electrostática, ley de coulomb. Principio de superposición, campo eléctrico, intensidad eléctrica, campo eléctrico de un dipolo. Ley de Gauss. Potencial eléctrico, superficies superficies equipotenciales. Distribución continua de carga, densidad lineal de cargas, distribución superficial de cargas, densidad volumétrica de carga. Aplicaciones del tema. Electrodinámica, Electrodinámica, corriente eléctrica, intensidad de corriente eléctrica, corriente continua,
correctamente correctamente relacionados relacionados a movimiento circular. Al finalizar la unidad el estudiante identifica las ecuaciones vertidas en las Leyes de Newton y realiza aplicaciones prácticas con ejercicios. Al finalizar la Unidad el estudiante identificará las ecuaciones de la dinámica circular y realizará ejercicios prácticos. Al finalizar la unidad el estudiante hace uso correcto de las ecuaciones de trabajo mecánico y resuelve correctamente ejercicios prácticos. Al finalizar la Unidad el estudiante hace uso correcto de las ecuaciones de energía mecánica y sus casos particulares. Al finalizar la Unidad el estudiante identifica correctamente las ecuaciones de impulso y cantidad de movimiento. Al finalizar la Unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios de choques y colisiones. colisiones. EXAMEN PARCIAL Al finalizar la unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios y problemas de dinámica de cuerpo rígido, momento de inercia. Al finalizar la unidad el estudiante identifica y aplica correctamente las ecuaciones de la electrostática, electrostática, reconoce las formas de electrizar un cuerpo e interpreta las leyes de la electrostática. Al finalizar la unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios y problemas de campo eléctrico y aplica correctamente correctamente el principio de superposición superposición así como la ley de Gauss. Al finalizar la unidad el estudiante identifica correctamente correctamente las leyes y/o ecuaciones de la distribución distribución continua de carga, y realiza aplicaciones del tema. Al finalizar la unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios relacionados relacionados con la electrodinámica y 3
corriente alterna, resistencia eléctrica, leyes de Paullet, resistividad eléctrica, eléctrica, ley de Ohm. Energía eléctrica, efecto Joule, potencia eléctrica, fuentes de energía eléctrica, fuerza electromotriz, electromotriz, asociación de resistencias resistencias en serie, en paralelo, nodo, malla. Condensadores, asociación de condensadores, energía almacenada en un condensador. Leyes de Kirchhoff, puente de Wheatstone, Wheatstone, instrumentos instrumentos eléctricos de medición, amperímetro, amperímetro, voltímetro, vatímetro. Magnetismo, definición y propiedades de un campo magnético, ley de Biot Savart, ley circuital de Ampere, fuerza de Lorentz, aplicaciones.
aplica correctamente correctamente las leyes de Paullete, la ley de Ohm.
Al finalizar la unidad el estudiante interpreta correctamente las ecuaciones de energía eléctrica, potencia eléctrica; resuelve correctamente ejercicios de asociación de resistencias y condensadores. Al finalizar la unidad el estudiante resuelve correctamente ejercicios de electrodinámica, electrodinámica, e interpreta correctamente correctamente las leyes de Kirchhoff Al finalizar la unidad el estudiante identifica correctamente correctamente las leyes del magnetismo y realiza aplicaciones del tema correspondiente. correspondiente.
6. METODOLO METODOLOGÍA GÍA
Las clases teóricas se desarrollarán coordinadamente, en correspondencia con los contenidos de las unidades respectivas. En el desarrollo de las clases de teoría se combinará el uso de las TICs con la resoluci reso lución ón de ejercicio ejercicioss en pizarra pizarra;; poniéndos poniéndose e énfasis énfasis en el análisis análisis de contenidos y sus aplicaciones posteriores. El docent docente e de la asign asignatu atura ra prese presenta ntará rá en cada cada ses sesión ión,, el funda fundamen mento to teórico y práctico de los distintos temas, según el orden que señala el prog progra rama ma anal analít ític ico, o, util utiliz izan ando do una una me meto todo dolo logí gía a ac acti tiva va part partic icip ipat ativ iva, a, propendiendo a la generación de ideas; planteando e induciendo soluciones a los diversos problemas relacionados con la mecánica y la electrodinámica. Se propiciará el trabajo en equipo de manera que los estudiantes desarrollen desarrollen la capacidad de identificar, formular y resolver en el futuro problemas de ingeniería, ingeniería, aplicando conocimientos de física. La modal modalida idad d del proces proceso o de enseña enseñanza nza-ap -apren rendiz dizaj aje, e, es presen presencia cial. l. Sin Sin emba em barg rgo o se hará hará uso uso del del ca camp mpus us virt virtua ual; l; es dec ecir ir el prof profes esor or de la asignatura en algunas unidades, unidades, podrá dejar en el virtual virtual class temas temas para lectura y/o tareas tareas de investigación investigación para los estudiantes. estudiantes. Eventualmente Eventualmente se pasar pasarán án alguno algunoss videos videos para para comple complemen mentar tar el proces proceso o de enseña enseñanza nza-aprendizaje. 4
El docente de mutuo acuerdo con los estudiantes y con el visto bueno de la autoridad competente podrá realizar alguna visita al mar u otro lugar para complementar complementar el proceso de enseñanza- aprendizaje.
7. SISTEMA SISTEMA DE EVALUACIÓN EVALUACIÓN
La evaluación del aprendizaje, se realizará del siguiente modo: PF= Promedio final EP= Examen parcial EF= Examen final PP= Promedio de prácticas
La programación de las prácticas calificadas comprende: - 02 prácticas prácticas antes del del Examen Parcial. - 03 prácticas prácticas antes del del Examen Final. El número mínimo de prácticas es cinco (5). Se elimina la nota más baja de las notas obtenidas, de modo que sólo se promedian las 04 notas más altas alcanzadas. Una de las Prácticas calificadas calificadas podrá ser un trabajo de investigación investigación grupal, sustentada en aula, haciendo uso de las TICs. 8. FUENTES DE INFORMACIÓN INFORMACIÓN
8.1.P 8.1.P.. T TIP IPLE LER, R, G. MOSC MOSCA A Físi Física ca para para la cien cienci cia a y la la tec tecno nolo logí gía. a. Volu Volume men nI y II. 5ta edición. Editorial Reverté. España 2005 8.2.HE 8.2.HEWIT WITT T PAUL G. Educación.
Física Física conc concept eptual ual.. 9na edició edición. n. Edito Editoria riall Pearso Pearson. n. México, 2004
8.3.S 8.3.SER ERWA WAY Y RAYM RAYMON OND D Físi Física ca para para cien cienci cias as e inge ingeni nier ería ía.. To Tomo mo II. II. Editorial Mc. Graw Hill. México, 2000 8.4.DO .DOUGLAS C. GIANCOLI Edición. Volumen I.
Física: Principios con aplicaciones es.. 6ta
Edit. Pearson Prentice Hall. México,1997 8.5.SEARS F., ZEMANSKY ZEMANSKY M. Física Universitaria. Universitaria. 9na edición. Volumen I y II. II. Editorial Pearson Educación. México, 1996 5
8.6.Software de Simulación Simulación de experimentos de física: - www.educ www.educaplu aplus.or s.org g - www.mod www.modellu ellus.or s.org g - www.fisicaentretenida.ji www.fisicaentretenida.jimdo.com mdo.com 9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES ACTIVIDADES UNIDAD DE APRENDIZ AJE
Unidad 1
Unidad 1
Unidad 2
Unidad 2
Unidad 3
Unidad 3 Unidad 4
FECHA
TEMA
EVALUACIÓN
Introducción. Cinemática de la partícula. Sistema de referencia. Vector posición. Velocidad media e instantánea. Aceleración media e instantánea. Cinemática bidimensional. Uso de las reglas básicas del cálculo diferencial aplicado a la cinemática de la partícula. Cinemática en tres dimensiones. Uso de las reglas básicas del cálculo integral aplicado a la cinemática de la partícula. Movimiento circular. Movimiento circular uniforme. Velocidad angular y tangencial. Movimiento circular Uniforme Variado. Aplicaciones. Aceleración angular y tangencial. Dinámica lineal.
Preguntas al estudiante(conocimie ntos previos)
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Preguntas de repaso al estudiante, participación participación en la resolución de ejercicios. Participación Participación de estudiantes en la resolución de ejercicios.
Preguntas de repaso al estudiante, participación participación en la resolución de ejercicios. Preguntas al estudiante (conocimientos previos). Preguntas de repaso al estudiante, participación participación en la resolución de ejercicios. Preguntas al
Unidad 4
Unidad 5
Unidad 5
Unidad 6
Unidad 6
Unidad 7
Unidad 7
Unidad 8
Unidad 8
Unidad 9 Unidad 9
Leyes de Newton. Cambio del momentum lineal. Primera práctica calificada Dinámica circular. Fuerza centrípeta. Aceleración centrípeta. Aplicaciones. Trabajo mecánico. mecánico. Trabajo realizado realizado por fuerzas variables. Aplicaciones. Trabajo realizado realizado por fuerzas conservativas. Aplicaciones. Energía mecánica. Energía Cinética. Energía potencial. Teorema del trabajo trabajo y la energía. Aplicaciones. Segunda práctica calificada. Impulso y cantidad de movimiento. Segunda ley de Newton. Conservación Conservación de la cantidad de movimiento. Aplicaciones. Choques y colisiones. Coeficiente de restitución. Choque elástico, inelástico, plástico. 7
estudiante(conocimie ntos previos) Ejecución de la primera práctica calificada Preguntas al estudiante (conocimientos previos) Participación Participación del estudiante en la resolución de ejercicios. Preguntas al estudiante (conocimientos previos) Preguntas de repaso al estudiante. Participación Participación en la resolución de ejercicios. Preguntas al estudiante (conocimientos previos) Ejecución de la segunda práctica calificada. Preguntas de repaso al estudiante. Participación Participación en preguntas de conceptos. Participación Participación del estudiante en la resolución de ejercicios. Preguntas al estudiante (conocimientos previos) Participación Participación del estudiante en la resolución de
Unidad 10 Unidad 11
Unidad 11
Unidad 12
Unidad 12
Unidad 13
Unidad 13
Unidad 14
Unidad 14 Unidad 15 Unidad 15
ejercicios. EXAME XAMEN N PARCI ARCIAL AL EXAM XAMEN PARC ARCIAL IAL Dinámica de cuerpo Preguntas de rígido. Momento de concepto al Inercia. Aplicaciones. Aplicaciones. estudiante. (conocimientos previos) Energía cinética de Participación Participación del rotación. Teorema estudiante en la de Steiner. resolución de ejercicios. Electrostática, Electrostática, carga Preguntas de eléctrica, unidades concepto al de carga, formas de estudiante electrizar un cuerpo, (conocimientos conservación de la previos). carga. Tercera práctica práctica Ejecución de la calificada. tercera práctica calificada. Leyes de la Preguntas de electrostática, concepto al principio de estudiante. superposición, (conocimientos aislantes y previos) conductores. Campo eléctrico. Aplicaciones. Intensidad de campo Participación Participación del eléctrico, campo estudiante en la eléctrico de un resolución de dipolo. Ley de ejercicios. Gauss. Aplicaciones. Aplicaciones. Distribución Preguntas de continua de carga, concepto al densidad lineal de estudiante. carga, densidad (conocimientos superficial de carga, previos) densidad volumétrica de carga. Cuarta práctica Ejecución de la cuarta calificada. práctica calificada. Potencial eléctrico, Preguntas de superficies concepto al equipotenciales. estudiante. Aplicaciones. Participación Participación en clase. Electrodinámica, Participación Participación del corriente eléctrica, estudiante en la 8
Unidad 16
Unidad 16
Unidad 17
Unidad 17
Unidad 18
Unidad 18
10.
corriente continua, corriente alterna, intensidad de corriente eléctrica, resistencia eléctrica, Leyes de Paullet. Resistividad. Ley de Ohm, energía eléctrica, potencia eléctrica, efecto joule, fuerza fuerza electromotriz. Asociación de resistencias serie y paralelo. Condensadores, Asociación de condensadores. Quinta práctica calificada Nodo, malla. Leyes de Kirchhoff, puente de Wheatstone. Aplicaciones Aplicaciones del tema. Instrumentos eléctricos de medición, amperímetro, voltímetro, vatímetro. Aplicaciones. Magnetismo, propiedades de imanes, flujo magnético, fuerza magnética, ley de Biot Savart. Fuerza de Lorentz, ley circuital de ampere, fuerza magnética entre dos conductores. Aplicaciones.
resolución de ejercicios.
Preguntas de concepto al estudiante en la resolución de ejercicios.
Ejecución de la quinta práctica calificada. (Trabajo de Investigación) Preguntas de concepto al estudiante (conocimientos previos) Participación Participación del estudiante en la resolución de ejercicios.
Preguntas de concepto al estudiante (conocimientos previos) Resolución de ejercicios con la participación participación de estudiantes.
FEC FECHA DE ACT ACTUA UALI LIZA ZAC CIÓN IÓN: 03 de Junio del 2013. 9
