UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DIRECCION DE ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL FÍSICA I I. INFORMACIÓN GENERAL CODIGO : CB115 SEMESTRE : 1 CREDITOS : 5 (Teoría – Práctica Práctica - Laboratorios) HORAS POR SEMANA: 6 (Teoría – PRERREQUISITOS : Ninguno CONDICION : Obligatorio DEPARTAMENTO : Ciencias Básicas PROFESOR : Dr. Luis A. Mosquera Leiva PROFESOR E-MAIL :
[email protected] II. SUMILLA DEL CURSO El curso brinda al estudiante un buen nivel de comprensión de los conceptos físicos básicos, su modelamiento matemático y estudio experimental haciendo uso del método científico. Desarrolla la habilidad de aplicar estos conocimientos de las leyes de la naturaleza a situaciones concretas en los campos de la mecánica de sólidos, fluidos, fenómenos de transporte y termodinámica, con especial énfasis en el análisis de problemas relacionados con la Ingeniería Civil.
III. COMPETENCIAS DEL CURSO 1. Utiliza adecuadamente los sistemas de referencia aplicados a la cinemática, dinámica, trabajo y energía de la partícula y del cuerpo rígido. 2. Analiza y resuelve problemas respecto de elasticidad y deformación de los cuerpos. 3. Comprende y resuelve problemas de la dinámica de un sistema de partículas y la dinámica de cuerpo rígido relacionándolos con problemas de la ingeniería civil. 4. Comprende la aplicación de conceptos de hidrostática y fenómenos de transporte. 5. Interpreta los principios básicos de los sistemas termodinámicos. 6. Desarrolla la habilidad del estudiante en la solución de problemas, utilizando modelos físicos.
IV. UNIDADES DE APRENDIZAJE 1. MECÁNICA/ 16 HORAS HORAS Introducción al movimiento de la partícula: Movimiento de un cuerpo de aceleración dependiente de la tiempo, posición y de la velocidad/ Movimiento de la partícula en coordenadas cartesianas, polares, cilíndricas y esféricas/ Movimiento curvilíneo. Coordenadas normales y tangenciales/ Movimiento relativo y ligaduras. Las Leyes de Newton/ Representación en diversos sistemas de coordenadas/ Cantidad de movimiento lineal y angular, Impulso/ Sistemas no inerciales inerciales de referencia y fuerzas ficticias. Integrales de movimiento, trabajo de fuerzas constantes y variables/ Energía cinética y el teorema Trabajo – Energía. Potencia. Energía potencial: Gravitatoria y Elástica/ Conservación de la energía/ Sistemas conservativos y no conservativos/ Movimiento orbital y fuerzas centrales.
2. DINAMICA DE UN SISTEMA SISTEMA DE PARTICULAS / 16 HORAS HORAS Centro de masa/ Movimiento del centro de masa/ Cantidad de movimiento lineal de una partícula y de un sistema de partículas/ Fuerzas internas y externas/ Conservación de la cantidad de movimiento lineal. Sistemas de masa variable/ Energía cinética y potencial de un sistema de partículas/ Colisiones elásticas é inelásticas. 1
El cuerpo rígido/ Momento de inercia/ Momento angular de un cuerpo rígido/ Ecuaciones del movimiento del cuerpo rígido: traslación y rotación. Trabajo, energía, potencia y cantidad de movimiento de un cuerpo rígido/ Conservación de la Energía.
3. EQUILIBRIO Y ELASTICIDAD / 8 HORAS Composición de fuerzas concurrentes y no concurrentes/ Fuerzas de fricción, cono de rozamiento/ Centro de gravedad/ Equilibrio de los cuerpos rígidos Concepto de Elasticidad/ Esfuerzo y Deformación/ Ley de Hooke/ Módulo elástico/ Coeficiente de Poisson/ Módulo de Young/
4. MECANICA DE FLUIDOS / 8 HORAS La Ley general de la hidrostática/ Fuerza sobre superficies sumergidas/ Centro de presión/ Principio de Arquímedes. Conceptos generales/ Ecuaciones de Continuidad y Bernoull/ Fuerza de sustentación. 5. FENÓMENOS DE TRANSPORTE / 4 HORAS Difusión molecular. Conducción térmica. Viscosidad/ Aplicaciones: Poiseuille/ Stokes. Reynolds. 6. TERMODINAMICA / 4 HORAS Temperatura/ Calor y la primera ley de termodinámica/ Entropía y la segunda ley de la termodinámica. V. LABORATORIOS Y EXPERIENCIAS PRÁCTICAS Laboratorio 1: Cinemática Laboratorio 2: Dinámica Laboratorio 3: Trabajo y Energía Laboratorio 4: Dinámica de Rotación Laboratorio 5: Hidrodinámica VI. METODOLOGIA El curso se imparte mediante clases teóricas, prácticas de aula y de laboratorio adecuadamente programadas. Los principios fundamentales de la física impartidos en el aula, son ilustrados de manera didáctica con ejemplos específicos ayudados con materiales audiovisuales. La enseñanza se refuerza mediante el desarrollo de problemas de diferentes grados de dificultad, motivando al alumno a desarrollar su capacidad de análisis. Al usar la bibliografía recomendada para cada tema, adquiere destrezas y habilidad de pensar y actuar como Ingeniero Civil.
VII. FORMULA DE EVALUACION: SISTEMA G El Promedio Final PF se calcula tal como se muestra a continuación:
PF = (EP + EF + PP) / 3
PP = (∑ 3 mejores PA + 5ta PA + ∑ 4 mejores PL) /8
EXAMEN PARCIAL EP EXAMEN FINAL EF PROMEDIO DE PRÁCTICAS PP
PRACTICAS DE AULA PA PRACTICAS DE LABORATORIO PL
VIII. BIBLIOGRAFIA 1. SEARS, ZEMANSKY, YOUNG, FREEDMAN. “FISICA UNIVERSITARIA” Vol 1. 2004 2. TIPLER, MOSCA. “FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA”. Vol 1. Ed. Reverté. 2006 3. M. Alonso, E. J. Finn. “Física Vol I ”. Georgetown University. Addison – Wesley 1995.
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