1

SLABO ZF03 MECNICA 2015-2

1. DATOS GENERALES

Facultad: rea de ciencias

Carrera: Todas las carreras de ingeniera

Coordinador: Elas Cataln Snchez

Requisitos: Matemtica bsica 2 (ZM02) Fsica general (ZF00)

Competencias: Criterio Cientfico

Nmero de Crditos 04

Nmero de horas

Horas tericas-prcticas

Horas de evaluacin

Horas trabajo autnomo reflexivo

Total

56 02 08 66

2. FUNDAMENTACIN Esta asignatura es importante porque permite que el estudiante comprenda los

fenmenos fsicos que lo rodean y que estn presentes en la naturaleza y en la industria.

Permitir adems que el estudiante entienda el por qu y cmo funcionan estos

fenmenos, y de qu manera pueden ser mejorados y/o controlados en relacin al rea

de ingeniera correspondiente.

3. SUMILLA Este curso es de carcter terico, prctico y experimental y abarcar los siguientes

tpicos: Uso de las reglas bsicas del clculo (diferencial e integral) aplicado a la

cinemtica de una partcula, cinemtica bidimensional, movimiento circular, dinmica

lineal( leyes de Newton), dinmica circular, trabajo mecnico, energa mecnica y

conservacin de la energa, momento lineal y sus conservacin, impulso y colisiones,

rotacin de un cuerpo rgido alrededor de un eje fijo, movimiento de rotacin y cantidad

de movimiento angular.

4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE Al final del curso el estudiante utilizar correctamente las ecuaciones de la cinemtica y dinmica de una partcula y explicara las leyes bsicas del movimiento de una partcula.

5. UNIDADES Y LOGROS ESPECFICOS DE APRENDIZAJE

Unidad de aprendizaje 1: Cinemtica

Semana: 1,2 y 3

Logro especfico de aprendizaje Al finalizar la unidad el estudiante plantea y aplica las ecuaciones para el movimiento de una partcula en una , dos y tres dimensiones

2

Temario

Introduccin al clculo diferencial y al clculo integral.

Movimiento Rectilneo y curvilneo de una partcula: Velocidad media e instantnea. Aceleracin media e instantnea. Movimiento rectilneo uniforme. Movimiento uniformemente variado. Aplicaciones.

Movimiento de proyectiles. Cada libre y movimiento parablico. Ecuacin de la trayectoria. Aplicaciones

Movimiento Circular: Velocidad angular y aceleracin angular. Movimiento circular uniforme. Movimiento circular uniformemente variado. Componentes tangencial y normal de la aceleracin. Aplicaciones.

Unidad de aprendizaje 2: Dinmica

Semana: 4, 5 y 6

Logro especfico de aprendizaje Al finalizar la unidad el estudiante analiza y aplica leyes de la dinmica al movimiento de los cuerpos.

Temario

Conceptos de Fuerza. Leyes de Newton Fuerzas internas y externas. Masa inercial. Fuerza y momento lineal. Aplicaciones.

Segunda ley de Newton aplicada al movimiento circular, movimiento circular no uniforme, movimiento en presencia de fuerzas resistivas. fuerza de friccin: Coeficiente de friccin: esttico y dinmica. Aplicaciones

Unidad de aprendizaje 3: Trabajo y energa

Semana: 7,8 y 9

Logro especfico de aprendizaje Al fin de la unidad el alumno identifica y aplica el trabajo de las fuerzas conservativas y no conservativas al movimiento de los cuerpos.

Temario

Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energa cintica. Teorema del trabajo y la energa cintica. Energa Potencial. Aplicaciones.

Fuerzas conservativas. Fuerza elstica y gravitatoria. Energa potencial gravitatoria y energa potencial elstica. Energa mecnica y conservacin de la energa mecnica. Potencia. Aplicaciones.

Principio de conservacin de la energa. Sistemas conservativos y no conservativos. Sistema de partculas y su relacin con el caso de una partcula. Aplicaciones.

3

Unidad de aprendizaje 4: Cantidad de movimiento lineal y colisiones

Semana: 10 y 11.

Logro especfico de aprendizaje Al finalizar la unidad el alumno describe y plantea las ecuaciones para las colisiones en una y dos dimensiones.

Temario

Momento lineal y su conservacin, impulso y momento lineal, colisiones elsticas e inelsticas en una y dos dimensiones

Dinmica de un sistema de partculas. Centro de masa (CM). Movimiento del CM. Velocidad y aceleracin. Momento lineal de un sistema de partculas. Aplicaciones

Unidad de aprendizaje :5 Cintica y dinmica del cuerpo rgido

Semana: 12,13 y 14.

Logro especfico de aprendizaje Al finalizar la unidad el alumno describe y plantea las ecuaciones para el movimiento de una un cuerpo rgido.

Temario

Movimiento rotacional de un sistema de partculas. Conservacin del momento angular. Momento de inercia de un sistema de partculas y de un cuerpo rgido. Torque y momento angular. Torque y momento de inercia. Aplicaciones.

Energa Cintica de un cuerpo rgido. Energa cintica de rotacin y traslacin. Conservacin de la energa. Energa cintica y momento de inercia. Energa mecnica de un cuerpo rgido. Aplicaciones

6. METODOLOGA Se dictarn clases con ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos

digitales publicados en la plataforma virtual y con ejercicios prcticos. Los alumnos

desarrollarn experimentos en los laboratorios trabajando de manera individual y grupal.

En el laboratorio se promover la formacin de grupos pequeos y se les dar gua de Laboratorio. El curso tiene un componente virtual en la plataforma NIMBUS, donde los alumnos refuerzan su aprendizaje a travs de lecciones SCORM. Adems la plataforma contiene las actividades correspondientes al trabajo autnomo reflexivo. Los principios de aprendizaje que se promovern en el curso son:

4

Aprendizaje autnomo

Aprendizaje para la era digital.

Aprendizaje colaborativo

7. SISTEMA DE EVALUACIN El curso tendr las siguientes evaluaciones:

Tipo Descripcin nota

Fecha Observacin Recuperable

PC1 Prctica Calificada 1

4

Prctica grupal (Equipos de 4 estudiantes) realizada durante la sesin de clase

NO

PC2 Prctica Calificada 2

7

Prctica grupal (Equipos de 2 estudiantes) realizada durante la sesin de clase

NO

PC3 Prctica Calificada 3

10

Prctica individual realizada durante la sesin de clase

NO

PC4 Prctica Calificada 4

13

Prctica individual realizada durante la sesin de clase

NO

PL Laboratorios Se realizarn 4 laboratorios durante el ciclo. La evaluacin del laboratorio ser de carcter mixto: Individual: En la plataforma educativa se implementar una prueba tipo test sobre el video del experimento del laboratorio con un peso mximo de 8/20. Grupal: Al finalizar el experimento en el laboratorio, el grupo de estudiantes de cada mesa presentar un informe escrito de resultados. El informe tendr una calificacin mxima de 12/20

NO

EF Examen Final Examen Individual SI

El clculo del promedio final se har de la siguiente manera: 0.1(PC1) + 0.1(PC2) + 0.1(PC3) + 0.20(PC4) + 0.2(PL) + 0.30(EF) Donde:

5

PL = ( LC1 + LC2 + LC3 +LC 4)/ 4

Nota:

Solo se podr rezagar el examen final.

El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.

No se elimina ninguna prctica calificada.

No se elimina ningn laboratorio calificado.

La nota mnima aprobatoria es 12 (doce).

La segunda y la cuarta prctica calificada incluirn la calificacin del trabajo autnomo reflexivo respectivo.

8. FUENTES DE INFORMACIN

BIBLIOGRAFIA BSICA - Serway, R. y Jewett, J.W.(2009) Fsica para ciencias e ingeniera. Volumen I.

Mxico. Ed. Thomson. - Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K.S.(2008) Fsica. Volumen I. Mxico. Ed.

Continental. - Sears F., Zemansky M.W., Young H. D., Freedman R.A. (2004) Fsica Universitaria

Volumen I Undcima Edicin. Mxico. Pearson Educacin. COMPLEMENTARIA - Tipler, P., Mosca, G. (2010) Fsica para la ciencia y la tecnologa. Volumen I.

Mxico Ed. Revert . - Feynman, R.P. y otros. (2005) Fsica. Vol. I. Panam. Fondo Educativo

interamericano.

9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

Unidad de aprendizaje

Semanas sesin Tema Actividades y Evaluaciones

Unidad 1: Cinemtica

1

1 Introduccin al clculo diferencial

-Formacin de grupos A y B -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2 Introduccin al clculo integral

2

1 A :Laboratorio 1 -Realizacin del

Laboratorio: Movimiento en cada libre -Participacin del alumno en la solucin de problemas.

B: Prctica dirigida

2 B: Laboratorio 1

A: Practica dirigida

6

3

1

Movimiento Rectilneo y curvilneo de una partcula: Velocidad media e instantnea. Aceleracin media e instantnea. Movimiento rectilneo uniforme. Movimiento uniformemente variado. Aplicaciones.

-No presencial: Estudio del movimiento parablico de proyectiles con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2

Movimiento de proyectiles cada libre y movimiento parablico. Ecuacin de la Trayectoria

Unidad 2: Dinmica

4

1

Conceptos de Fuerza.

Fuerza de friccin.

Coeficiente de friccin:

esttico y dinmico.

Aplicaciones.

-No presencial: Estudio de los diferentes tipos de fuerza con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2 Primera prctica calificada Practica grupal de 4

5

1

A: Laboratorio 2 -Realizacin del laboratorio: Segunda ley de Newton -Participacin del alumno en la solucin de problemas

B: Practica dirigida

2

B: Laboratorio 2

A: Practica dirigida

6

1

Leyes de Newton, Fuerzas internas y externas. Masa

inercial. Fuerza y momento lineal.

Aplicaciones.

- No presencial: Estudio los diferentes tipos de fuerzas y algunos ejemplos con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2

Segunda ley de Newton aplicada al movimiento

circular uniforme. Movimiento circular no

uniforme

Unidad 3: Trabajo y Energa

7 1

Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energa cintica. Teorema del trabajo y la energa cintica. Energa potencial. Aplicaciones

- No presencial: Estudio de trabajo de fuerzas variables con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. -Participacin del alumno

7

en la solucin de problemas

2 Segunda prctica calificada

Prctica grupal de 2. Evaluacin del primer trabajo autnomo reflexivo.

8

1 A: Laboratorio 3 -Realizacin del

laboratorio: Ley de Hooke y cambios de energa potencial -Participacin del alumno en la solucin de problemas -

B: Prctica dirigida

2 B: Laboratorio. 3

A: Prctica dirigida

9

1

Fuerzas conservativas y no conservativas, fuerza elstica y

gravitacional. Energa potencial gravitacional y

energa potencial elstica. Energa mecnica. Potencia y

aplicaciones

Participacin del alumno en la solucin de problemas - No presencial: Estudio de la conservacin de la energa mecnica y sus aplicaciones con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP.

2

Relaciones entre fuerzas conservativas y la energa potencial. Conservacin de la fuerza mecnica y aplicaciones

Unidad 4: momento

lineal y colisiones

10

1

Momento lineal y su conservacin. Impulso y Cantidad de movimiento, Colisiones. Colisiones elsticas e inelsticas en una dimensin. Colisiones bidimensional. Centro de masa. Movimiento de un sistema de partculas

-No presencial: Estudio de las colisiones elsticas e inelsticas y sus caractersticas con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2 Tercera prctica calificada Practica individual

11

1

A: Laboratorio 4 -Realizacin del laboratorio: Colisiones en dos dimensiones Participacin del alumno en la solucin de problemas

B: Prctica dirigida

2

B: Laboratorio 4

A: Prctica dirigida

8

Unidad 5.

Cinemtica y dinmica del cuerpo rgido

12

1 Rotacin de un cuerpo rgido.Desplazamiento, velocidad y aceleracin angulares. Cinemtica rotacional: Movimiento rotacional con aceleracin angular constante

-No presencial: Estudio del momento de inercia de diferentes geometras con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP. -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2 Cantidades angulares y lineales. Energa rotacional. Calculo de momentos de inercia Momento de torsin.

13

1

Relacin entre momento de torsin y aceleracin

angular. Trabajo, potencia y energa en el

movimiento rotacional

-No presencial: Estudio del trabajo, potencia y energa en el movimiento rotacional con recursos de la plataforma educativa de UTP Participacin del alumno en la soluciones de problemas

2 Practica calificada 4.

Practica individual. Evaluacin. Presentacin del segundo trabajo reflexivo

14

1

Movimiento rotacional de un sistema de partculas.

Conservacin del momento angular.

Momento de inercia de un sistema de partculas y de un cuerpo rgido. Torque y momento angular. Torque

y momento de inercia, aplicaciones

-No presencial: Estudio de los giroscopios y trompos con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participacin del alumno en la solucin de problemas

2

Energa cintica de un cuerpo rgido. Energa cintica de rotacin y

traslacin. Conservacin de la energa. Energa

cintica y momento de inercia. Energa mecnica

de un cuerpo rgido, aplicaciones

15 Examen final

Nota. El trabajo autnomo reflexivo comprende las siguientes actividades

9

Actividad Semana Horas

Primer trabajo Autnomo Reflexivo 07 04

Segundo Trabajo Autnomo reflexivo 13 04

10. FECHA DE ACTUALIZACIN:18/03/2015