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CALCULO APLICADO A LA FISICA 1 (100000T02L)
Agosto 2018
1. DATOS GENERALES
1.1 Coordinador Elías Catalán Sánchez
1.2 Créditos: 5
1.3 Horas semanales: 6
1.4 Modalidad PRESENCIAL
1.5 Facultad CIENCIAS
1.6 Competencias asociadas por carrera:
Carrera Competencias
INGENIERÍA STEM: N1 (Usando conocimientos básicos de matemática y geometría, el estudiante establece secuencias lógicas que le permiten esquematizar, leer e interpretar información, con el fin de establecer procesos de solución a una situación problema estudiada.)
2. FUNDAMENTACIÓN
Esta asignatura permite que el estudiante desarrolle habilidades básicas de análisis y razonamiento cuantitativo aplicando modelos matemáticos a sistemas mecánicos concretos para explicar el por qué y cómo funcionan estos sistemas. Así mismo incorpora herramientas conceptuales de la mecánica clásica importantes para sus cursos posteriores de ingeniería.
3. SUMILLA
Este curso desarrolla habilidades de razonamiento cuantitativo para los elementos de la mecánica como cinemática, dinámica, estática y energía para una partícula y un sólido rígido. En ese sentido, abarcará los siguientes tópicos: Cinemática de una partícula, cinemática bidimensional, movimiento circunferencial, equilibrio de una partícula, equilibrio de un sólido, dinámica lineal (leyes de Newton), cantidad de movimiento, impulso, colisiones, dinámica circunferencial, dinámica del movimiento armónico simple, trabajo mecánico, energía mecánica y conservación de la energía, rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo y movimiento de rotación.
4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE
Al final del curso, el estudiante utiliza modelos matemáticos de la mecánica calculando magnitudes de sistemas concretos.
5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE:
Unidad de aprendizaje 1 Medición y unidades
Semana Semana 1 Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante opera con magnitudes físicas considerando el sistema internacional. Temario ● 1.Álgebra básica: Suma y resta de fracciones, teoría de exponentes, 2.Representación, módulo y dirección de un vector
- La física y el método científico
- Magnitudes físicas 4.1 Conversión de unidades, notación científica, cifras significativas y orden de magnitud 4.2 Ecuaciones dimensionales. Unidad de aprendizaje 2 Cinemática
Semana Semana 2, Semana 3, Semana 4 Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante explica el movimiento de una partícula calculando magnitudes a partir de las ecuaciones de movimiento y/o gráficos de movimiento. Temario ● 1. Suma y resta de vectores en dos dimensiones.
- Módulo y dirección del vector resultante.
- Derivadas básicas e integrales.
- Movimiento Rectilíneo y curvilíneo de una partícula: Velocidad media e instantánea. Aceleración media e instantánea. 4.1 Movimiento rectilíneo uniforme. 4.2 Movimiento uniformemente variado, caída libre, 4.3 Movimiento de proyectiles. 4.4 Movimiento Circunferencial: velocidad angular y aceleración angular. 4.5 Movimiento circunferencial uniforme y uniformemente variado. 4.6 Componentes tangencial y normal de la aceleración.
Unidad de aprendizaje 3 Estática
Semana Semana 5, Semana 6 Logro específico de aprendizaje Al finalizar la unidad, el estudiante aplica las condiciones de equilibrio en cuerpos rígidos. Temario ● 1. Descomposición vectorial de la fuerza: dos y tres componentes y fuerza resultante.
- Producto escalar.
- Conceptos de Fuerza. tercera Ley de Newton.
- Centro de masa y centro de gravedad.
- Primera condición de equilibrio: Traslación. 5.1 Sistema de fuerzas coplanares.
La asignatura es un curso teórico práctico que permite que los estudiantes construyan sus aprendizajes bajo la guía del docente en forma colaborativa y autónoma, así mismo fortalecer las competencias de trabajo en equipo y razonamiento cuantitativo.
Para el desarrollo de la asignatura se tiene sesiones presenciales en aula y en laboratorio. En las sesiones presenciales se incorporan ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos digitales publicados en la plataforma virtual. Durante estas clases está previsto construir y aclarar conceptos físicos con algún experimento demostrativo virtual o presencial y resolver ejercicios estableciendo espacios de debate con los estudiantes. Los estudiantes desarrollarán trabajos grupales calificado, individualmente se evaluarán sobre aspectos conceptuales y se agruparán resolviendo ejercicios para consolidar los temas desarrollados en clase, colaborativamente, apoyándose con sus apuntes de clase y con la orientación del docente.
En las sesiones de laboratorio desarrollarán experimentos trabajando colaborativamente y apoyándose con una guía de trabajo, en las diferentes etapas de la experimentación como son el montaje del experimento, la adquisición y tratamiento de datos, el análisis de resultados y estableciendo las conclusiones.
Los estudiantes reforzarán su aprendizaje a través de lecciones que serán presentadas en el aula virtual Canvas. En esta plataforma podrán encontrar materiales sobre los aspectos principales del curso, ejercicios resueltos y ejercicios propuestos, estos materiales contribuirán a su preparación para afrontar exitosamente las evaluaciones.
Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son:
- Aprendizaje autónomo
- Aprendizaje para la era digital.
- Aprendizaje colaborativo
Este curso cuenta con el servicio gratuito de tutoría académica. En caso de que el alumno desee reforzar los temas vistos en clase puede acceder gratuitamente al portal https://tutorvirtual.utp.edu.pe/, e ingresar con el usuario y contraseña institucional.
7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
PC01 (5)+ LC01 (5) + LC02 (5) + EP1 (5)+ EXPA (20) + LC03 (5) + PC02 (10) + LC04 (5) + EP
(5) + TF (15) + EXFN (20)
Descripción de la evaluación PC = Práctica Calificada (presencial e individual). LC = Laboratorio Calificado (se realizarán 4 laboratorios durante el ciclo. Su evaluación es de carácter mixto: Individual: En la plataforma educativa se implementará una prueba tipo test sobre el video del experimento del laboratorio con un peso máximo de 8/20. Grupal: Al finalizar el experimento en el laboratorio, el grupo de estudiantes de cada mesa presentará un reporte escrito de resultados. El reporte tendrá una calificación máxima de 12/ EXPA = Evaluación parcial. Es presencial e individual. EP = Evaluación permanente (No recuperable) Cada EP (evaluación permanente) es el resultado de 4 actividades de trabajo grupal (talleres). Se realizará 8 actividades de trabajo grupal calificado durante el ciclo (EP1 y EP2). Los 4
primeros talleres corresponden a EP1 y los 4 últimos talleres a EP2. Cada actividad consta de dos tipos: Conceptual-individual: en plataforma mediente un test de preguntas, peso máximo 20% de la nota final. Grupal: peso máximo el 80% de la nota final. TF = Trabajo Final (proyecto). No recuperable EXFN = Evaluación Final.
La nota obtenida en el EXPA reemplaza a la PC1 no rendida o en el caso de que la PC1 sea menor. La nota obtenida en el EXFN reemplaza la nota NS de la PC2 o en el caso que la PC2 sea menor. Los alumnos que no rindan el EXFN o el EXPA pueden dar el Examen Rezagado, que, a su vez, reemplazará la nota de la PC que corresponda, según la indicación anterior. No es necesario que el alumno gestione trámite alguno para que este remplazo se realice. El examen de rezagado evalúa todo el curso.
8. FUENTES DE INFORMACIÓN Fuentes de consulta obligatoria Serway, R. y Jewett, J. (2015). Física para ciencias e ingeniería. Volumen 1. México: Thomson. Sears F., Zemansky M., Young D., y Freedman R. (2013). Física Universitaria.Volumen 1. Décima-primera edición. México: Editorial Pearson.
Fuentes de consulta complementaria Feynman, R. y otros. (2005) Física.Volumen 1. Panamá: Fondo Educativo interamericano. Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K. (2008) Física. Volumen 1. México: Ed. Continental. Tipler, P., Mosca, G. (2010). Física para la ciencia y la tecnología. Volumen 1. México: Ed. Reverté.
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Unidad de aprendizaje Semanas Temario Actividades y Evaluaciones 1
Medición y unidades
Semana 1 1.Álgebra básica: Suma y resta de fracciones, teoría de exponentes, 2.Representació n, módulo y dirección de un vector
- La física y el método científico
- Magnitudes físicas
Taller 01 Formación de grupos para el proyecto de clase
(^1) Solo se puede rezagar el examen final.
Componentes tangencial y normal de la aceleración. Estática Semana 5, Semana 6
Descomposición vectorial de la fuerza: dos y tres componentes y fuerza resultante.
- Producto escalar.
- Conceptos de Fuerza. tercera Ley de Newton.
- Centro de masa y centro de gravedad.
- Primera condición de equilibrio: Traslación. 5.1 Sistema de fuerzas coplanares.
- Momento de una fuerza o torque 6.1 Segunda Condición de equilibrio: Rotación.
Avance de proyecto Laboratorio calificado 2
Semana 5 -Presentación del avance de proyecto Semana 6 - Laboratorio calificado 2
Dinámica Semana 7, Semana 8, Semana 9, Semana 10
Descomposición de vectores en dos y tres dimensiones.
- Leyes de Newton. Fuerzas internas y externas.
- Fuerza y momento lineal (cantidad de movimiento lineal). Aplicaciones. 3.1 Cantidad de movimiento y
Taller 3. Taller 4. Examen parcial. Laboratorio calificado 3. Avance de proyecto.
Semana 7 - Taller 3, avance de proyecto. Semana 8 - Taller 4. Semana 9 - Examen parcial. Semana 10 - Laboratorio calificado 3, avance de proyecto
choques. 3.2 Segunda ley de Newton aplicada al movimiento circunferencial 3.3 Fuerza de fricción: Coeficiente de fricción: estático y dinámica. 3.4 Dinámica del M.A.S Trabajo y energía
Semana 11, Semana 12, Semana 13
- Producto escalar y sus propiedades, integral definida, integral de línea,
- Derivadas básicas.
- Trabajo y energía 3.1 Concepto de trabajo. Trabajo de fuerzas constantes y variables. 3.2. Energía cinética. Teorema del trabajo y la energía cinética. 3.3. Energía Potencial. Aplicaciones. Fuerzas conservativas. Fuerza elástica y gravitatoria. Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica. 3.4 Energía mecánica y conservación de la energía
Taller 5 Taller 6 Taller 7 Avance de proyecto
semana 11 - Taller 5 semana 12 - Taller 6, avance de proyecto semana 13 - Taller 7
