UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR

Nit. 892 300 285 6

FACULTAD DE INGENIERA Y TECNOLGICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

IDENTIFICACIN

Nombre de la asignaturaMecnica

Cdigo de la asignaturaFS314

Programa AcadmicoIngeniera Agroindustrial, Ingeniera de Sistema, Ingeniera Ambiental y Sanitaria e Ingeniera Elec trnica

Intensidad horaria semanalDocencia Directa: 6 hrTrabajo Independiente: 8 hr

Crditos acadmicos4

Requisitos

Departamento oferenteFsica

TipoTerico-Prctica

PRESENTACIN

La "Mecnica " es el primer contacto del estudiante con un modelo matemtico de la Fsica, en particular con la Mecnica Clsica de Newton.

Se pretende que el estudiante al apropiarse de los conceptos y leyes de la mecnica, comience a abandonar los esquemas de sentido comn que lo han acompaado en las explicaciones de los fenmenos de la naturaleza y enfrente problemas y situaciones fsicas con fundamento en el conocimiento cientfico.

Para ello se enfatiza en la interpretacin de las leyes y fenmenos abandonando la idea del estudio de la fsica como el conocimiento de frmulas y leyes que se recitan y sirven para "resolver problemas" que no necesariamente se comprenden. Es primordial entonces orientar al estudiante en la comprensin de los modelos matemticos interpretando cada uno de los parmetros involucrados, a enfrentar los fenmenos por medio de la aplicacin de estos modelos a hechos concretos propuestos como situaciones problmicas y a explicar correcta y rigurosamente, en forma escrita u oral, los resultados obtenidos.

Se inicia con una breve introduccin a los vectores continuando con el estudio de fuerza, movimiento de la partcula y movimiento relativo clsico. La exposicin contina trabajando la dinmica de la partcula, conservacin de la energa, dinmica del sistema de partculas, para finalizar con las interacciones gravitacionales.

JUSTIFICACION

Teniendo en cuenta la importancia de la fsica para el anlisis y comprensin de los fenmenos naturales, este curso de Mecnica, pretende dar las bases conceptuales y tericas que sern esenciales para los estudiantes al momento de intentar analizar y describir los diferentes fenmenos de la naturaleza asociados con las diferentes aplicaciones y desarrollos tanto en el campo tecnolgico como en el cientfico, lo cual le ser de mucha utilidad en su quehacer pedaggico como docente.

El curso pretende adems que los estudiantes adquieran un conocimiento bsico sobre algunos conceptos y leyes enmarcadas dentro del formalismo de la mecnica clsica de Newton. Principalmente en lo referente a la descripcin del movimiento (a bajas velocidades) y de las leyes que rigen tales movimientos, tanto de una partcula simple como de un sistema de partculas y de manera general, para cuerpos rgidos.

OBJETIVOS GENERALES

Fomentar en los estudiantes el conocimiento acerca de los principios y leyes enmarcado dentro de la Mecnica Newtoniana y sus relaciones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Distinguir entre los diferentes tipos de medidas y de magnitudes. Identificar las caractersticas principales del espacio, tiempo y masa sobre las cuales se fundamenta la Mecnica Newtoniana. Aplicar las leyes de Newton en la solucin de problemas mecnicos. Aplicar las leyes de conservacin con el fin de modelar fenmenos asociados con el balance de masas, energas y momentum. Establecer y aplicar los principios que rigen el equilibrio de un cuerpo. Establecer y aplicar la relacin entre trabajo y la energa. Analizar la interaccin entre dos cuerpos para establecer el concepto de campo gravitacional. Aplicar los principios y leyes que fundamentan la Mecnica Newtoniana en la descripcin de diferentes sistemas que puedan modelarse como partculas o como cuerpos rgidos.

Desarrollar en el estudiante habilidades que le permitan analizar, entender, describir, modelar y controlar diferentes sistemas mecnicos, ya sean estos naturales o artificiales.

COMPETENCIAS GENERALES

Considerando que el desarrollo de competencias busca equilibrar el saber qu, el saber cmo hacer y el saber ser, el curso de Mecnica Newtoniana busca facilitar en los estudiantes las siguientes competencias:

Desarrolla habilidades y destrezas que le permitan, al estudiante, mediante el razonamiento, el anlisis, la visualizacin, la construccin la investigacin y la reflexin interpretar de forma eficaz los diferentes fenmenos fsicos estudiados desde la cinemtica, la esttica y la dinmica. Propone y plantea problemas prcticos conceptuales y tericos mediante la interpretacin de fenmenos fsicos a partir de datos intuitivos y tericos, partiendo de las bases conceptuales adquiridas en el desarrollo de las clases, logrando que el estudiante resuelva problemas de anlisis y sntesis de sistemas mecnicos construidos desde la perspectiva que le presentar su ejercicio profesional como docente. Argumenta y justifica el porqu de las leyes y principios fsicos a utilizar en la resolucin de problemas prcticos tericos y conceptuales especficos de las diferentes reas de actividad de su profesin utilizando correctamente los cdigos y smbolos propios de la asignatura.

Promueve y despierta en el estudiante sentido de trabajo en equipo, de responsabilidad, de solidaridad, sentido de identidad y pertenencia para ayudar a enriquecer el ejercicio de la academia. Al tiempo que valora y reconoce los aportes de las personas que han contribuido con el avance de la disciplina.

ESTRATEGIAS METODOLGICAS

Este curso de Mecnica Newtoniana promover el auto-aprendizaje, por lo que constantemente se asignaran lecturas de temas especficos, al igual que se presentar al estudiante situaciones y problemas de anlisis para ampliar los conceptos desarrollados en cada temtica. La clase magistral se usar para la exposicin y discusin de conceptos, fundamentos y problemas tanto por el docente como por los estudiantes, promoviendo la disertacin y el anlisis grupal de problemas. Se harn defensas orales de tareas y otras alternativas de trabajo que se puedan acordar y que fortalezcan acadmicamente al curso. En el desarrollo del curso se tendrn presente las siguientes estrategias metodolgicas que coadyuven con la consecucin de los objetivos trazados: Estrategias generales:

1. De acompaamiento directo al estudiante:

Exposicin magistral.

Desarrollo de talleres o ejercicios de aplicacin a travs de situaciones problmicas. Desarrollo de tcnicas de trabajo grupal.

Asesoras directas a los estudiantes.

Lectura e interpretacin dirigida de textos de referencia bibliogrfica que promovern el anlisis y la disertacin de los conceptos. Defensas orales de trabajos y tareas.2. De trabajo independiente del estudiante:

Solucin de problemas propuestos en forma individual o grupal.

Investigacin, organizacin de informacin, anlisis de temas especficos.

Consultas a travs de internet.

Estrategias especificas:

1. Para cada captulo el estudiante realizar la lectura y anlisis previo de los conceptos correspondiente. Las lecturas sern las correspondientes a cada captulo del texto gua y debern ser complementada con otros textos y conocimientos previos que traigan los estudiantes.

2. Basados en la lectura previa el estudiante traer sus inquietudes a la clase donde sern discutidas y resueltas por parte de los compaeros y el profesor.

3. Con lo comprendido en la lectura y la discusin en clase el estudiante realizar una ficha de lectura (segn concertacin de la evaluacin). En ningn caso se busca transcribir conceptos de manera literal.

4. Estudio y anlisis en clase de las leyes y principios correspondientes a cada tema: el profesor explicar en clase magistral y con la ayuda de grficos las leyes y principios correspondientes a cada tema. Para lograr una mejor comprensin es indispensable la colaboracin de los estudiantes realizando una lectura previa concienzuda para traer las inquietudes generadas por ella a la clase.

5. Solucin de ejercicios tipo por parte del profesor. El profesor resolver algunos ejercicios tpicos de cada tema como orientacin y gua para la solucin de los talleres, comenzando por los ms sencillos para aumentar progresivamente el grado de dificultad a medida que se comprendan los temas y la metodologa, que conlleven a desarrollar las habilidades necesarias en los alumnos para que sean capaces de enfrentarse a cualquier problema.

6. Solucin de problemas por parte del profesor con ayuda de los estudiantes: se realizarn algunos ejercicios conjuntamente entre estudiantes y profesor buscando desarrollar las habilidades mencionadas anteriormente.

7. Solucin de problemas por parte del estudiante con gua del profesor: se destinar al menos una clase para taller, en ste los estudiantes realizarn ejercicios en grupos con la gua del profesor, dado que el desarrollo de las habilidades en la solucin de problemas slo se consiguen con la prctica.

8. Realizacin de talleres por parte del estudiante fuera de clase: esto le ayudar al estudiante a afianzar sus conocimientos y a desarrollar sus habilidades en la solucin de problemas y en el anlisis de situaciones prcticas. Las inquietudes sern atendidas en clase o fuera de ellas de acuerdo a las necesidades y posibilidades.

9. Asesoras por parte del docente fuera del tiempo de clase: el docente asignar un tiempo determinado durante la semana para las asesoras de los estudiantes de manera personalizada; en estas asesoras se resolvern las dudas que se le presenten al estudiante durante su tiempo de estudio o las que no se hayan resuelto en la clase.10. Aunque es una asignatura slo terica, eventualmente se podrn llevar a los estudiantes al laboratorio con el fin de corroborar experimentalmente algunas leyes o principios fundamentales, para que conozcan los laboratorios de fsica, sus elementos y de esta forma cuando comiencen sus cursos de fsica experimental como complemento para estos cursos tericos, ya tendrn alguna experiencia en el manejo de los implementos de laboratorio y en la realizacin de prcticas experimentales.

CONTENIDO

UNIDAD 1. MTODOS VECTORIALES

Concepto de magnitudes escalares y magnitudes vectoriales. Adicin y resta de vectores. Producto escalar y producto vectorial.

UNIDAD 2. FUERZAS

Composicin y descomposicin de fuerzas. Torques de fuerzas aplicadas a cuerpos rgidos. Equilibrio de una partcula. Equilibrio del cuerpo rgido.

UNIDAD 3. MOVIMIENTO DE LA PARTCULA

Concepto de marco de referencia. Conceptos de: vector posicin, trayectoria, velocidad instantnea, rapidez media, aceleracin instantnea. Movimiento rectilneo uniforme. Movimiento rectilneo acelerado. Movimiento bidimensional. Velocidad y aceleracin. Movimiento bajo aceleracin constante. Velocidad tangencial, velocidad radial, aceleracin tangencial, aceleracin radial. Movimiento circular, uniforme y acelerado.

UNIDAD 4. MOVIMIENTO RELATIVO.

Velocidad relativa. Transformaciones galileanas. Movimiento traslacional relativo uniforme. Movimiento rotacional relativo uniforme. Movimiento relativo a la tierra.

UNIDAD 5. DINMICA DE LA PARTCULA.

Interpretacin de las leyes de Newton. Cantidad de movimiento y conservacin de la cantidad de movimiento. Cantidad de movimiento y ley de accin y reaccin. Dinmica de una partcula en un campo de fuerzas. Momento angular y conservacin del momento angular. Campo de fuerzas centrales (Se har nfasis en campos del tipo 1/r).

UNIDAD 6. TRABAJO Y ENERGA.

Trabajo. Potencia. Energa cintica. Energa potencial. Conservacin de la energa de una partcula. Movimiento bajo fuerzas conservativas. Movimiento bajo fuerzas centrales. Curvas de energa potencial. Fuerzas no conservativas.

UNIDAD 7. DINMICA DE UN SISTEMA DE PARTCULAS.

Movimiento del centro de masa de un sistema de partculas. Masa reducida. Momentum angular de un sistema de partculas. Energa cintica de un sistema de partculas. Conservacin de la energa de un sistema de partculas. Choques. Impulso y cantidad de movimiento. Choques en una dimensin. Choques en dos y tres dimensiones.

UNIDAD 8. DINMICA DEL CUERPO RGIDO.

Momento angular del cuerpo rgido. Clculo del momento de inercia. Ecuacin de movimiento para la rotacin de un cuerpo rgido. Energa cintica de rotacin.

UNIDAD 9. INTERACCIONES GRAVITACIONALES.La ley gravitacional de Newton. Masas inercial y gravitacional. Energa potencial gravitacional. Movimiento general bajo la fuerza gravitacional. Leyes de Keppler. Principio de equivalencia.

EVALUACIN

La evaluacin debe ser continua, permanente, dirigida, personalizada, grupal con el propsito de evaluar las habilidades y destrezas adquiridas por el estudiante, ofreciendo diferentes estrategias acorde con las normas establecidas, que evalen la participacin en clases, trabajos y consultas sustentados en forma individual o grupal. En todo caso se debe cumplir con lo establecido en las normas de la Universidad Popular del Cesar: el reporte de tres calificaciones: dos parciales con valor de 30% y una final con valor de 40%.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Hans C. Ohanian y John T. Markert. Fsica para Ingeniera y Ciencias. Vol. I., tercera edicin. Mc Graw Hill. Halliday D., Resnick R., Walker, I. FSICA, vol 1, quinta edicin, Jhon Wiley & Sons N.Y., USA, 1997.

Alonso, M. Finn, J.E., FSICA, Vol. 1, Addison-Wesley Iberoamericana, Mxico, 1995.

Serway, Raymond A. FSICA, tomo 1, cuarta edicin, McGraw-Hill, Mxico, 1997.

Pginas en Internet

www.fsica.netwww.educaplus.orgwww.google.com.co/

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