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Transcript
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA – IZTAPALAPA
PLANEACIÓN DEL CURSO
MECANICA ELEMENTAL I
Clave: 2110019
Grupo: CA02
Trimestre: 17 – I
Horario: lunes (salón B11), martes (saló C114), miércoles (salón B307) y jueves (salón C114)
de 9:30 a 11:00 hrs.
Profesora: M en C Virginia Fuentes Noriega. Correo: [email protected],uam.mx.
Ayudante: Jorge Luis Arroyo Leonor
Horario y lugar de las ayudantías con la profesora: viernes de 9:30 a 11:00 hrs, salón por
confirmar, empezando en semana 2.
Horario y lugar de las asesorías con el ayudante:
OBJETIVOS DEL CURSO:
GENERALES:
Que al final del curso el alumno sea capaz de:
 Desarrollar la habilidad de razonamiento para explicar fenómenos físicos sencillos.
 Comprender la importancia de una teoría para el entendimiento y predicción de
fenómenos.
 Aplicar los elementos teóricos básicos de la mecánica de partículas.
ESPECÍFICOS:
Que al final del curso el alumno sea capaz de:
 Explicar el papel de las magnitudes físicas, escalares y vectoriales, y de las leyes que las
relacionan para entender el movimiento de sistemas de partículas
 Plantear y resolver problemas sencillos de la mecánica de partículas, aplicando métodos
algebraicos.
 Interpretar gráficas para analizar el movimiento de partículas.
CONTENIDO SINTÉTICO:
Temas generales
1 Mediciones, magnitudes y sistemas de unidades………………………
1.1 La utilidad y necesidad de medir en la física confrontación entre “ideas
previas” y experimentos………………………………………………….........
1.2 Magnitudes físicas y ejemplos: longitud, masa, tiempo, área, volumen,
densidad, velocidad, etcétera………………………………………………….
1.3 El Sistema Internacional de unidades y conversiones de unidades………
1.4 Estimaciones mediante órdenes de magnitud……………………………….
Semanas
1–2
Horas
1…………
1.5
1
…
1
2…………
1.5
Movimiento en una dimensión………………………………………………
Posición, velocidad y rapidez…………………………………………………
Velocidad y rapidez instantánea………………………………………………
Aceleración………………………………………………………………………
Movimiento unidimensional con aceleración constante…………………….
Caída libre y Tiro vertical……………………………………………………….
2–3
2…………
2…………
2…………
3..……….
3…………
1.0
1.5
1.5
1.5
1.5
3 Escalares y vectores………………………………………………………….
3.1 Magnitudes escalares y ejemplos: masa, tiempo, densidad………………
3.2 Magnitudes vectoriales y ejemplos: posición, desplazamiento, fuerza,
velocidad y aceleración………………………………………………………...
3.3 Componentes cartesianas, módulo y dirección de un vector………………
3.4 Suma y resta de vectores y multiplicación por escalares de vectores.…..
3.5 Proyección de un vector sobre otro y producto escalar………………..….
3
3…………
1.5
3…………
4…………
4…………
4…………
1.5
1.5
1.5
1.5
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
0.5
4 Movimiento en dos dimensiones…………………………………………...
4.1 Tiro parabólico…………………………………………………………………...
DEPARTAMENTAL 1. De 18:00 a 21:00 hrs. Lunes 13 de febrero. Salón
por confirmar………………………………………………………………………..
5 Fuerzas y equilibrio…………………………………………………………...
5.1 Conceptos de inercia y fuerza…………………………………………………
5.2 Fuerzas en la naturaleza: fenomenológicas (empuje, tensión, fricción) y
fundamentales (gravitacional, electrostática)………………………………..
5.3 Masa como medida de la inercia……………………………………………...
5.4 Fuerza neta………………………………………………………………………
5.5 El equilibrio en reposo y la condición de fuerza neta igual a cero……….
6 Primera ley de Newton sobre el movimiento inercial…………………...
6.1 Sistemas de referencia: coordenadas para el espacio y el tiempo……….
6.2 Movimiento relativo con velocidad constante. Descripción cinemática por
medios algebraicos y gráficos…………………………………………………
7 Segunda ley de Newton sobre la fuerza neta y la aceleración………..
7.1 La aceleración como función de la fuerza neta y la masa………………….
7.2 Movimiento con velocidad constante a condición de que la fuerza neta
sea cero………………………………………………………………………..
7.3 Movimiento con aceleración constante a condición de que la fuerza neta
sea constante. Descripción cinemática por medios algebraicos y
gráficos…………………………………………………………………………..
7.4 Lanzamiento de proyectiles……………………………………………………
7.5 Concepto de movimiento con aceleración variable…………………………
8 Tercera ley de Newton sobre la interacción………………………………
8.1 Una interacción entre dos objetos siempre involucra dos fuerzas: acción
y reacción…………………………………………………………….................
8.2 Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre objetos distintos………...
8.3 Algunas confusiones usuales: la fuerza normal no es la reacción
asociada al peso de un objeto; en un choque, el objeto más masivo no
ejerce más fuerza sobre el objeto menos masiva. Peso y Masa…………
8.4 Tensión y fuerzas normales. Fuerzas de fricción……………………………
4
4…………
1.5
5…………
3
5
5…………
1.5
5…………
5…………
5…………
5…………
0.5
1.0
0.5
1.0
6
6…………
1.5
6…………
1.5
6–7
6…………
1.5
6…………
1.5
7…………
7…………
7…………
1.5
1.5
1.5
8
8…………
8………...
0.5
1.0
8…………
8…………
1.5
1.5
DEPARTAMENTAL 2. De 18:00 a 21:00 hrs. Lunes 13 de marzo. Salón
por confirmar……………………………………………………………………….
9…………
3
Trabajo y energía cinética……………………………………………………
Trabajo como función de la fuerza y el desplazamiento…………………..
Energía cinética y teorema de trabajo – energía cinética………………….
Potencia………………………………………………………………………….
9
9…………
9…………
9…………
1.5
3
1.5
10 Energía potencial y conservación de la energía mecánica……………
10.1
Fuerzas conservativas y no conservativas………………………………
10.2
Energía potencial. Ejemplos: energía potencial gravitacional y
energía potencial elástica………………………………………………………
10.3
Conservación de la energía mecánica…………………………………...
10 – 11
10……….
1.5
10……….
11……….
1.5
1.5
11 Repaso…………………………………………………………………………...
11/11Bis
7.5
GLOBAL. De 9:00 a 12:00 hrs. Lunes 3 de abril. Salón por confirmar.
12
3
9
9.1
9.2
9.3
FECHAS EXAMENES DEPARTAMENTALES Y GLOBAL
Semanas
DEPARTAMENTAL 1. De 18:00 a 21:00 hrs. Lunes 13 de febrero. Salón
por confirmar……….……………………………………………………………..
DEPARTAMENTAL 2. De 18:00 a 21:00 hrs. Lunes 13 de marzo. Salón
por confirmar……………………………………………………………………...
GLOBAL. De 9:00 a 12:00 hrs. Lunes 3 de abril. Salón por confirmar...
5
9
12
BIBLIOGRAFIA NECESARIA O RECOMENDABLE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
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Del Río F., El arte de investigar, México, UAM, 1990.
Hewitt, P. G., Física conceptual, 10a ed. , México: Pearson Educación 2007
Hewitt, P. G., Fundamentos de física conceptual, México: Pearson Eduación 2009
Kittel, C., Knight, W. D. y Ruderman, M. A., Mecánica. Berkeley Physics Course Vol. 1, 2a
ed. Barcelona: Ed. Reverté, 1999.
Manzur, A., Experimentos de demostración. Ejemplos de mecánica elemental, México:
UAM-Plaza y Valdés, 2009.
Manzur, A., Pasos para la resolución de problemas. Ejemplos de mecánica
elemental.México: UAM-Plaza y Valdés, 2005
McDermott, L. y Shaffer, P., Tutoriales para Física Introductoria, Buenos Aires: PearsonPrentice Hall 2001
Resnick, R., Halliday, D. y Krane, K., Física, Vol. 1, 5a ed. México: CECSA, 2004.
Resnick, R., Halliday, D. y Walker, J., Fundamentos de Física, Vol. 1, 6a ed. México:
Patria, 2001.
Sears, F. W., Zemansky, M, W., Young, H. D. y Freedman. R. A., Física Universitaria Vol.
1, 12a ed. México: Pearson Educación, 2009
Serway, R. A. y Beichner, R. J., Física para ciencias e ingenierías, Vol. 1 .Novena
edición. México: CENGAGE learning, 2015
Tipler, P. A. y Mosca, G., Física para la ciencia y la tecnología, Vol. 1 Barcelona: Reverté,
2005.
Moore, T. A., Física. Seis ideas fundamentales, Vol. 1, Mc Graw Hill, 2ª ed. México. 2004.
Viniegra, F., Una Mecánica sin Talachas. De la colección La Ciencia para todos. Fondo de
Cultura Económico.
Barojas, J. Cárdenas, F. Lara, J. Ruiz, S. Soto, C. Villa, J. Problemario de Física I. 1ª
ed.UAM. 1993.
Evaluación:
Dos exámenes departamentales y un tercer examen global 50% de la calificación. Los
primeros dos exámenes son parciales y el tercero será global (terminal) de todo el contenido
del curso. Los exámenes se realizarán en las semanas cinco, nueve y doce, respectivamente
indicadas en la planeación. PARA TENER DERECHO AL EXAMEN GLOBAL, ES NECESARIO
HABER ENTREGADO EL 80% DE LAS TAREAS. Los salones de examen se indicarán con
oportunidad.
Tareas semanales, 30% de la calificación. Las tareas se dejarán a lo largo de la semana y se
entregaran los jueves de la siguiente semana, empezando en la semana 2. NO SE ACEPTARÁN
TAREAS ATRASADAS cuando ya hayan sido devueltas calificadas, o resueltas en clase o
ayudantía, o cuando hayan pasado dos semanas de su entrega.
Trabajos,
clases especiales y prototipos, 10 % de la calificación. Se realizarán en el horario y
salón de clase o de ayudantía y consistirán en trabajos relacionados con temas que estando en el
temario serán expuestos por los estudiantes, por resolución de problemas en el pizarrón
durante la clase, cuando la solución sea completa y correcta, y los prototipos serán
dispositivos que funcionen y muestren la parte experimental de la teoría.
Participaciones, 10% de la calificación. Son diez participaciones a lo largo del curso en clase o
ayudantía que consisten en respuestas a preguntas, solución de problemas (solución correcta y
completa).
Ayudantías
La intención de las ayudantías NO es resolver los problemas de las tareas, sino desarrollar la
habilidad de plantear y resolver problemas relacionados con la mecánica, por lo que allí los
estudiantes discutirán problemas tipo tarea y exámenes.
Herramientas.
La profesora tiene una página en la que pondrá la planeación, las tareas, comentarios y enlaces
que vayan siendo necesarios. Los estudiantes pueden comunicarse con la profesora por correo en
xanum (ver arriba) para aclarar dudas o simplemente para hacer comentarios y sugerencias, todos
ellos bienvenidos. Para acceder a esta página, deben ingresar a la página principal de la UAM-I,
después ir a [email protected] y luego a aulas, después a Páginas Web Educativas, después a CBI
(extremo izquierdo de las imagen) y finalmente seleccionar Virginia Fuentes. Suele ser la de arriba,
en medio. Otra forma alternativa y más sencilla es googlear el nombre de la profesora y ya.
LA PROFESORA NO TIENE CUBÍCULO EN LA UNIVERSIDAD POR LO QUE LAS DUDAS
DEBEN ACLARARSE EN CLASE O AYUDANTÍA.
Escala de Calificaciones
Calif  5.99
6.0  calif  7.49
7.5  calif  8.49
8.5  calif  10.0
NA
S
B
MB
Temas para el primer departamental:
Unidades y dimensiones, vectores. Cinemática en una y dos direcciones (tiro parabólico).
Temas para el segundo departamental:
Movimiento relativo y leyes de Newton
Temas para el tercer departamental:
Los temas de los departamentales anteriores junto con trabajo, energías cinética y potencial,
sistemas conservativos y conservación de la energía.