1. Código FDE 058
MICRODISEÑO CURRICULAR
Versión 01
Nombre del Programa Académico
Fecha 08-06-2009
1. IDENTIFICACIÓN
Asignatura Física Mecánica
Área Ciencias Básicas Nivel 3
Código FMX04 Pensum
Correquisito(s) CIX 24 Prerrequisito(s) MBX 12, CDX
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Créditos 4 TPS 4h TIS 8h TPT 64 h TIT 128 h
2. JUSTIFICACIÓN.
El curso de Física Mecánica proporciona en los programas de tecnologías e ingenierías una
fundamentación conceptual básica que será esencial en cursos posteriores, para analizar y
describir los diferentes fenómenos de la naturaleza asociados con las diferentes aplicaciones y
desarrollos tecnológicos.
3. OBJETIVO GENERAL
Conceptualizar los principios y leyes que describen la mecánica newtoniana (movimientos a
bajas velocidades), de tal manera que el estudiante pueda aplicarlos en el modelamiento de
diferentes sistemas físicos en ingeniería.
4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aplicar los principios y leyes que fundamentan la mecánica newtoniana en la
descripción de diferentes sistemas que puedan modelarse como partículas ó
como cuerpos rígidos.
Desarrollar en el estudiante las habilidades necesarias que le permitan entender,
describir, modelar y controlar diferentes sistemas mecánicos, ya sean naturales ó
artificiales.
5. COMPETENCIAS Y CONTENIDO TEMÁTICO
INDICADOR DE
COMPETENCIAS CONTENIDO TEMÁTICO
LOGRO
Describir el movimiento de Cinemática de una Comprende el modelo
los cuerpos en la naturaleza partícula de partícula y lo
analizando cada una de las aplica en la
cantidades físicas propias del Concepto de partícula. descripción de
movimiento de los cuerpos, sistemas físicos que
como son su posición, su Sistema de referencia: involucren
velocidad y su aceleración. Sistema de coordenadas y únicamente
observador. traslaciones.
Concepto de trayectoria. Deduce y aplica las
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Fecha 08-06-2009
ecuaciones que
Movimiento en una describen el
dimensión: movimiento de una
partícula que se
Posición ( ), mueve con velocidad
desplazamiento ( ), constante ó con
velocidad media ( ), aceleración
velocidad instantánea ( ). constante.
Ecuación de movimiento Diferencia una
para un movimiento con cantidad escalar de
velocidad constante. una vectorial.
Aceleración media ( ) y Realiza las diferentes
aceleración instantánea ( ). operaciones entre
vectores, tanto gráfica
Ecuación de movimiento como analíticamente.
para un movimiento con
aceleración constante. Representa
gráficamente los
Aplicaciones: Movimiento vectores posición,
rectilíneo uniforme (M.R.U), desplazamiento,
Movimiento rectilíneo velocidad y
uniformemente acelerado, aceleración.
caída libre.
Plantea soluciones a
Vectores: Cantidades situaciones problema
escalares. Cantidades relacionadas con la
vectoriales. Representación cinemática de una
geométrica de un vector. partícula.
Operaciones entre
vectores: Suma y diferencia Deduce a partir de las
(Teoremas del seno y el definiciones
coseno). Definición de un generales la forma
vector unitario. que adquieren los
Descomposición de un vectores posición,
vector en términos de sus velocidad y
componentes aceleración en la
rectangulares. Suma y descripción del
diferencia de vectores en movimiento circular.
componentes
rectangulares. Producto
escalar ó punto y producto
vectorial ó cruz.
Movimiento General en un
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plano:
Vectores posición ( ) y
desplazamiento ( ).
Vectores velocidad media
( ) y velocidad instantánea
( ).
Vectores aceleración media
( ) y aceleración
instantánea.
Aplicaciones: Movimiento
parabólico. Vectores
unitarios radial, transversal,
tangencial y normal.
Vectores posición,
velocidad y aceleración en
el movimiento circular.
Aplicaciones: Movimiento
circular uniforme (M.C.U.) y
movimiento circular
uniformemente acelerado
(M.C.U.A.).
Aplicar las leyes de Newton Dinámica de una partícula Aplica el principio de
en la descripción de conservación del
diferentes sistemas Sistema físico: Cuerpos de momento lineal para
mecánicos a bajas interés y alrededores. el análisis de
velocidades. sistemas físicos en
Momento lineal ( ). interacción.
Principio de conservación Identifica cada una de
del momento lineal total de las fuerzas externas
un sistema aislado. que actúan sobre un
cuerpo de interés.
Leyes de Newton:
Concepto de masa y Describe diferentes
primera ley de Newton, sistemas mecánicos a
variación del momento partir de las leyes de
lineal de una partícula Newton.
interactuante y segunda ley
de Newton, línea de acción Identifica con claridad
de una fuerza y tercera ley cuando se tiene una
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de Newton. situación de
movimiento
Diagrama de Cuerpo libre. inminente.
Fuerzas: peso, normal, Comprende que el
tensión, fuerza elástica, momento angular de
fuerzas de contacto. un cuerpo se
conserva respecto a
Fuerza de fricción: estática un punto particular del
y dinámica. espacio.
Equilibrio: estático y
dinámico.
Dinámica del movimiento
circular.
Fuerzas centrales.
Momento angular y
conservación del momento
angular.
Comprender el concepto de Trabajo y Energía Identifica con claridad
trabajo y su relación con la cada una de las
energía mecánica de un Dependencia funcional de fuerzas externas que
sistema, de tal manera que una fuerza: fuerzas que actúan sobre un
se puedan describir sistemas dependen del tiempo sistema físico
conservativos y no ( ) y fuerzas que particular.
conservativos. dependen del
desplazamiento ( ). Calcula el trabajo
neto realizado por un
Impulso (I). conjunto de fuerzas
externas que actúan
Trabajo (W). sobre un sistema.
Interpretación geométrica Utiliza el teorema del
de trabajo. trabajo y la energía
cinética para obtener
Energía cinética ( ). información acerca de
cantidades
Teorema del trabajo y la cinemáticas
energía cinética. asociadas al
movimiento de cada
Fuerzas conservativas y su uno de los
relación con la energía componentes del
potencial ( ). sistema.
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Energía mecánica ( ). Comprende la noción
de fuerza y sistema
Ley de la conservación de conservativo, y lo
la energía mecánica de un aplica para el análisis
sistema. de diferentes
sistemas de la
Sistemas conservativos y naturaleza.
no conservativos.
Identifica de acuerdo
Choques: elásticos e a sus características,
inelásticos. Factor de el tipo de choque
colisión ( ). entre dos ó más
cuerpos y aplica el
concepto en la
solución de
problemas.
Describir tanto cinemática Dinámica del cuerpo Calcula el centro de
como dinámicamente el rígido masa asociado a una
movimiento más general de distribución discreta ó
un cuerpo en la naturaleza: Sistemas de muchas continua de masa.
traslaciones más rotaciones. partículas: centro de masa.
Diferencia entre el
Definición de un cuerpo modelo de partícula y
rígido. el modelo de cuerpo
rígido.
Vector torque ( ).
Calcula el torque
Par de fuerzas ó cupla. producido por una
fuerza respecto a un
Resultante de un conjunto eje que pasa por un
de fuerzas que actúan punto fijo O.
sobre un cuerpo rígido.
Calcula el momento
Momento angular asociado de inercia asociado a
a un cuerpo rígido. una distribución
discreta ó continua de
Momento de inercia de un masa.
cuerpo rígido ( ).
Analiza diferentes
Ecuación de movimiento sistemas físicos que
para rotaciones. involucran un
movimiento
Movimiento combinado de combinado de
rotación más traslación. rotación y traslación.
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Energía cinética rotacional Comprende que el
( ). movimiento por
rodadura es
Energía total de un cuerpo simplemente un
rígido. modelo matemático
que permite describir
Movimiento por rodadura. el movimiento
combinado de
Estática de un cuerpo rotación y traslación
rígido. como si se tratara de
un movimiento de
rotación pura
alrededor de un eje
instantáneo de
rotación.
Establece las
condiciones de
equilibrio traslacional
y rotacional de un
sistema.
6. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS / METODOLÓGICAS
Antes de cada sesión de clase, el estudiante debe realizar un estudio
detallado de los contenidos que se van a abordar en esa sesión de clase, de
tal manera que el aula de clase se convierta en un espacio de discusión
abierta y permanente.
En cada sesión, el docente realizará una síntesis de los temas a tratar. Las
clases serán ayudadas con diapositivas en formato Power point.
En cada sesión de clase, el docente propondrá diferentes situaciones
problema que ilustren los diferentes contenidos debatidos en la sesión de
clase, los cuales serán desarrollados por el estudiante con la asesoría
permanente del docente.
Por cada sesión de clase, el estudiante tendrá acceso a un taller sesión, en
donde se le presentan al estudiante diferentes preguntas y problemas que le
permitirán nutrir el desarrollo de su trabajo independiente.
En esta metodología es primordial que el estudiante haga uso de las
asesorías, ya que ellas le permitirán aclarar todas las dudas que no puedan
ser esclarecidas en el desarrollo de la sesión de clase.
7. ESTRATEGIAS DE SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓN
Para el curso de Física Mecánica se establece la siguiente evaluación:
Primer parcial: Cinemática en una dimensión con valor del 15%
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Segundo parcial: Cinemática en dos dimensiones con valor del 15%
Tercer parcial: Dinámica con valor del 20%
Final: Trabajo, energía, momento lineal y colisiones con valor del 20%
Seguimiento: Varios, teniendo presente que en este evento se evaluará la
última competencia, o sea Dinámica del cuerpo rígido. A la evaluación sobre
dinámica del cuerpo rígido se la asigna un 5%; el 25% restante, se aplica a
varios.
8. BIBLIOGRAFÍA
Vargas Valencia, Javier, et al. Física mecánica. Conceptos básicos y problemas. Fondo editorial
ITM. 2009.
Serway, Raymond A. y Jewett, John W. Física para ciencias e ingeniería. Vol. 1. Sexta edición.
Ed. Thomson. México. 2005.
Sears, Francis W. et al. Física universitaria. Vol. 1. Novena edición. Ed. Pearson. México. 1999.
Giancoli, Douglas C. Física: principios con aplicaciones. Cuarta edición. Ed. Prentice-Hall.
México. 1997.
Feynman, Richard P. Lectures on Physics. Vol. 1. Ed. Addison Wesley. 1971.
Tipler, Paul A. y Mosca, Gene. Física para la ciencia y la tecnología. Vol. 1. Quinta edición. Ed.
Reverté. 2005.
Resnick, R., Halliday, D. y Krane, K. Física. Vol. 1. Compañía editorial continental. 2002.
Gettys, W. E., Keller, F. O. y Skover, M. J. Física clásica y moderna. Ed. Mcgraw Hill S. A. 1984.
Alonso, M. y Finn, E. Física: Mecánica. Vol. 1. Fondo educativo interamericano, S. A. 1976.
Profesor del curso: L. Alberto Ciro López Agosto 2012.
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