Física General I: Mecánica
Requisitos de la materia: Haber cursado o estar cursando Cálculo I.
Descripción de la asignatura: Este curso representa una guía en los procesos de comprensión y aplicación de los principios fundamentales de la Mecánica de Newton para una sola partícula y sistemas sencillos de varias partículas. Deben tratarse en detalle problemas de gran importancia en la Física: Principios de conservación generales y problemas particulares tales como caída libre, tiro parabólico, oscilador armónico, movimiento rotacional.
Índice Temático
- Álgebra de vectores: Vectores, componentes, magnitudes. Adición de vectores. Producto escalar. Producto vectorial. Triple producto escalar.
- Cinemática de una partícula: Vector de posición. Velocidad media y velocidad instantánea. Aceleración media y aceleración instantánea. Cinemática en 1D con velocidad instantánea constante. Cinemática en 1D con aceleración instantánea constante. Caída libre de los cuerpos cerca de la superficie terrestre. Cinemática en 2D y 3D. Movimiento curvilíneo. Movimiento parabólico de los cuerpos cerca de la superficie terrestre.
- Dinámica de una partícula: Fuerza y masa. Primera ley de Newton. Segunda ley de Newton. Tercera ley de Newton. Peso y masa. Fuerzas de fricción. Sistemas inerciales y no inerciales. Dinámica del movimiento circular uniforme.
- Leyes de conservación para una sola partícula: Momento lineal. Conservación del momento lineal. Momento angular. Momento de fuerza (torca). Conservación del momento angular. Trabajo producido por fuerzas de diferente tipo. Potencia. El teorema del trabajo y la energía cinética. Sistemas conservativos. Energía potencial. Ley de conservación de la energía mecánica en sistemas conservativos.
- Leyes de conservación para un sistema de dos partículas.
- Cinemática y dinámica rotacional de una partícula. Las variables en la cinemática rotacional. Relaciones entre cinemática lineal y angular en forma escalar y vectorial. Movimiento circular uniforme.
Bibliografía
- Halliday & Resnick, J. Walker, “Fundamentals of Physics”, 9 th edition. John Wiley & Sons, Inc. 2011.
- Raymond A. Serway, John W. Jewett. “Física para ciencias e Ingenieria”, Séptima edición. Cengage Learning. 2008.
- Marcelo Alonso, Edward J. Finn. “Física – Mecánica y Termodinámica”. Addison Wesley Longman. 2000.
- Paul Tippens. “Física – Conceptos y Aplicación”. Quinta edición McGraw-Hill. 2000.
- Grant R. Fowles, George L. Cassiday. “Analytical Mechanics”. Seventh edition. Brooks Cole. 2004.
Planeación Educacional
Competencias a desarrollar:
Generales:
- Capacidad de abstracción, análisis y síntesis.
- Capacidad creativa.
- Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas.
- Habilidad para trabajar en forma autónoma.
- Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.
Especificas:
- Plantear, analizar, y resolver analíticamente problemas físicos.
- Identificar los elementos esenciales de una situación compleja, realizar las aproximaciones necesarias y construir modelos simplificados que la describan para comprender su comportamiento en otras condiciones.
- Verificar el ajuste de modelos a la realidad e identificar su dominio de validez.
- Demostrar una compresión profunda de los conceptos de la física clásica.
- Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, teorías y principios físicos.
- Conocer el desarrollo conceptual de la Física en términos históricos y epistemológicos.
| Resultados del aprendizaje | Actividades educacionales | TETEH | Evaluación |
|---|---|---|---|
| Álgebra de vectores | Teóricas, Practicas (4.5T+1.5P= 6 hrs.) Autoestudio 4 | 6 4 | Examen oral y/o escrito |
| Cinemática de una partícula | Teóricas, Practicas (13.5T+4.5P= 18 hrs.) Autoestudio 12 | 18 12 | Examen oral y/o escrito |
| Dinámica de una partícula | Teóricas, Practicas (13.5T+4.5P= 18 hrs.) Autoestudio 12 | 18 12 | Examen oral y/o escrito |
| Leyes de conservación | Teóricas, Practicas (13.5T+4.5P= 18 hrs.) Autoestudio 12 | 18 12 | Examen oral y/o escrito |
| Leyes de conservación sistemas de dos partículas | Teóricas, Practicas (9T+3P= 12 hrs.) Autoestudio 8 | 12 8 | Examen oral y/o escrito |
| Cinemática y dinámica rotacional | Teóricas, Practicas (13.5T+4.5P= 18 hrs.) Autoestudio 12 | 18 12 | Examen oral y/o escrito |
Total de horas de trabajo del estudiante: (90) horas presenciales + (60) horas de
autoestudio= 150 hrs.
Número de Créditos: 9