Física 1

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Tipo de unidad:

Carácter de unidad:

Clave:

Créditos:

Semestre:

Horas Teoría:

Horas Práctica:

Programas académicos en los que se imparte:

Prerrequisitos:

Antecedentes Recomendadas:

Consecuentes Recomendadas:

• Física 2
• Física 3
• Termodinámica Clásica
• Biofísica

Presentación de la unidad de aprendizaje:

Es la primer unidad de aprendizaje del área de física, en la que se da inicio a la metodología del trabajo científico, mediante la descripción matemática (métodos analíticos y métodos gráficos) de los fenómenos básicos de la física. Durante el desarrollo del curso, se busca que el sujeto en formacón elabore estructuras mentales basadas en el razonamiento lógico y construya su aprendizaje a través de la aplicación de las matemáticas para el modelado de fenómenos de la naturaleza y el análisis detallado de problemas físicos. De manera adicional, aporta elementos para la introducción de conceptos básicos del cálculo diferencial e integral, la cual es una de las herramientas fundamentales para el desarrollo de la física.

Propósito de la unidad de aprendizaje:

Establecer la terminología a utilizarse en la descripción de los fenómenos de la naturaleza y contribuir al conocimiento de las concepciones científicas relativas a los fenómenos mecánicos; fomentar la adquisición de hábitos conducentes al análisis riguroso; identificar los componentes significativos para el planteamiento y resolución de problemas.

Competencias profesionales:

Describe y explica fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.Desarrolla argumentaciones válidas en el ámbito de la física, identificando hipótesis y conclusiones.

Contribución al perfil de egreso:

Uno de los elementos fundamentales del perfil de egreso, lo representa la habilidad para enlazar conocimientos y técnicas de diferentes áreas de ciencias exactas y naturales; para el logro de dicho perfil, es preciso que el estudiante analice los principios bajo los cuales se fundamentan las teorías de la física, así como el devenir de la ciencias a través del tiempo y con ello realizar las asociaciones mentales conducentes a la comprensión de los fenómenos naturales.

Secuencia temática:

1. I Introducción.
   1. Cantidades físicas (longitud, masa, tiempo); unidades de medida; sistemas de unidades; conversión entre diferentes sistemas de medida.
   2. Algunas herramientas matemáticas básicas:
   3. Álgebra vectorial: vectores y operaciones con vectores; interpretaciones geométricas del álgebra de vectores.
   4. Concepto básico de derivada de una función e integral de una función; interpretaciones geométricas de la derivada y la integral.
2. II Cinemática de una masa puntual.
   1. Posición, desplazamiento, velocidad (media e instantánea), aceleración (media e instantánea); gráficas x/t, v/t, a/t.
   2. Movimiento en 2 y 3 dimensiones: movimiento con aceleración constante; caída libre; tiro parabólico.
   3. Movimiento relativo (transformación de Galileo).
   4. Cinemática rotacional: desplazamiento angular, velocidad angular y aceleración angular; relación entre la cinemática lineal y rotacional.
3. III Dinámica de una masa puntual.
   1. Leyes de Newton: Primera Ley, marcos de referencia inerciales; Segunda Ley, concepto de masa y fuerza; interacciones fundamentales en la naturaleza; concepto del momento lineal de una partícula; concepto de ecuación de movimiento; Tercera Ley, las fuerzas de acción y reacción.
   2. Aplicaciones de las leyes de Newton: Ley de Hook; tensión en una cuerda; máquinas simples; plano inclinado y máquina de Atwood; fuerza de fricción.
   3. Trabajo y energía; energía cinética y energía potencial; conservación de la energía.
4. IV Sistemas de partículas.
   1. Centro de masa; coordenadas relativas; sistemas de referencia del laboratorio y del centro de masa; problema de dos cuerpos; fuerzas internas y externas.
   2. Conservación del momento lineal; colisiones elásticas e inelásticas; sistemas con masa variable (cohete).
   3. Sistemas conservativos; fuerzas centrales; conservación del momento angular; torca.
   4. Gravitación: introducción histórica, ley de gravitación/campo gravitacional, movimiento de los planetas y satélites, energía potencial de un sistema de varias partículas; leyes de Kepler.
   5. Cuerpo rígido: equilibrio del cuerpo rígido (estática del cuerpo); momento de inercia; teorema de los ejes paralelos; torca y momento angular de un cuerpo rígido.
5. V Oscilaciones.
   1. Movimiento armónico, relación entre el movimiento armónico y el movimiento circular; ejemplos de osciladores; la ecuación diferencial del oscilador armónico y sus soluciones.
   2. Superposición de oscilaciones armónicas, figuras de Lissajous; oscilador forzado; oscilador amortiguado.

Criterios de Evaluación:

• Exámenes parciales: 40%
• Examen final: 30%
• Participación en clase: 10%
• Otra (especifique): Tareas: 20%

Bibliografía básica:

• Serway, R. y Jewett, J. 2009. Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna Vol. I. Ed. CENGAGE. 7a edición. México.
• Tipler, Paul Allen y Mosca, Gene. 2005. Física para la ciencia y la tecnología. Ed. Reverté. 6ª edición. México.

Bibliografía complementaria:

• Resnick R., Halliday D., Krane K. 2009. Física Vol. I. Ed. Patria. 4a edición. México.
• http://physicsworl.com