UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
Facultad: Ingeniería Carrera Profesional: Ingeniería Industrial Física I Semestre Académico: 2011-20 SILABO
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DATOS INFORMATIVOS Nombre de la Asignatura : 1.1. Código : 1.2. Ciclo de estudios : 1.3. Créditos : 1.4. Total de horas semestrales : 1.5. Horas por semana : 1.6. Requisitos : 1.7. Fecha de Inicio : 1.8. Fin de Semestre : 1.9. : 1.10. Duración : 1.11. Docentes Responsables
Física I CIEN 480 II 04 85 h Teoria: 03 h; Práctica 02 Complemento de Matemáticas (CIEN 468) 15 de Agosto del 2011 14 de Diciembre del 2011 17 semanas. Fis. Ernesto García Alvarez
[email protected] MSc. Segundo R. Jáuregui Rosas
[email protected] Mg. Luis C. Moreno Fuentes
[email protected]
FUNDAMENTACION Y DESCRIPCION Física I es el primero de dos cursos de Física como formación básica para los estudiantes de Ing. Industrial que por su carácter integral teórico-práctico está orientado a contribuir al logro de una actitud científica de los futuros fut uros Ingenieros Industriales, así como brindar las bases necesarias para otros cursos de su especialidad; procurando que el estudiante adquiera competencias, capacidades, habilidades y destrezas para la comprensión, análisis y aplicación de las teorías físicas en cursos de nivel superior y en el ejercicio de su profesión. Durante el desarrollo de la asignatura, el alumno recibirá, procesará y discutirá conceptos, leyes y teorías de la mecánica de una partícula y del cuerpo rígido y la mecánica de fluidos, así como de sus principales aplicaciones a situaciones prácticas, dando énfasis a la visión global y unitaria de las leyes físicas y su relación con la Ingeniería Industrial. Se priorizará un rol participativo de los estudiantes, para lo cual se han programado un conjunto de actividades de trabajo grupal y discusión crítica sobre diferentes tópicos seleccionados, así como seminarios de ejercicios sobre los temas tratados.
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SUMILLA La signatura de Física I, del área de formación básica, es de naturaleza teórico – práctico, se propone desarrollar en los estudiantes competencia para iniciarse en el estudio de la Física, y aplicarlos al mundo real. Su contenido abarca Análisis Vectorial y Mecánica de los Sólidos y los Líquidos. Equilibrio, Cinemática, Dinámica y aplicaciones. Trabajo, energía y potencia: ejercicios y aplicaciones. Mecánica de fluidos en reposo y en movimiento. -1-
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COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA Las competencias a lograrse en la presente asignatura son: 4.1 Busca explicaciones causales de los vectores, manifestando confianza en el uso de los vectores en otras unidades de aprendizaje. 4.2 Evalúa la mecánica de los sólidos, usando el cálculo vectorial, optando por modelos coincidentes y usando el método didáctico, basado en gráficas y técnicas participativas. 4.3 Diseña proyectos de investigación basado en la segunda Ley de Newton, empleando gráficas y mapas conceptuales; logrando alegría, seguridad y disposición del uso de la ecuación fundamental de la mecánica. 4.4 Selecciona e interioriza referente al principio de conservación de la energía y su relación con la mecánica de los líquidos.
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PROGRAMACIÓN POR UNIDADES DE APRENDIZAJE
UNIDAD Nº 01: LA FÍSICA Y LA MEDICIÓN. VECTORES N° de Semana
Contenidos Conceptuales Introducción. Magnitudes físicas. Sistema Internacional de Unidades. Cifras significativas. Repaso de Matemática: Simbología y Operaciones matemáticas.
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Análisis Vectorial: Magnitudes escalares y vectoriales. Propiedades de los vectores. Componentes de un vector. Suma de vectores. Vectores unitarios, ángulos y coseno directores, vector de posición. Suma de vectores en el espacio. Cuestionarios y ejercicios aplicativos. Vectores en el espacio. Producto escalar y vectorial de vectores. Cuestiones y Aplicaciones.
Contenidos Procedimentales Realiza mediciones utilizando instrumentos adecuados de medición de longitud, masa y tiempo, y expresa su resultado haciendo uso de las cifras significativas Interpreta, calcula y resuelve problemas de mediciones, utilizando la simbología matemática necesaria. Aprende a diferenciar las magnitudes escalares de las magnitudes vectoriales.
Contenidos Actitudinales
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Primera Práctica Calificada
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Realiza operaciones básicas utilizando el análisis vectorial. Aplica las definiciones de producto escalar y vectorial de vectores; usando técnicas participativas, para
Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
Asume actitudes de orden y alegría en la solución de los problemas. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas. Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios.
resolver problemas.
Cinemática. Movimiento. Desplazamiento, velocidad y aceleración. Componentes tangencial y normal de la aceleración. Casos particulares: velocidad y aceleración constante. Caída libre. Cuestiones y ejercicios aplicativos.
Observa, define y clasifica el movimiento en una dimensión
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Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
Grafica, interpreta, calcula y resuelve ejercicios y problemas de desplazamiento, velocidad y aceleración.
Utiliza el cálculo diferencial e integral en la resolución de problemas de movimiento en una dimensión.
Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
UNIDAD Nº 02: CINEMÁTICA VECTORIAL. DINÁMICA: LEY DE NEWTON N° de Semana
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Contenidos Conceptuales Movimiento en dos dimensiones. Principios de la independencia de los movimientos. Disparo horizontal y disparo con un ángulo de elevación. Movimiento parabólico. Movimiento circular. Aceleración tangencial y aceleración radial. Cuestiones y ejercicios aplicativos relacionados con la vida diaria.
Segunda Práctica Calificada Dinámica de una partícula. Sistema de referencia inercial. Concepto de fuerza. Tipos de fuerza. Leyes del movimiento de Newton. Resultante de fuerza que actúan sobre una Partícula y sobre un Cuerpo Rígido.
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Contenidos Procedimentales Observa, define y clasifica el movimiento en dos dimensión Grafica, interpreta, calcula y resuelve ejercicios y problemas de desplazamiento, velocidad y aceleración. Describe cualitativamente los conceptos de fuerza y masa Enuncia y discute las leyes de Newton, definiendo un sistema de referencia inercial. Usa un diagrama puntual y la segunda ley de Newton para resolver problemas de mecánica.
Contenidos Actitudinales Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
Asume actitudes de orden y alegría en la solución de los problemas. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
Torque o Momento de una fuerza. Diagrama de cuerpo libre. Condiciones de equilibrio. Cuestiones y ejercicios.
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Momento Lineal e impulso. Conservación del movimiento lineal. Colisiones Elástica e Inelástica en UNA dimensión. Colisiones Elástica e Inelástica en DOS dimensiones. Preguntas Conceptuales y ejercicios aplicados a la vida real.
Explica el concepto y aplicaciones del torque de una fuerza. Desarrolla problemas sobre el equilibrio de una partícula y de un cuerpo rígido.
Desarrolla los problemas propuestos sobre dinámica usando técnicas participativas.
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Tercera Práctica Calificada Exposición de Informes de Trabajos Aplicativos. PRIMER EXAMEN PARCIAL
Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas. Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
UNIDAD Nº 03: TRABAJO Y ENERGIA N° de Semana
Contenidos Conceptuales Trabajo realizado por una fuerza constante y variable. Teorema trabajoenergía cinética. Energía Mecánicas. Potencia. Cuestiones y ejercicios aplicativos.
Contenidos Procedimentales Usa el cálculo para resolver problemas de física.
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Energía potencial: fuerzas
conservativas y no conservativas. Conservativas de la Energía Mecánica.
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Cuarta Práctica Calificada
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Distingue entre fuerzas conservativas y no conservativas. Aplica la conservación de la energía mecánica en una dimensión a sistemas conservativos usando las energías potencial y elástica.
Contenidos Actitudinales Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas. Asume actitudes de orden y alegría en la solución de los problemas. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
Sistemas de partículas. Cálculo del
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momento de Inercia de un sistema de partículas y de un cuerpo rígido. Teorema de los ejes paralelos. Relación entre torque y aceleración angular. Energía rotacional. Problemas y aplicaciones.
Define sistema de partículas. Calcula el momento de inercia de un sistema de partículas y de un cuerpo rígido.
Asume actitudes de orden y alegría en la solución de los problemas. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
UNIDAD Nº 04: MECANICA DE FLUIDOS N° de Semana
Contenidos Conceptuales Mecánica de fluidos. Hidrostática. Principio de Pascal y de Arquímedes. Aplicaciones. Cuestiones y ejercicios aplicativos.
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Hidrodinámica: fluidos en movimiento, flujo ideal. Ecuación de continuidad. Gasto o caudal. Ecuación de Bernoulli. Ecuación de Poiseuille. Aplicaciones, Cuestiones y ejercicios propuestos.
Contenidos Procedimentales Define y caracteriza un fluido. Explica y aplica los principios de Pascal y de Arquímedes para resolver problemas sobre fluidos en reposo. Define y caracteriza el flujo de fluidos. Explica y aplica las ecuaciones de Bernoulli y de Poiseuille para resolver problemas sobre fluidos en movimiento.
Quinta Práctica Calificada
Exposición de Informes de Trabajos Aplicativos.
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Explica y valora el rol de la física en los sectores productivos de bienes y de servicios.
EXAMEN FINAL EXAMEN DE APLAZADOS
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Contenidos Actitudinales Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas. Asume actitudes de orden y alegría en la solución de los problemas. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas. Asume actitud de responsabilidad, orden, alegría y disposición en la solución de los ejercicios. Logra puntualidad y limpieza en las actividades programadas.
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ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS El desarrollo de la presente asignatura se realizará aplicando el método didáctico basado en gráficas y técnicas participativas. En cada unidad de aprendizaje se proporcionará en fascículo de preguntas y problemas, que los estudiantes deben desarrollar con la orientación del profesor en las horas de prácticas de problemas y en tutoría. Las experiencias de aprendizaje se desarrollarán orientadas por l os siguientes métodos activos: a) Actividades de aplicación. a) Método basado en problemas. a) Seminarios y dinámica de grupos.
7. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDÁCTICOS Las clases se harán de manera interactiva haciendo uso de diapositivas; por tal razón se hará uso de medios audiovisuales. Además se proyectarán algunos videos mostrando la aplicación de la física en sus futuras actividades profesionales. Como materiales complementarios se usarán plumones de colores y pizarra. En las prácticas de laboratorio se utilizará el equipo e instrumentos adecuados para cada experimento; contando para tal efecto con la orientación de guías de Experimentos de Física I con la asistencia de profesores responsables del laboratorio. 8. TÉCNICAS, INSTRUMENTOS E INDICADORES DE EVALUACIÓN: 8.1. SISTEMA DE EVALUACIÓN La evaluación se realizará de acuerdo a lo establecido en el Reglamento de Normas Generales de Evaluación del Aprendizaje de los estudiantes de pregrado de la Universidad Privada Antenor Orrego, aplicando el Sistema Vigesimal. Cada unidad será evaluada considerando los siguientes rubros:
8.1.1. Prácticas Calificadas (PC): Son pruebas escritas que se aplican de acuerdo al avance silábico y según el cronograma semanal de clases establecido en el presente Silabo. 8.1.2. Trabajo Aplicativo (TA): Consiste en la Sustentación del Informe de una Visita de Estudios a una Empresa de la Región, identificando los fenómenos físicos relacionados con el proceso de producción y/o funcionamiento de dicha empresa. 8.1.3. Exámenes Parciales (EP): Son dos pruebas que se aplican en la octava y décima sexta semana del ciclo, de acuerdo al rol de exámenes parciales que establece la Dirección de Escuela. El promedio de estos exámenes tienen peso TRES (3) en el promedio final. 8.1.4. Examen de Aplazados (EA): Es una prueba objetiva que se aplica en la décima sétima semana del ciclo, según el rol que establece el profesor del curso. 8.2. REQUISITOS DE APROBACIÓN DEL CURSO. 8.2.1. Asistir regularmente a las Clases Teóricas y Prácticas. "Las inasistencias a clases, cualquiera cualquier sea la causa, no son materia de Justificación. Los alumnos tiene un margen del treinta por ciento (30 %) de inasistencias al cual pueden apelar en caso necesario." (Art. 59º del Reglamento General-UPAO). Las tardanzas después de 10
minutos de iniciada la clase, serán consideradas inasistencias. El alumno que no cumpla con estos requerimientos será INHABILITADO por inasistencias. 8.2.2. Rendir las prácticas calificadas, las prácticas de laboratorio y los exámenes parciales programados. 8.2.3. EVALUACIÓN PROCEDIMENTAL Y/O ACTITUDINAL (AA): En esta evaluación el estudiante se asigna al estudiante una NOTA INICIAL de CATORCE (14), que puede -6-
incrementarse hasta 20 o disminuir según lo establecido en la ficha de observación siguiente: Instrumento (escala Indicadores Procedimiento valorativa) Cumple con las indicaciones Observación Si : + 1 y presentación puntual de las No: - 1 tareas asignadas en clase. Cumple y participa en la Si : + 1 exposición de trabajos Observación No: - 1 asignados. Falta o llega tarde a las clases Si : - 1 Observación No: + 1
8.2.4. El promedio Parcial, (PP), se obtiene aplicando la siguiente fórmula: PP
3 EP
2 TA
PC
AA
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8.2.5. La NOTA PROMOCIONAL (NP) del curso estará dada por el promedio aritmético de los dos (02) promedios parciales: NP
PP1
PP2
2
8.2.6. La nota mínima aprobatoria es de ONCE (11). La fracción igual o mayor que 0,5 en el promedio final se considera a favor del estudiante. 8.2.7. El contenido de la Prueba de Aplazados abarca toda la Asignatura. 8.2.8. “Para tener derecho a rendir el examen de aplazados el alumno debe obtener una nota promocional mayor o igual que 07”. (Art. 158º del Reglamento General - UPAO) y haber
sustentado los dos (02) Proyectos Aplicativos.
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PROGRAMA DE CONSEJERÍA La Consejería es una actividad académica que tiene como propósito orientar y apoyar a los estudiantes durante su proceso de formación profesional. Para tal objetivo se propone el siguiente horario, que puede ser modificado previo acuerdo con los estudiantes. Sábado 04:10 pm - 06:00 pm, en el laboratorio Fis 5 – Pab F.
10. BIBLIOGRAFIA 10.1. Francis W. Sears, Mark W. Zemansky, Hugh D. Young y Roger A. Freedman. Física Universitaria, Vol. I. 11va edición, Editorial Pearson Educación, México 2004. 10.2. Raymond Serway – Jewett J. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍAS Vol I; 7ma. Edición. Edit. Mc Graw Hill. México 2007 10.3. P. Fishbane, S. Gasiorowicz y S. Thornton, Física para Ciencias e Ingeniería, Vol. II, Editorial Prentice may Hispanoamericana. México 1994. 10.4. Paul G. Hewett; Física Conceptual, 9na edición. Editorial Pearson Educación, México 2004. 10.5. Halliday-Resnick-Walker. Fundamentals of Physics, Sixth Edition, U.S.A, 2003. 10.6. Paul A. Tipler. 1994; FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA. Vol I; 3ra. Edición, Edit. Reverte S.A..México. 10.7. S. BURBANO DE ERCILLA. E. BURBANO GARCIA. C. GRACIA MUÑOZ. FISICA GENERAL. EDIT. MIRA. ESPAÑA. 1993. EDICION 31 10.8. D.C. Baird, Experimentación: Una Introducción a la teoría de las mediciones y al diseño de experimentos, Editorial Prentice-Hall, México 1991. -7-
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