UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES SÍLABO DE LA CÁTEDRA DE FÍSICA I PRIMER SEMESTRE
Periodo Académico Septiembre 2013 – Enero 2014
Universidad Nacional de Chimborazo Facultad de Ingeniería, Ingeniería en Sistemas Computacionales Sílabo de Física I
INSTITUCIÓN FACULTAD NOMBRE DE LA CARRERA SEMESTRE(AÑO) NOMBRE DE LA ASIGNATURA CÓDIGO DE LA ASIGNATURA NÚMERO DE CRÉDITOS TEÓRICOS NÚMERO DE CRÉDITOS PRÁCTICOS NÚMERO TOTAL DE CRÉDITOS
Universidad Nacional de Chimborazo Ingeniería Ingeniería en Sistemas Computacionales Primero Física I SIC101 6,25 N.H.T.S. 6 N.H.T.SE. N.H.P.SE. N.H.T.S. 6,25
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DESCRIPCIÓN DEL CURSO El presente curso servirá para proporcionar al estudiante las herramientas básicas que le permitan trabajar en los cursos posteriores, tales herramientas constituyen un conocimiento cabal de los conceptos básicos de la mecánica, partiendo de una descripción general de lo que es la física y su utilidad en su formación profesional hasta las leyes fundamentales de la mecánica.
PRERREQUISITOS Ninguno CORREQUISITOS Metodología de la Investigación (1.06.MEG.LEN) Matemática 1 (1.02.MCBI.MAT.1) OBJETIVOS DEL CURSO
Conocer cuál es el objeto de estudio de las ciencias físicas su evolución y como se relaciona con los sistemas computacionales.
Comprender y aplicar los conocimientos de la matemática, geometría y trigonometría en el estudio de vectores en el plano y el espacio para el análisis de las magnitudes vectoriales que intervienen en los fenómenos físicos.
Aplicar y analizar correctamente las ecuaciones de la cinemática en la
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resolución de problemas relacionados con diversos tipos de movimientos observados en la naturaleza.
Aplicar las leyes de Newton en la descripción, análisis y solución de problemas referidos al estado de movimiento de una partícula y de un sistema de partículas (cuerpo rígido).
Aplicar el principio de conservación de la energía a los diferentes tipos de movimientos que acontecen en la naturaleza.
UNIDAD 1 VECTORES
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Definición de las magnitudes escalares y vectoriales. Suma de dos vectores: Método del polígono y del paralelogramo. Descomposición de vectores en coordenadas cartesianas. Multiplicación de vectores: producto escalar y vectorial. Vector posición y vector posición relativa Práctica: Representación de vectores y operación con vectores TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
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No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS 20/1-4 Distingue entre magnitudes escalares y vectoriales. Representa gráfica y analíticamente un vector en el espacio. Desarrolla operaciones con vectores
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que distingue, representa y desarrolla operaciones con magnitudes vectoriales.
CLASES PRÁCTICAS 4/2-4 Grafica un vector y sus Informes componentes cartesianas laboratorio en el espacio
de
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UNIDAD 2 CINEMÁTICA DE UNA PARTICULA
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Reposo, movimiento, trayectoria y partícula. Definición de rapidez y velocidad. Definición de la aceleración. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Caída libre de los cuerpos. Movimiento parabólico. Movimiento circular.
No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS
24/5-9
Utiliza con propiedad los conceptos relacionados con Cinemática. Reconoce las características, los principios y las leyes del movimiento de los cuerpos en una y varias dimensiones sin que importe la causa que los producen. Interpreta las gráficas de posición y velocidad en función del tiempo para los diferentes tipos de movimientos. Reconoce que la aceleración describe cambios de rapidez y de dirección. Resuelve problemas sobre movimiento unidireccional, parabólico y circular.
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que utilizan, reconocen, interpretan y resuelven problemas del movimiento de los cuerpos sin importar las causas que lo producen.
CLASES PRÁCTICAS
Práctica: Movimiento rectilíneo uniforme. Práctica: Movimiento rectilíneo uniformemente variado. Práctica: Movimiento en el plano. Práctica: Movimiento Página 4 de 12
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Observa en la práctica Informes el cumplimiento de los laboratorio principios teóricos.
de
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circular uniforme TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Consultar simulaciones en computadora de movimientos de cuerpos, tipos de movimiento, programas que se usan.
UNIDAD 3 DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Definición de fuerza y masa. La primera Ley de Newton: definición de la masa inercial y de los sistemas inerciales. Segunda Ley de Newton: Ecuación del movimiento. Tercera Ley de Newton: Transmisión de las fuerzas. Aplicaciones de las Leyes de Newton: Fuerzas de rozamiento. Estática Traslacional (Primera condición del equilibrio).
No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS
24/10-14
Identifica las fuerzas que actúan en un sistema, reconociendo los agentes que ejercen las fuerzas y aplicando la ley de acción y reacción. Grafica las fuerzas que actúan en un sistema mediante los diagramas de cuerpo libre. Aplica las leyes de Newton para predecir movimientos en situaciones simples. Aplica las leyes fundamentales de la dinámica en sistemas en equilibrio y no equilibrio. Resuelve problemas sobre el movimiento de los cuerpos aplicando las leyes de newton.
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que identifica y cuantifica y aplica las leyes de Newton en diferentes sistemas físicos.
CLASES PRÁCTICAS
Práctica: Fuerzas concurrentes. Práctica: Estática del cuerpo. Práctica: Segunda ley de Newton. Página 5 de 12
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Observar en la práctica Informes el cumplimiento de los laboratorio principios teóricos.
de
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TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
UNIDAD 4 TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Concepto de trabajo. Potencia. Teorema del trabajo y la energía: Definición de energía cinética. Fuerzas conservativas: Definición energía potencial. Conservación de la Energía en sistemas conservativos y no conservativos.
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No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS
20/15-18
Define que es energía y como esta se produce e interactúan en la naturaleza. Reconoce los diferentes tipos de energía mecánica Reconoce la ley de conservación de la energía mecánica como una consecuencia de las leyes de Newton. Describe sistemas que aportan energía al exterior o reciben energía desde el exterior. Reconoce que la ley de conservación de energía impone restricciones importantes en la evolución de los sistemas mecánicos. Aplica las leyes de energía y trabajo para calcular las propiedades dinámicas de sistemas mecánicos simples. Resuelve el movimiento de sistemas
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que define, reconoce, aplica y resuelve problemas del movimiento de los cuerpos con el principio de conservación de la energía.
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mecánicos simples, integrando las leyes de Newton y de energía. CLASES PRÁCTICAS
Práctica: Energía cinética. Práctica: Energía potencial.
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Observa en la práctica Informes el cumplimiento de los laboratorio principios teóricos.
de
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
CONTRIBUCIÓN DEL CURSO EN LA FORMACIÓN DEL PROFESIONAL La Física es una ciencia básica que contribuye a la formación de la persona y particularmente al Ingeniero en Sistemas y Computación, dado que los principios fundamentales de esta carrera se sustentan en la Física y la Matemática, en este sentido el presente curso pretende poner las bases de dichos conocimientos.
RELACIÓN DEL CURSO CON EL CRITERIO RESULTADO DE APRENDIZAJE La asignatura contribuye para que el estudiante tenga una formación crítica, basada en el análisis y en el desarrollo de habilidades y destrezas para solucionar problemas del entorno.
ASPECTOS DE CONDUCTA Y COMPORTAMIENTO ETICO Se exige puntualidad, no se permitirá el ingreso de los estudiantes con retraso La copia de exámenes será severamente castigada. Art. 207 literal g. Sanciones (b) de la LOES Respeto en las relaciones docente-estudiante y alumno-alumno. Art. 86 de la LOES En los trabajos se debe incluir las citas y referencias de los autores consultados, usando las normas APA. El plagio puede dar motivo a valorar con cero el respectivo trabajo. No se receptarán trabajos o deberes u otro fuero de la fecha prevista, salvo justificación debidamente aprobada por la autoridad competente.
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(Y otros que tengan relación con el código de ética institucional)
METODOLOGÍA Clases de teoría Consistirá, básicamente, en la exposición de los contenidos básicos del tema. El ciertas ocasiones se apoyara en material multimedia con el fin de mostrar alguna imagen, vídeo o simulación que ayude al alumno a la comprensión. En estos casos el material se dejará disponible a los alumnos en la Plataforma Virtual de la Institución. Clases de problemas Las clases de problemas estarán basados, principalmente, en el método de resolución de casos. Las hojas de problemas estarán disponibles con anterioridad para que el alumno tenga tiempo de trabajar sobre ellos. En la clase se resolverán los de mayor dificultad (a opinión del profesor o a petición del alumno). Prácticas de laboratorio Las sesiones de prácticas de laboratorio son de gran importancia porque el alumno encontrará en ellas la base experimental de los temas estudiados en clase de manera teórica. Además, para una mejor asimilación, las sesiones de prácticas se tratarán de impartir después de la correspondiente teoría, de manera que cuando comienzan a hacer una práctica, ya hayan visto previamente su fundamento en la clase de teoría. Como formación adicional del alumno se impartirá un seminario sobre laboratorios virtuales, en el que se realizarán aplicaciones interesantes sobre alguna temática del curso. Las tutorías grupales tendrán por objetivos a) Hacer hincapié en algún aspecto importante (y de mayor dificultad de asimilación, según la experiencia del profesor) a partir de problemas tipo b) Resolver dudas de los alumnos previamente a las pruebas de evaluación. Trabajos autónomos (individual y/o en grupo)
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Después de las clases de teoría, el alumno deberá realizar un trabajo individual de asimilación y comprensión del tema expuesto en clase. A continuación, deberá intentar resolver los problemas propuestos del tema para comprobar su nivel de asimilación. Si no es capaz de resolver los problemas de nivel "básico o sencillo" deberá volver a repasar al tema hasta alcanzar el nivel de asimilación necesario para resolver dicho problema. Después intentará resolver los problemas de nivel "avanzado". La ayuda necesaria para resolver este tipo de problemas deberá buscarla en la bibliografía seleccionada para la asignatura o en las tutorías (grupales o individuales).
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE COMPONENTE Trabajos de investigación y sustentación Prácticas de Laboratorio Simulaciones realizadas en clase
% 20% 30%
Lecciones, pruebas, talleres 30% Examen teórico – práctico de fin de 20% semestre
CASILLAS DEL ACTA DE CALIFICACIONES Promedio de Aportes (Investigación, experimentación y aplicaciones prácticas) Promedio de Evaluaciones (de contenidos programáticos)
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA FUNDAMENTOS DE FÍSICA, David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker FÍSICA GENERAL, J. Blatt. FÍSICA PARA UNIVERSITARIOS; Giancoli. FÍSICA PARA INGENIERÍA, J. Mckelvey. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA, Raymond A. Serway, John W. Jewett BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
THE FAYNMAN LECTURES ON PHYSICS; Feynman, Leighton. FISICA Vol. I, II y III, M. Alonso, E.J. Finn.
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LECTURAS RECOMENDADAS LA HISTORIA DEL TIEMPO, Hawking;. LA FISICA: AVENTURA DEL PENSAMIENTO, A. Einstein, L. Infield. http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics
RESPONSABLE DE LA ELABORACIÓN DEL SILABO FECHA
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Dr. Mario Audelo Guevara Agosto de 2013
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TABLA 2.B-1 RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE DEL CURSO Objetivo No. 1: Capacitar en ciencias básicas, generales e ingeniería para fundamentar el ejercicio profesional.
RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE a) Habilidad para aplicar conocimientos de computación y matemáticas apropiados a su disciplina.
CONTRIBUCION, ALTA, MEDIA BAJA ALTA
b) Habilidad para analizar un problema, e identificar y definir los requerimientos computacionales apropiados para su solución.
ALTA
c)Habilidad para diseñar, implementar, y evaluar un sistema basado en computadoras, procesos, componentes o programas que cumplan necesidades específicas. d) Habilidad para funcionar efectivamente en equipos para alcanzar una meta común.
ALTA
e) Comprensión de las responsabilidades profesionales, éticas, legales, de seguridad y sociales.
MEDIA
f) Habilidad para comunicarse efectivamente con un rango
ALTA
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ALTA
EL ESTUDIANTE DEBE Aplicar conceptos, propiedades, principios, leyes generales a la modelación de sistemas físicos reales. Obtener datos desde la observación y experimentación de un fenómeno físico, analizarlos mediante software apropiados para emitir sus conclusiones Aplicar las leyes y principios de la física en el diseño básico de software educacional.
Trabajar en equipos multidisciplinarios entre pares de la misma materia al elaborar un informe de laboratorio. Conocer los reglamentos y políticas de la UNACH, y su forma de comportamiento dentro de su campo profesional. Redactar reportes e informes de laboratorio de
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de audiencias.
g) Habilidad para analizar el impacto local y global de la computación sobre los individuos, organizaciones y sociedad.
ALTA
h) Reconocer la necesidad para y la habilidad de involucrarse en un desarrollo profesional continúo. i) Habilidad para usar técnicas, habilidades, y herramientas actuales, necesarias para la práctica de la computación.
BAJA
j) Capacidad de liderar, gestionar o emprender proyectos.
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ALTA
BAJA
las observaciones de fenómenos físicos reales, hacer presentaciones efectivas en clases y apoyar a sus pares en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Conocer el impacto que tiene la computación en la educación al permitir la realización de simulaciones de fenómenos físicos mejorando su entendimiento. Conocer que inicia su navegación en el aprendizaje de por vida. Utilizar software tal como easy java simulations y acceder a internet para conseguir información relevante al curso. Desarrollar proyectos de investigación en el curso lo que le dará liderazgo y capacidad de emprendimiento.
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