Física 1 para ingenieros
| Facultad | Ciencias formales y naturales |
| Departamento | Física |
| Área | Física clásica |
| Nivel | Universitario |
La introducción al mundo de la física en el área de la ingeniería es uno de los aspectos más relevantes al iniciar la formación como profesional, por lo tanto, es de suma importancia manejar y tener claro los conceptos más básicos. Para un mejor entendimiento de los temas, se presentan cuatro módulos, además, se cuenta con una herramienta evaluadora con el fin de afianzar los conocimientos adquiridos en cada lección.
Objetivos editar
- Presentar al estudiante los principios básicos sobre los cuales se fundamenta la mecánica clásica, como una herramienta que le permita realizar un manejo de ideas conducentes a la comprensión de los fenómenos que tendrá que confrontar en el curso de su carrera.
- Desarrollar en el estudiante, habilidades que lo capaciten en el análisis y solución de problemas. El nexo entre el saber y el saber hacer, característica fundamental del ingeniero.
Módulos editar
Módulo 1: Cinemática de la partícula editar
Para comenzar, se tratará el módulo denóminado Cinemática de la particula conformado por tres lecciones, las cuales, abarcan temas tales como la definición de cantidades vectoriales y escalares, cifras significativas, definición de vector y sus propiedades definidas para las operaciones de suma, producto punto y producto vectorial. Se describe la derivada de manera formal, llevándonos a profundizar en los casos de caída libre y tiro parabólico. Por otro lado, se añade el concepto de aceleración radial con el movimiento circular uniforme y su respectiva descripción cinemática. Por último, se describe el movimiento circular uniformemente acelerado. Todos los modulos están fundamentados a su vez con un análisis gráfico.
Lección 1: Cantidades vectoriales editar
Lección 2: Cinemática en una y más dimensiones editar
Lección 3: Movimiento curvilíneo y circular editar
Evaluación del módulo 1: Cinemática de la partícula editar
Módulo 2: Leyes de Newton editar
Este módulo gira en torno a las Leyes de Newton, en donde las tres secciones abarcan temas como las transformaciones galileanas, teniendo las transformaciones de posición, velocidad y aceleración respectivas entre sistemas inerciales, agregando un nuevo concepto tal como lo es un sistema de referencia inercial y no inercial. Por otro lado, se introduce el concepto de momento lineal, con el fin de definir una nueva forma de interactuar entre sistemas, el cual corresponde por medio de fuerzas, clasificando los tipos de fuerza y formulando las tres grandes leyes presentadas por Newton, mostrando de forma pictórica cómo analizar estos sistemas por medio de los diagramas de cuerpo libre, con el fin de definir la cinemática presentada en el módulo anterior como resultado de la acción de fuerzas sobre los sistemas e introduciendo a su vez el concepto de fuerza ficticia para sistemas de referencia acelerados, terminando con la explicación de un par de problemas relacionados a fuerzas centrales, describiendo la ley de gravitación de Newton y el movimiento y leyes presentadas por Kepler.
Lección 1: Movimiento relativo y concepto de partícula libre editar
- Movimiento Relativo y Concepto de Partícula Libre
- Evaluación de la lección 1: Movimiento relativo y concepto de partícula libre
Lección 2: Fuerzas, leyes de Newton y dinámica de la partícula editar
- Fuerzas, Leyes de Newton y Dinámica de la Partícula
- Evaluación de la lección 2: Fuerzas, leyes de Newton y dinámica de la partícula
Lección 3: Fuerzas centrales. Gravitación editar
Evaluación del módulo 2: Leyes de Newton editar
Módulo 3: Trabajo, energía y sistemas de partículas editar
En este módulo se introduce el concepto de trabajo y energía, con el fin de definir distintos tipos de energía asociadas a varios tipos de fuerza (energía potencial elástica, energía potencial, energía potencial gravitatoria), estas, serán representadas en diagramas de energía y equilibrio. Se clasificarán los tipos de fuerzas en conservativas y no conservativas, con el fin de buscar una correspondencia entre las energías y estas clasificaciones. Conceptos tales como conservación de energía, conservación del momento lineal se extenderán a grupos de partículas, los cuales serán descritos por medio de su centro de masa, su velocidad y aceleración respectiva a este punto, además, se agrega el concepto de momento angular y la interacción entre partículas por medio de colisiones para una o más dimensiones.
Lección 1: Conceptos básicos sobre trabajo y energía editar
- Conceptos básicos sobre trabajo y energía
- Evaluación de la lección 1: Conceptos básicos sobre trabajo y energía
Lección 2: Energía potencial y fuerzas conservativas editar
- Energía y fuerzas Conservativas
- Evaluación de la lección 2: Energía potencial y fuerzas conservativas
Lección 3: Sistemas de partículas editar
Evaluación del módulo 3: Trabajo, energía y sistemas de partículas editar
Módulo 4: Dinámica del cuerpo rígido y de fluidos editar
El módulo Dinámica del cuerpo rígido y de fluidos introduce el concepto de cuerpo rígido, el cual será el sistema al que se desea abarcar su dinámica por medio de la definición torques, momento angular, momentos de inercia y el uso de teoremas (ejes paralelos y perpendiculares), describiendo a su vez la energía asociada los movimientos de traslación y rotación. Por otro lado, se agrega un nuevo tipo de dinámica, correspondiente a los fluidos, tales como líquidos y gases, los cuales presenta una propiedad intrínseca de la sustancia: la densidad, esta, será usada en los principios de Arquímedes y Pascal. Finalizado con nociones como flujo, tipos de flujo, y la ecuación de continuidad de los fluidos ideales.
Lección 1: Torque y momento de inercia editar
Lección 2: Movimiento rotacional editar
Lección 3: Estática y dinámica de fluidos editar
Evaluación del módulo 4: Dinámica del cuerpo rígido y de fluidos editar
Evaluación final editar
Material adicional editar
Proyectos de aprendizaje relacionados editar
- Física 2 para ingenieros
- Física 3 para ingenieros
- Física clásica
- Física I
- Curso de Física:Cinemática
Recursos externos editar
Bibliografía editar