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Programa de Física 1 – UNSAM 2015 1

PROGRAMA MATERIA Física I (CB10)CARRERAS Ingeniería Electrónica, Biomédica, Telecomunicaciones,

Ambiental, Industrial. Energía. Licenciaturas en Análisis Ambiental, Biotecnología y Física Médica

CARÁCTER DE LA

MATERIA

OBLIGATORIA

DOCENTES Dr. Eduardo Vergini, Dra. María Angélica Cardona, Dr. Mariano Quintero

PERÍODO DE VIGENCIA 2014 DURACION: un cuatrimestre MATERIASCORRELATIVAS

Introducción al Análisis Matemático

CARGA HORARIA Teórico- Práctico: 6 Laboratorios: 2

Total de horas semanales: 8Total de horas de la materia:128

OBJETIVOS DE LA MATERIA:

Que el alumno:

• Desarrolle una comprensión básica de los principios físicos fundamentales de lamecánica de cuerpos materiales y fluidos

• Desarrolle habilidad para resolver problemas en estos tópicos, abordándolos desdedistintos ángulos.

• Desarrolle capacidad para el planteo y modelización de fenómenos físicos.• Adquiera competencias para la realización de experimentos y proyectos de

laboratorio simples, que sirvan de introducción a la metodología de trabajo enciencia e ingeniería. Desarrolle capacidad de interpretar observaciones y

mediciones en términos de los principios físicos correspondientes.CONTENIDOS MÍNIMOSMedición, errores, sistemas de unidades. Cinemática. Masa inercial. Cantidad de movimiento yfuerza. Impulso y trabajo. Energía. Oscilaciones. Momento angular. Cinemática y dinámica delcuerpo rígido. Equilibrio y pequeñas oscilaciones. Mecánica de fluidos.

FUNDAMENTACIÓNLa Física es una disciplina relevante en el desarrollo de todas aquellas actividades asociadas a laCiencia y la Tecnología, tanto en lo referido a la descripción de fenómenos naturales como aldesarrollo tecnológico. Este espacio curricular pretende introducir a los alumnos en losconceptos básicos de la mecánica clásica, con particular énfasis en la descripción de la dinámicade los sistemas en función del tiempo.

Universidad Nacional de General San MartínEscuela de Ciencia y TecnologíaCampus MigueleteMartín de Irigoyen 3100

San MartínBuenos Aires - Argentinawww.unsam.edu.ar EscuelaCyT@unsam.edu.ar

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REQUISITOS O CONOCIMIENTOS PREVIOS

Son requisitos para cursar esta materia haber aprobado un curso introductorio de cálculodiferencial y análisis de funciones. Se considera importante que los alumnos hayan cursado oestén cursando Cálculo I y Algebra y Geometría Analítica I, ya que se comenzarán a usarherramientas de análisis integral en la mitad del curso, y se emplearán herramientas básicas delálgebra de vectores. Es conveniente el manejo de computadoras, incluyendo experiencia en eluso de planillas de calculo (Excel u otra) y procesador de textos.

METODOLOGÍA DIDÁCTICA:

La modalidad de trabajo es presencial. El curso es teórico-práctico, con explicaciones en clasesy resolución de problemas típicos como ejemplos de aplicación. El trabajo en el laboratorio esgrupal (hasta tres alumnos por grupo). El desarrollo de las actividades está respaldado por guíasde problemas, guías de laboratorio y la bibliografía adecuada.

RÉGIMEN DE APROBACIÓN DE LA MATERIA:

La evaluación se realiza a través de:Dos evaluaciones parciales consistentes en problemas, con nota mínima de aprobación 5(cinco). Cada parcial tendrá un recuperatorio.Se deberá asistir, realizar y presentar un informe por cada práctica de laboratorio. La actividadde laboratorio se realizará en forma grupal, y se deberá presentar un informe por cada práctica.La aprobación de los trabajos prácticos de la materia se obtiene aprobando los dos parciales (osus recuperatorios) y los informes de laboratorio. La nota de cursada se obtiene promediando lanota de los dos exámenes que el alumno haya aprobado con la nota de laboratorio de lasiguiente forma: 30% de la nota del primer parcial+50% de la nota del segundo parcial+20% de

la nota de laboratorio. El criterio para el redondeo de la nota es el siguiente: si la parte decimaldel promedio es superior a 50 se redondea hacia arriba, excepto en el caso en que dicho promedio esté entre 6,50 y 6,99, en cuyo caso la nota que corresponderá será 6.La aprobación de la materia se obtiene con la aprobación de un examen final integral. Lainstancia de final consiste en una parte teórica y una parte de problemas a resolver. Cada partese evalúa en forma independiente. Para aprobar el final se requiere que cada parte obtenga un puntaje igual o superior a 4 (cuatro). Los alumnos que hayan obtenido 7 (siete) o más como notade cursada podrán optar por rendir la parte teórica solamente, en ese caso la nota final será el promedio entre la nota de la parte teórica y la nota de cursada. Esta posibilidad podrá ser usadasolamente en el turno de exámenes de julio-octubre para los que hayan cursado en el primercuatrimestre, y el de diciembre-febrero para los que lo hayan hecho en el segundo.

PROGRAMA ANALÍTICO:1. Introducción: Magnitudes escalares y vectoriales. Componentes de un vector. Vector

desplazamiento. Suma gráfica y analítica de vectores. Operación con Vectores. Productoescalar, vectorial y mixto.

2. Cinemática: Velocidad media e instantánea. Movimiento en una y dos dimensiones.Vector posición. Movimiento con aceleración constante. Velocidad y aceleración. Tirooblicuo Movimiento circular uniforme. Movimiento relativo.

3. Leyes de Newton: Introducción de las leyes de Newton. Concepto de masa. Concepto defuerza. Las fuerzas fundamentales: gravitación, electromagnética, nuclear y débil.Aplicaciones. Fuerza de fricción. Dinámica del movimiento circular. Ecuación demovimiento. Fuerzas constantes. Tensión. Fuerzas dependientes del tiempo y de lavelocidad. Viscosidad. Fuerzas elásticas. Fuerza gravitatoria.

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4. Trabajo y Energía: Trabajo de una fuerza constante y variable unidimensional. Energíacinética. Teorema Trabajo-Energía. Potencia. Fuerzas conservativas. Energía potencial.Principio de conservación de la energía. Análisis gráfico de los sistemas conservativos.Fuerzas no conservativas.

5. Cantidad de movimiento, movimiento de un sistema de partículas: Sistema de dos ymas partículas. Centro de masa. Impulso lineal de una partícula. Impulso lineal de unsistema de partículas. Conservación del impulso lineal. Conservación del impulso en unacolisión. Colisiones en una y dos dimensiones. Colisiones elásticas e inelásticas. Transportede impulso lineal.

6. Momento Angular y Dinámica del Cuerpo Rígido: Las variables de la rotación.Velocidad angular. Aceleración angular. Energía cinética de la rotación. Momento angularde una partícula. Torque. Conservación del momento angular. Sistema de partículasMomento de inercia. Dinámica del cuerpo rígido. Momento de inercia respecto a un eje.Teorema de Steiner. Momento angular y rotación con un eje fijo. Teorema de Trabajo-Energía para un sólido rígido.

7. Equilibrio Estático de un Cuerpo Rígido: Condiciones de equilibrio. Centro de gravedad.Momento de una fuerza respecto a un eje. Equilibrio estable, inestable y neutro.

8.

Oscilaciones: El oscilador armónico simple. Consideraciones energéticas. Movimientoarmónico y movimiento circular uniforme. Péndulo de torsión. Oscilaciones amortiguadas.Oscilaciones forzadas y resonancia. Potencial intermolecular. Pequeñas oscilaciones.

9. Mecánica de los Fluidos: Presión y densidad. Variación de la presión en función de la profundidad de un fluido en reposo. Principio de Pascal y Arquímedes. Medición de la presión. Ecuación de continuidad. La ecuación de Bernoulli. Tubo Venturi y de Pitot.Viscosidad. Ley de Poiseuille.

PRACTICAS DE LABORATORIO1. Teoría de errores. Conceptos básicos de metrología – Incertidumbres de medición2. Péndulo simple – Fotointerruptores3. Fuerza de rozamiento

4. Rotación de Cuerpos Rígidos – Momento angular5. Principio de Arquímides

BIBLIOGRAFÍALibros del nivel del curso:

• FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS ZEMANSKY. Autor: HUGH D. YOUNG, ROGER A.FREEDMAN. Editorial: PEARSON PRENTICE-HALL. Edición: 2009.

• FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA MECÁNICA, OSCILACIONES Y ONDASY TERMODINÁMICA. Autor: PAUL A. TIPLER, GENE MOSCA. Editorial: REVERTÉ. Edición:

2010. • FÍSICA Volumen 1. Autor: ROBERT RESNICK, DAVID HALLIDAY, KENNETH S. KRANE.

Editorial: C.E.C.S.A. Edición: 2002.

• FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERIA, Volumen I . Autor: JOHN W. JEWETT,RAYMOND A. SERWAY. Editorial: CENGAGE LEARNING / THOMSON INTERNACIONALEdición: 2008.

Libros con un tratamiento conceptual apropiado pero que no hacen uso (o muy poco) decálculo diferencial e integral:

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