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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ ESTUDIOS GENERALES CIENCIAS PROGRAMA ANALÍTICO CURSO CLAVE TIPO CRÉDITOS HORAS DE TEORÍA HORAS DE PRÁCT. DIRIGIDA HORAS DE PRÁCT. CALIFICADA HORAS DE LAB. REQUISITOS SEMESTRE I.

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FÍSICA 1 (FIS1) 1FIS02 OBLIGATORIO PARA TODAS LAS ESPECIALIDADES 4.50 4 SEMANALES 2 MENSUALES 2 MENSUALES NO TIENE 1FIS01, [1MAT06], [1FIS03] 2017-1

Objetivos del curso Al término del semestre, el estudiante será capaz de resolver problemas de movimiento de una partícula, prioritariamente, los casos de aceleración constante y aquellos cercanos a la realidad pero bajo condiciones ideales relacionadas con la dinámica newtoniana de la partícula. Asimismo, podrá resolver problemas de trabajo y energía que involucran partículas; resolver problemas de sistema de partículas y de cuerpo rígido, enfatizando prioritariamente choques unidimensionales de partículas, así como el movimiento de un cuerpo rígido cuando gira alrededor de un eje fijo o cuando rueda sin deslizar; y, finalmente, sabrá señalar los pasos que ha seguido para resolver los problemas anteriormente indicados.

II. Metodología El curso se desarrolla usando la metodología de clases expositivas, apoyadas algunas de ellas en demostraciones experimentales o simulaciones en computadora, con sesiones de prácticas dirigidas para la resolución de ejercicios y problemas. En las clases expositivas, se presentan, con adecuado rigor matemático y formalismo teórico apropiado, los conceptos básicos de la física. Del mismo modo, se pone énfasis en la discusión y trabajo colaborativo entre los alumnos a fin de desarrollar sus habilidades básicas, competencias y habilidades de carácter. En las prácticas dirigidas, los alumnos resuelven en grupo dentro del aula de clase los problemas o cuestionarios teóricos preparados por el profesor del horario, el cual se basa en diversos materiales de enseñanza (tales como lecturas, cuestionarios o actividades planificadas por el profesor para dichas sesiones). Así mismo a lo largo del semestre se cuentan con prácticas calificadas que son individuales y realizadas una semana después de la dirigida. El Coordinador de práctica deberá informar a los profesores del curso los contenidos sobre los temas a tratar en las prácticas calificadas como en las dirigidas. Las consultas que el estudiante necesite realizar al profesor del curso las puede hacer durante la clase (si el tema corresponde), fuera de ella (en los horarios de asesoría que el profesor proporciona) o por correo electrónico. III. Sumilla Se estudia de manera teórico-práctica la mecánica de la partícula y de los sistemas de partículas desarrollando la capacidad del alumno para aplicar sus conocimientos de matemáticas en la resolución de problemas de ingeniería utilizando un pensamiento crítico y la actitud para enfrentar problemas complejos. La mecánica de la partícula comprende tanto su estudio cinemático como dinámico. Se enfatiza en estas capacidades que fortalecen las competencias de aprender a aprender; luego, se procede a estudiar los métodos basados en los conceptos de trabajo y energía como una alternativa a las leyes de Newton para la descripción y estudio del movimiento. La mecánica de los sistemas de partículas comprende el uso de los principios de conservación de momento lineal, de energía y de momento angular para el estudio de la interacción de dos o más partículas, considerando inclusive el caso en que las partículas no cambian su posición relativa entre ellas (sólido rígido).

IV. Descripción del programa Capítulo I. Cinemática de la partícula (12 horas)

Programa analítico de Fisica 1 Vectores posición, desplazamiento, velocidad y aceleración en dos o tres dimensiones. Ecuación de la trayectoria y ley de movimiento en dos o tres dimensiones. Movimiento con aceleración constante: Movimiento de proyectiles. Movimiento circular uniforme. Movimiento circular uniformemente variado. Componentes tangencial y normal de la aceleración. Movimiento Relativo de traslación. Movimiento con aceleración variable en el tiempo

Capítulo II. Dinámica de la partícula (8 horas) 3 Leyes de Newton, Sistema de Referencia inercial, Diagrama de cuerpo libre. Ley de gravitación, deducir la aproximación mg. Dinámica de una partícula afectada por fuerzas constantes y variables en el tiempo. Dinámica del movimiento circular. Aplicar la ley de gravitación universal para determinar el periodo de rotación de satélites alrededor de la tierra. Sistemas no inerciales y fuerza de arrastre.

Capítulo III. Trabajo y energía (8 horas) Trabajo de una fuerza constante o variable con la posición. Teorema del trabajo y la energía cinética. Fuerzas conservativas y su energía potencial asociada. Energía potencial gravitatoria: deducir la aproximación mgh. Velocidad de escape. Energía potencial elástica. Ley de conservación de energía. Fuerzas no conservativas. Diagramas de energía. Capítulo IV. Sistema de partículas (14 horas) Centro de masa. Dinámica de traslación de un sistema de partículas. Cantidad de movimiento lineal y su conservación. Colisiones en una y dos dimensiones: elásticas e inelásticas. Dinámica de rotación de un sistema de partículas, momento angular, torque y momento de inercia. Conservación del momento angular, fuerza central. Capítulo V. Dinámica del sólido rígido (14 horas) Dinámica de rotación y traslación de un sólido rígido. Momento de inercia. Teorema de los ejes paralelos. Energía cinética de rotación. Dinámica de la rodadura. Conservación del momentum angular y la energía mecánica de un sólido rígido. Equilibrio del solido rígido. V. Bibliografía Textos guía •

SEARS, Francis W., Mark W. Zemansky, Hugh D.Young y Roger Freedman 2009, Física Universitaria. Vol. 1.Decimosegunda edición. México D.F.: Pearson.

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SERWAY, Raymond y John Jewett 2008 Física para ciencias e ingeniería. Vol. 1. Sétima edición. México D.F.: Cengage Learning.

•Textos complementarios •

MEDINA, Hugo 2010 Física 1. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial.

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PIAGGIO,Miguel 1998 Física con ejercicios. Lima: Pontificia Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial.

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RESNICK, Robert ,David Halliday y Kenneth Krane 2005 Física. Vol. 1. Quinta edición. México D.F.: CECSA.

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TIPLER, Paul A. y GeneMosca2010Física. Vol. 1. Sexta edición. Barcelona: Reverté.

VI. Sistema de evaluación Reglamento actual Los promedios de prácticas se calculan con aproximación hasta las décimas. Cualquiera sea la cifra de las centésimas, no se tomará en cuenta. La nota final del curso se expresa solo en números enteros. Si el cálculo de la nota final da un total con decimales, debe convertirse esa cifra a enteros (se añade un punto a la nota si el primer decimal es cinco o más; se elimina el decimal si es menor de 5).

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Programa analítico de Fisica 1 La nota final del curso se calculará utilizando la fórmula que a continuación se detalla. En ella se usa la siguiente nomenclatura:

Nf: nota final E1: nota del primer examen (medio ciclo) E2: nota del segundo examen (final) P:

promedio de prácticas de tipo Pa. Para efectos de obtener el promedio de prácticas tipo Pa no se toma en cuenta la practica con mas bajo puntaje

Pd: promedio de prácticas de tipo Pd. Para efectos de obtener el promedio de prácticas tipo Pd no se toma en cuenta la practica con más bajo puntaje

Nf =

3.5E 1 + 4E 2 + 2 P + 0.5 Pd 10

Para los alumnos que rindan el examen especial, este reemplazará al examen al cual el alumno faltó según los artículos 5° y 41° del Sistema de Evaluación.

San Miguel, marzo de 2017

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