Física 1 para ingenieros

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Facultad Ciencias formales y naturales
Departamento Física
Área Física clásica
Nivel Universitario

Con el propósito de presentar a los estudiantes los conceptos, ecuaciones y fundamentos del área de física 1, se decidió realizar este contenido de wikiversity presentado en 4 módulos seccionado por tres lecciones cada uno con una evaluación respectiva a cada lección, con el fin de afianzar el conocimiento presentado en cada lección. En primer lugar, se tiene el módulo llamado Cinemática de la partícula, en donde las tres lecciones 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, definición de derivada, el cual se usará para definir velocidad y aceleración instantánea haciendo un paralelo con la velocidad y aceleración media, las cuales se usarán para ecuaciones cinemáticas en una o más dimensiones de una partícula considerando o no aceleración en los sistemas, llevándonos a profundizar con los casos de caída libre, tiro parabólico y se añade el concepto de aceleración radial con el movimiento circular uniforme, y su respectiva descripción cinemática, así como también se realiza para el movimiento circular uniformemente acelerado, todo esto es fundamentado a su vez, con un análisis gráfico de cada uno de los movimientos, culminando el primer módulo.

En segundo lugar, se encuentra el módulo llamado Leyes de Newton, en donde las tres secciones abarcan temas como lo son 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, dando como ejemplo el caso de una partícula libre, por otro lado, se introduce el concepto de momento lineal con el fin de definir posteriormente 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, pudiendo ahora 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.

En tercer lugar, se encuentra el módulo llamado Trabajo, energía y sistemas de partículas, en el cual se introducen nuevos conceptos tal como lo es el trabajo realizado por una fuerza y la potencia de la misma, dando como resultado la energía cinética, la cual es la asociada al movimiento de las partículas y con esto la definición del teorema del trabajo y la energía, pudiendo definir distintos tipos de energía asociadas a distintos tipos de fuerza, tal como lo son la energía potencial elástica, energía potencial, energía potencial gravitatoria, las cuales serán representadas en diagramas de energía y equilibrio, además se clasificará los tipos de fuerzas en conservativas y no conservativas con el fin de buscar una correspondencia entre las energías y estas clasificaciones, llegando a plantear la conservación de la energía para fuerzas conservativas y no conservativas. 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, y 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.

En cuarto lugar, se encuentra el módulo llamado Dinámica del cuerpo rígido y de fluidos, el cual primero 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 los cuales son de los ejes paralelos y perpendiculares, describiendo a su vez la energía asociada los movimientos de traslación y rotación, con el fin de poder describir el movimiento de rotación y traslación de los cuerpos rígidos sobre un plano. Por otro lado, se agrega un nuevo tipo de dinámica, correspondiente a los fluidos, tales como líquidos e incluso gases los cuales presenta una propiedad intrínseca de la sustancia la cual es la densidad, la cual 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.


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]

Modulo 1: Cinemática de la partícula[editar]

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]

Lección 1: Movimiento relativo y concepto de partícula libre[editar]

Lección 2: Fuerzas, leyes de Newton y dinámica de la partícula[editar]

Lección 3: Fuerzas centrales. Gravitación[editar]

Evaluación del módulo 2: Leyes de Newton[editar]

Módulo 3: Trabajo, energía y sistemas de partículas[editar]

Lección 1: Conceptos básicos sobre trabajo y energía[editar]

Lección 2: Energía potencial y fuerzas conservativas[editar]

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 fluídos[editar]

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]

Recursos externos[editar]

Bibliografía[editar]