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Objetivos
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Con esta asignatura el estudiante es introducido a las bases de
la física newtoniana, abarcando desde los elementos básicos
del cálculo de Newton, hasta el planteamiento de las leyes
de la mecánica. El estudio se focaliza en sistemas de una
o dos partículas. Un objetivo importante de esta asignatura
es lograr que los estudiantes reconozcan el carácter fundamental
de las leyes de Newton y su alcance para describir, en forma sistemática,
sistemas de mayor complejidad a través del cálculo
de las soluciones de sistemas mecánicos.
Los estudiantes serán capaces de:
- Reconocer en las leyes de Newton su capacidad para describir
fenómenos mecánicos.
- Reconocer las variables relevantes en la descripción
de un sistema.
- Reconocer la forma que toman las leyes fundamentales de conservación.
- Comprender que las leyes de conservación imponen restricciones
importantes en la evolución de los sistemas mecánicos.
- Plantear, en forma vectorial, las relaciones que permiten describir
en forma completa un sistema mecánico simple.
- Resolver sistemas mecánicos con dependencia simple en
sus variables.
- Representar en forma gráfica las soluciones.
- Interpretar la representación gráfica de soluciones.
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Programa tentativo
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- Leyes de Newton
- Descripción temporal del movimiento de puntos: velocidad,
aceleración, velocidad angular.
- Coordenados cartesianas y polares
- Interacciones en la naturaleza.
- Movimiento uniformemente acelerado.
- Vectores: suma, resta, multiplicación por escalar,
producto punto.
- Movimiento circunferencial. Aceleración centrípeta
y tangente
- Leyes de Newton: movimientos simples, fuerzas mecánicas
(peso, normal, tensión, roce, fuerza viscosa, fuerza
elástica)
- Movimiento relativo.
- Caída libre bajo gravedad.
- Estudio de sistemas mecánicos simples: péndulo
cónico, planos inclinados, movimiento circunferencial,
movimientos circunferenciales horizontales y verticales, rozamiento,
etc.
- Estudio de sistemas mecánicos estáticos
- Sistemas con más de un cuerpo diámico.
- Uso de la ley de acción y reacción.
- Trabajo y energía
- Relación trabajo-energía cinética
- Definición de energía potencial; fuerzas conservativas.
- El trabajo realizado por distintos tipos de fuerzas.
- Energía mecánica.
- Estudio de sistemas tales como resortes, gravedad, etc.
- Problemas que combinan las leyes de Newton y de energía
(por ejemplo, calcular ángulos de despegue o de corte
de una cuerda).
- Sistemas binarios: centros de masa, choques y conservación
de momentum
- Impulso y transferencia de momentum
- Ecuaciones de movimiento de un sistema binario interactuante.
- Conservación de momentum total
- El centro de masas
- Colisiones elásticas e inelásticas
- Gravitación universal
- Leyes de Kepler
- Postulado de Newton
- Principio de superposición
- Experimento de Cavendish
- Teoremas de Newton
- Gravedad terrestre
- Orbitas circunferenciales
- Rapidez de escape
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Applet y paginas web
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- http://www.walter-fendt.de/ph11e/collision.htm (colision,
2D)
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/energia/energia.htm
(Trabajo;
II,escher)
- http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/applets/Hwang/ntnujava/circularMotion/circular3D_e_s.htm
(circular
motion)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Escape_velocity (velocidad
de escape)
- http://www.surendranath.org/Applets/Dynamics/Coaster/CoasterApplet.html
(Energia,
cinetica,
II,
Potencial,
gravitacional,
resorte)
- http://www.youtube.com/watch?v=omXQsK1oxas&feature=related (paracaidas,)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Air_resistance (friccion
Humeda,browniana)
- http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/applets/Fendt/physesp/resonancia.htm
(Resonancia,II,III,IV,V,VI)
- http://turing.kingsu.ca/~map/java/applets/spring/applet.html
(resorte,I,II,
III, iV)
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/variable/variable.htm
(Atwood,II,)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Arranque_(erosi%C3%B3n_glaciar)(Friccion,II,III,IV,V,
VI,
)
- http://usuarios.lycos.es/pefeco/plano_incl/fuerzas_indice.htm
(Normal,II,III
,IV,V,
VI)
- http://www.ngsir.netfirms.com/englishhtm/ThrowABall.htm (proyectil,
II)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_experiment (Cavendish
Experiment,II),
- http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra (Datos
Tierra)
- http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/history/newtongrav.html
(Gravitational
Force)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton (Newton)
- http://www.astrocosmo.cl/biografi/b-j_kepler.htm (kepler,
II,
Leyes,
LeyesII,
, leyesII)
- http://www.arrakis.es/~nautylus/brahe.htm (tycho,
II)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Cop%C3%A9rnico (Copernico)
- http://personal.telefonica.terra.es/web/xgarciaf/heliocen/aristarc.htm
(aristarco
de samos, II)
- http://www.astromia.com/historia/astroegipto.htm (Egipto)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Tama%C3%B1o_de_los_cuerpos_celestes
(cuerpos
celestes)
- http://physics.syr.edu/courses/java/mc_html/kepler_frame.html
(orbita
circular,II,
III)
- http://tochtli.fisica.uson.mx/electro/vectores/definici%C3%B3n_de_vectores.htm
(vectores)
- http://www.educaplus.org/movi/2_2vectorpos.html (vector
posicion)
- http://www.mhhe.com/physsci/physical/giambattista/magnetic/magnetic_field.html
(Partícula
en campo magnético)
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/rectilineo/rectilineo.htm
(proceso
inverso)
- http://www.walter-fendt.de/ph11e/pendulum.htm(pendulo,II)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Metro (metro)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Caracter%C3%ADsticas_de_un_reloj
(reloj)
- http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/con_mlineal/restitucion/restitucion.htm
(caida
libre,II)
- http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica (fisica)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Materia(Materia)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Leibniz (Leibniz)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton (Newton)
- http://es.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei (galileo)
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Bibliografía
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- Lecturas de Fisica, volumen I, R. Feynman
- “Physics for Scientists and Engineers”, Gene Mosca, Paul A.
Tipler.
- Física, Halliday, Resnik y Krane
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