UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN DIVISIÓN DE MATEMÁTICAS E INGENIERÍA LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL PROGRAMA DE ASIGNATURA ACATLÁN CLAVE: 1113

SEMESTRE: 1°

FÍSICA GENERAL MODALIDAD (CURSO, TALLER, LABORATORIO, ETC.)

CURSO, LABORATORIO

CARÁCTER

HORAS SEMESTRE

OBLIGATORIO

96

NIVEL: BÁSICO NINGUNA

SERIACIÓN OBLIGATORIA CONSECUENTE

NINGUNA

REQUISITO

LABORATORIO

Número de horas

3

1

2

CRÉDITOS 9

AREA: FÍSICA

SERIACIÓN OBLIGATORIA PRECEDENTE

OBJETIVO:

HORA / SEMANA TEO. PRÁC. LAB.

EL ALUMNO ANALIZARÁ LOS PRINCIPIOS Y LAS LEYES FUNDAMENTALES DE LA MATERIA Y DE LA ENERGÍA, APLICÁNDOLOS A LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE INGENIERÍA.

Unidad 1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA FÍSICA Objetivo: Analizará los principales conceptos básicos y leyes de la Física y las propiedades de las sustancias.

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Temas: 1.1 Introducción y conceptos fundamentales. Sistemas cerrados y abiertos. 1.1 Ecuaciones dimensionales y sistemas de unidades. 1.2 Aceleración de la gravedad, masa, fuerza y peso. 1.3 Densidad, densidad relativa, peso específico y volumen específico. 1.4 Presión, presión atmosférica, presión relativa, presión absoluta, principio de Arquímedes, principio de Pascal, principio de la hidrostática, manometría. 1.5 Temperatura, escalas termométricas, temperatura normal y absoluta. 1.6 Física moderna, conceptos básicos.

Número de horas

Unidad 2. ESTADO SÓLIDO DE LA MATERIA Objetivo: Analizará las propiedades de la materia en su fase sólida, aplicándolas a la solución de problemas de resistencia de materiales.

10

Número de horas

Temas: 2.1 Clasificación de los sólidos. 2.2 Propiedades de los materiales: ductilidad, maleabilidad, rigidez, tenacidad, fragilidad y dureza. 2.3 Elasticidad, límite elástico, ley de Hooke, módulo de elasticidad. 2.4 Esfuerzo normal y deformación unitaria. 2.5 Resistencia (tensión, compresión y torsión), diagrama esfuerzo-deformación. Resistencia a la fatiga. 2.6 Relación de Poisson. 2.7 Deformación volumétrica. 2.8 Módulo de elasticidad al cortante o módulo de rigidez y deformación angular. 2.9 Desarrollo de nuevos materiales y sus aplicaciones.

Unidad 3. CONVERSIÓN DE ENERGÍA, TRABAJO MECÁNICO Y CALOR Objetivo: Analizará el concepto de energía, sus diferentes formas, su transformación en trabajo mecánico y sus principales aplicaciones.

16

Número de horas

Temas: 3.1 Fuerzas conservativas. 3.2 Energía potencial gravitatoria, energía cinética y energía mecánica. Energía potencial elástica. 3.3 Trabajo mecánico, potencia y eficiencia. Principio de la conservación de la energía. 3.4 Calor, calor específico, calorimetría, ley cero de la termodinámica. 3.5 Energía interna, ley de Joule. 3.6 Equivalente mecánico del calor. 3.7 Definición de gas ideal. Ley de Boyle-Mariotte y leyes de Charles Gay-Lussac. Ley general de los gases. 3.8 Ley de Dalton. Principio de Avogadro. 3.9 Primera ley de la Termodinámica en sistemas cerrados. 3.10 Procesos termodinámicos: isométrico, isobárico, isotérmico, adiabático y politrópico.

Unidad 4. ESTADO LÍQUIDO DE LA MATERIA Objetivo: Analizará las principales propiedades de los fluidos en reposo y en movimiento y sus aplicaciones en la hidráulica.

14

Temas: 4.1 Clasificación de los fluidos. 4.2 Viscosidad absoluta y relativa (dinámica y cinemática). 4.3 Líquidos en reposo, tensión superficial y capilaridad.

4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Número de horas

Líquidos en movimiento. Ecuación de continuidad, gasto hidráulico. Trabajo de flujo, entalpía. Primera ley de la termodinámica en sistemas abiertos. Principio de Bernoulli para flujo laminar en régimen permanente. Aplicación de la ecuación de Bernoulli Aplicación del teorema de Torricelli.

Unidad 5. APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA Objetivo: Comprenderá los procesos de transformación de la energía, aplicándolos a procedimientos de diseño y operación.

12

Temas: 5.1 Fuentes de energía renovables y no renovables. 5.2 Procesos de transformación de la energía. 5.3 Segunda ley de la Termodinámica, máquina térmica, ciclo de Carnot, enunciados de KelvinPlanck y de Clausius, teorema de Carnot. 5.4 Entropía y su aplicación a los procesos termodinámicos. Principio de incremento de entropía. 5.5 Aire comprimido, tipos de compresores, aplicaciones en la ingeniería. 5.6 Motores de combustión interna, ciclos termodinámicos Otto y Diesel, aplicaciones.

Nota: Se consideran 64 hrs./semestre para la impartición de las horas teóricas-prácticas. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

BEER FERDINAND y JOHNSTON, RUSSELL. : (2003). Mecánica de materiales. Ed. McGraw Hill. FAIRES VIRGIL, MORING. : (2003). Termodinámica. Ed. Iberoamérica. GERE JAMES M. y TIMOSHENKO STEPHEN P. : (2003). Mecánica de materiales. Ed. McGraw Hill. RESNICK ROBERT,; HALLIDAY DAVID y KRANE KENNETH S. (1995): Física para estudiantes de ciencias e ingeniería. 3ª. Edición. Ed. CECSA (Compañía Editorial Continental, S.A. de C.V). SONNTAG RICHARD E. y VAN WYLEN GORDON J. : (2003). Fundamentos de termodinámica. Ed. Limusa STREETER, VICTOR L. : (2003). Mecánica de los fluidos. Ed. McGraw Hill. TIPPENS, PAUL E. : (2003). Física.- Conceptos y Aplicaciones. Ed. McGraw Hill.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

ABBOTT MICHAEL M. y VAN NESS HENDRICK. : (2003). Termodinámica. Ed. McGraw Hill, Serie Schaum. DOUGLAS C. GIANCOLI. (2002): Física para universitarios, volumen I. 3ª Edición. Ed. Prentice Hall. J. P. HOLMAN. Termodinámica. Ed. McGraw Hill. LEA, SUSAN M. y BURKE, JOHN ROBERT. (1999): Física. volúmenes I y II. Ed. International Thomson Editores. REYNOLDS WILLIAM C, y PERKINS HENRY C. : (2003). Ingeniería termodinámica. Ed. McGraw Hill. SEARS FRANCIS y SEMANSKY MARK. (1999): Física universitaria. Ed. Person Educación.

SERWAY, RAYMOND A. (1998): Física. Tomo I, II, 4ª Edición. Ed. McGraw Hill. SHACKELFORD, JAMES F. : (2003). Ciencia de materiales para ingenieros. Ed. Prentice Hall. V. KADAMBI y MANOHAR PRASAD. : (2003). Conversión de energía termodinámica básica. Volumen 1. Ed. LIMUSA.

SUGERENCIAS DIDÁCTICAS •

El profesor expondrá los temas y contenidos de las diferentes unidades. Asimismo la exposición deberá respaldarse con ejemplos claros.

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El profesor propiciará la participación de los alumnos a través del desarrollo de ejercicios en clase.

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En el caso de que algún tema sea expuesto por los alumnos, éstos serán bajo la supervisión y guía del maestro.

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Se recomienda utilizar material audiovisual y multimedia para apoyar los temas que así lo requieran.

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Se recomienda propiciar en los alumnos los trabajos de investigación, tanto para ampliar conceptos básicos, como de bibliografía en general, así como el resolver ejercicios y problemas en casa.

Se realizarán las siguientes: PRÁCTICAS DE LABORATORIO 1. Gravedad local. 2. Presión atmosférica. 3. Densidad de una muestra. 4. Variación de la presión en los líquidos en reposo. 5. Equilibrio térmico. 6. Equivalente mecánico del calor. 7. Elasticidad. 8. Viscosidad relativa. 9. Medición de flujo. 10. Humedad relativa del aire. NOTA: Se consideran 32 hrs./semestre para la impartición de las prácticas de laboratorio.

SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN •

Exámenes parciales.

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Exámenes finales.

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Control de lecturas

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Participación en clase

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Ejercicios, tareas e investigaciones

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Elaboración de un ensayo individual o grupal.

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Prácticas de laboratorio obligatorias.

PERFIL PROFESIOGRÁFICO QUE SE SUGIERE

Ingeniero en cualquier modalidad o Físico (preferentemente con experiencia profesional).