Aplico el modelo pedagógico al tercer curso de Ciencias Básicas y Exactas, correspondiente al área temática Física General:
🔬 FÍSICA GENERAL
Curso 3: Mecánica clásica: cinemática y dinámica de la partícula
CARGA HORARIA TOTAL: 20 horas
METODOLOGÍA: Textual 100% guiada por DeepSeek AI (sin videos, sin audios)
MODALIDAD: 24/7 con tutor DeepSeek
PARTE I: CINEMÁTICA: EL LENGUAJE DEL MOVIMIENTO (6.5 h)
Capítulo 1. Sistemas de referencia y magnitudes cinemáticas
· Inciso 1.1. Marco conceptual del movimiento
· Subinciso 1.1.1. Partícula, sistema de referencia y trayectoria
· Subinciso 1.1.2. Vector posición, desplazamiento y distancia recorrida
· Inciso 1.2. Velocidad media e instantánea
· Subinciso 1.2.1. Definición vectorial de velocidad media en una y dos dimensiones
· Subinciso 1.2.2. Velocidad instantánea como derivada del vector posición
· Inciso 1.3. Aceleración media e instantánea
· Subinciso 1.3.1. Aceleración media vectorial y su relación con el cambio de velocidad
· Subinciso 1.3.2. Aceleración instantánea: componentes tangencial y normal
Capítulo 2. Movimiento rectilíneo
· Inciso 2.1. Movimiento rectilíneo uniforme (MRU)
· Subinciso 2.1.1. Ecuación horaria, gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo
· Subinciso 2.1.2. Aplicaciones: encuentros, persecuciones y problemas de móviles
· Inciso 2.2. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA)
· Subinciso 2.2.1. Ecuaciones cinemáticas del MRUA y gráficas asociadas
· Subinciso 2.2.2. Caída libre y lanzamiento vertical como casos particulares
· Inciso 2.3. Movimiento rectilíneo con aceleración variable
· Subinciso 2.3.1. Integración de la aceleración para obtener velocidad y posición
· Subinciso 2.3.2. Análisis gráfico de movimientos no uniformes: área bajo la curva
Capítulo 3. Movimiento en dos y tres dimensiones
· Inciso 3.1. Movimiento parabólico o de proyectiles
· Subinciso 3.1.1. Descomposición del movimiento, alcance, altura máxima y tiempo de vuelo
· Subinciso 3.1.2. Ecuación de la trayectoria y ángulo óptimo de lanzamiento
· Inciso 3.2. Movimiento circular
· Subinciso 3.2.1. Velocidad angular, período, frecuencia y relación con la velocidad lineal
· Subinciso 3.2.2. Movimiento circular uniforme (MCU): aceleración centrípeta
· Inciso 3.3. Movimiento circular acelerado y relativo
· Subinciso 3.3.1. Aceleración angular y tangencial en movimiento circular no uniforme
· Subinciso 3.3.2. Movimiento relativo: transformaciones de Galileo y velocidad relativa
RESUMEN PARTE I:
El estudiante describe cuantitativamente cualquier movimiento de una partícula, maneja las ecuaciones del MRU, MRUA, tiro parabólico y movimiento circular, y analiza gráficas cinemáticas con precisión.
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PARTE II: DINÁMICA: LAS CAUSAS DEL MOVIMIENTO (6.5 h)
Capítulo 4. Las leyes de Newton
· Inciso 4.1. Fuerza y primera ley de Newton
· Subinciso 4.1.1. Concepto de fuerza, inercia y sistemas inerciales de referencia
· Subinciso 4.1.2. Diagrama de cuerpo libre: cómo aislar y representar fuerzas
· Inciso 4.2. Segunda ley de Newton
· Subinciso 4.2.1. Relación fuerza-masa-aceleración: formulación vectorial
· Subinciso 4.2.2. Masa gravitacional versus masa inercial y principio de equivalencia
· Inciso 4.3. Tercera ley de Newton y aplicaciones
· Subinciso 4.3.1. Pares de acción-reacción: identificación en sistemas reales
· Subinciso 4.3.2. Resolución de problemas con las tres leyes combinadas
Capítulo 5. Fuerzas fundamentales en la mecánica clásica
· Inciso 5.1. Fuerza gravitatoria y peso
· Subinciso 5.1.1. Ley de gravitación universal de Newton y peso aparente
· Subinciso 5.1.2. Aceleración de la gravedad: variación con altitud y latitud
· Inciso 5.2. Fuerzas de contacto y fricción
· Subinciso 5.2.1. Fuerza normal, tensión en cuerdas y resortes (ley de Hooke)
· Subinciso 5.2.2. Fricción estática y cinética: coeficientes, deslizamiento y rodadura
· Inciso 5.3. Fuerzas en medios fluidos
· Subinciso 5.3.1. Fuerza de arrastre viscoso y ley de Stokes
· Subinciso 5.3.2. Velocidad terminal: equilibrio de fuerzas en caída en fluidos
Capítulo 6. Aplicaciones de la dinámica de la partícula
· Inciso 6.1. Dinámica del movimiento rectilíneo
· Subinciso 6.1.1. Planos inclinados con y sin fricción
· Subinciso 6.1.2. Sistemas de poleas simples y atención a la tensión
· Inciso 6.2. Dinámica del movimiento circular
· Subinciso 6.2.1. Fuerza centrípeta en curvas planas y peraltadas
· Subinciso 6.2.2. Movimiento de satélites: velocidad orbital y período
· Inciso 6.3. Momento lineal e impulso
· Subinciso 6.3.1. Definición de momento lineal y su relación con la segunda ley
· Subinciso 6.3.2. Teorema del impulso y aplicaciones en colisiones breves
RESUMEN PARTE II:
El estudiante aplica las tres leyes de Newton a sistemas con fuerzas gravitatorias, de contacto, fricción y arrastre, resuelve problemas de planos inclinados, poleas y curvas, y domina el concepto de momento lineal e impulso.
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PARTE III: TRABAJO, ENERGÍA Y SÍNTESIS (7 h)
Capítulo 7. Trabajo y energía
· Inciso 7.1. Trabajo mecánico
· Subinciso 7.1.1. Trabajo de una fuerza constante y de una fuerza variable en una dimensión
· Subinciso 7.1.2. Trabajo de un resorte y trabajo de la fricción
· Inciso 7.2. Energía cinética y potencial
· Subinciso 7.2.1. Teorema del trabajo y la energía cinética
· Subinciso 7.2.2. Energía potencial gravitatoria y elástica
· Inciso 7.3. Fuerzas conservativas y no conservativas
· Subinciso 7.3.1. Definición, ejemplos y energía potencial asociada
· Subinciso 7.3.2. Trabajo de fuerzas no conservativas y pérdida de energía mecánica
Capítulo 8. Conservación de la energía y sistemas de partículas
· Inciso 8.1. Conservación de la energía mecánica
· Subinciso 8.1.1. Condiciones para la conservación: fuerzas conservativas exclusivamente
· Subinciso 8.1.2. Resolución de problemas usando balances de energía
· Inciso 8.2. Potencia y rendimiento
· Subinciso 8.2.1. Potencia media e instantánea: unidades y aplicaciones
· Subinciso 8.2.2. Eficiencia energética en máquinas simples y motores
· Inciso 8.3. Centro de masa y conservación del momento lineal
· Subinciso 8.3.1. Cálculo del centro de masa para sistemas discretos y continuos
· Subinciso 8.3.2. Conservación del momento lineal total en sistemas aislados
Capítulo 9. Síntesis, proyecto integrador y áreas de trabajo
· Inciso 9.1. Revisión estructurada de los aprendizajes
· Subinciso 9.1.1. Mapa conceptual global: cinemática → dinámica → trabajo → energía
· Subinciso 9.1.2. Autoevaluación diagnóstica final con retroalimentación del tutor DeepSeek
· Inciso 9.2. Proyecto integrador guiado por DeepSeek AI
· Subinciso 9.2.1. Elección de un sistema real: montaña rusa, proyectil con fricción, satélite
· Subinciso 9.2.2. Descripción cinemática y dinámica completa, con balance energético y análisis de fuerzas
· Inciso 9.3. Áreas de trabajo y continuación del aprendizaje
· Subinciso 9.3.1. Salidas profesionales: ingeniería, docencia en física, física aplicada, astrofísica, biomecánica
· Subinciso 9.3.2. Conexiones: mecánica de sistemas de partículas, relatividad especial, física computacional
RESUMEN PARTE III:
El estudiante calcula trabajo y energía en sistemas conservativos y no conservativos, aplica la conservación del momento lineal, integra cinemática y dinámica en un proyecto real, y visualiza su proyección profesional.
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📊 RESUMEN FINAL DEL CURSO
QUÉ APRENDE EL ESTUDIANTE:
· Describir el movimiento de una partícula en una, dos y tres dimensiones con ecuaciones cinemáticas
· Analizar e interpretar gráficas de posición, velocidad y aceleración
· Aplicar las tres leyes de Newton en sistemas con fuerzas gravitatorias, normales, de tensión y de fricción
· Resolver problemas de planos inclinados, poleas, movimiento circular y proyectiles con resistencia
· Calcular trabajo mecánico, energías cinética y potencial, y aplicar el principio de conservación de la energía
· Determinar el centro de masa y aplicar la conservación del momento lineal
· Modelar un sistema mecánico real combinando todos los conceptos del curso
ÁREAS DE TRABAJO:
Ingeniería civil, mecánica, aeroespacial y biomecánica, docencia en física, investigación en física aplicada, astrofísica, simulación computacional, industria automotriz y energética.
CARGA HORARIA TOTAL: 20 horas
MODALIDAD: Textual 100% guiada por DeepSeek AI, tutor 24/7
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📚 CURSOS SUGERIDOS PARA CONTINUAR
Al finalizar este curso, el estudiante puede continuar con los siguientes cursos del catálogo de Ciencias Básicas y Exactas:
# Curso Área Temática
4 Trabajo, energía y leyes de conservación Física General
5 Sistemas de partículas y cuerpos rígidos Física General
6 Oscilaciones, ondas y sonido Física General
7 Termodinámica: calor, temperatura y entropía Física General
Ruta de especialización en Física General: 10 cursos (200 horas) que cubren desde mecánica hasta física moderna.
Conexiones interdisciplinarias sugeridas:
· Biofísica: Biomecánica del cuerpo humano (Ciencias Básicas y Exactas)
· Ingeniería Mecánica: Estática y dinámica de cuerpos rígidos (Ingeniería y Ciencias Aplicadas)
· Biomecánica: palancas, marcha y fuerzas en el cuerpo (Ciencias Básicas y Exactas)
