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5.37. Física Computacional (Obligatorio)

5.37.1. Justificación ↑ Volver arriba

Este curso aplica los principios de la física a problemas computacionales, con énfasis en la luz, la propagación de ondas, colisiones y la transferencia de energía. Estos conceptos son esenciales en áreas como gráficos por computadora, simulaciones físicas y desarrollo de videojuegos.

5.37.2. Objetivos Generales ↑ Volver arriba

1. Comprender los principios físicos relevantes para la computación.
2. Aplicar estos principios para resolver problemas computacionales específicos.
3. Implementar algoritmos basados en la física para simulaciones y gráficos por computadora.

5.37.3. Contribución a los resultados (Outcomes) ↑ Volver arriba

AG-C08) Análisis de Problemas: Identifica, formula y analiza problemas complejos de computación. (Usage)

AG-C11) Uso de Herramientas: Aplica herramientas modernas de computación en la resolución de problemas. (Usage)

5.37.4. Contenido ↑ Volver arriba

5.37.4.1. Óptica y Propagación de la Luz (10 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Young and Freedman, 2018; Hecht, 2017)

Temas

1. Naturaleza de la luz.
2. Reflexión y refracción.
3. Lentes y espejos.
4. Interferencia y difracción.
5. Modelos de iluminación (ej. Phong, Blinn-Phong).

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir las propiedades de la luz y su propagación. [Familiarizarse]
2. Aplicar las leyes de la reflexión y refracción. [Usar]
3. Implementar modelos de iluminación en gráficos por computadora. [Evaluar]

5.37.4.2. Colisiones y Transferencia de Energía (8 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Young and Freedman, 2018; Taylor, 2005)

Temas

1. Impulso y momento lineal.
2. Colisiones elásticas e inelásticas.
3. Conservación de la energía en colisiones.
4. Deformación de mallas elásticas (ej. modelo de masa-resorte).

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Aplicar los principios de conservación del momento lineal y la energía en colisiones. [Familiarizarse]
2. Modelar la deformación de mallas elásticas producto de un impacto. [Usar]
3. Implementar simulaciones de colisiones en un entorno computacional. [Evaluar]

5.37.4.3. Mecánica de Sólidos Rígidos (8 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Young and Freedman, 2018; Taylor, 2005)

Temas

1. Rotación de cuerpos rígidos.
2. Momento de inercia.
3. Torque y energía cinética rotacional.

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir la rotación de cuerpos rígidos. [Familiarizarse]
2. Calcular el momento de inercia. [Usar]
3. Aplicar las ecuaciones de la dinámica rotacional. [Evaluar]

5.37.4.4. Dinámica de Fluidos (6 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Young and Freedman, 2018)

Temas

1. Principios básicos de la dinámica de fluidos.
2. Viscosidad.
3. Flujo laminar y turbulento.

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Describir las propiedades de los fluidos. [Familiarizarse]
2. Explicar los conceptos de viscosidad y flujo laminar/turbulento. [Usar]
3. Resolver problemas sencillos de dinámica de fluidos. [Evaluar]

5.37.4.5. Termodinámica (6 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Young and Freedman, 2018)

Temas

1. Leyes de la termodinámica.
2. Transferencia de calor.

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Enunciar las leyes de la termodinámica. [Familiarizarse]
2. Describir los mecanismos de transferencia de calor. [Usar]

5.37.4.6. Simulación Física (10 horas) [Habilidades AG-C08,AG-C11] ↑ Volver arriba

Referencias Bibliográficas: (Taylor, 2005)

Temas

1. Métodos numéricos para simulación física.
2. Integración de Verlet.
3. Detección de colisiones.
4. Sistemas de partículas.
5. Restricciones y solvers.

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Implementar métodos numéricos básicos para simulación física. [Familiarizarse]
2. Utilizar la integración de Verlet para simular el movimiento. [Usar]
3. Implementar algoritmos de detección de colisiones. [Evaluar]

5.37.5. Referencias Bibliográficas ↑ Volver arriba

Young, H. D. and Freedman, R. A. (2018). University Physics with Modern Physics. Pearson.

Hecht, E. (2017). Optics. Pearson.

Taylor, J. R. (2005). Classical Mechanics. University Science Books.