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Programa

CURSO			: PONIENDO NUMEROS A LA TIERRA Y EL UNIVERSO
TRADUCCION		: PUTTING NUMBERS TO THE EARTH AND THE UNIVERSE
SIGLA			: AST1525
CREDITOS		: 10
MODULOS			: 02	
REQUISITOS		: SIN REQUISITOS
TIPO DE ASIGNATURA	: CATEDRA
CALIFICACION		: ESTANDAR
DISCIPLINA		: ASTRONOMIA Y ASTROFISICA


I. DESCRIPCION

El curso promueve el entendimiento y analisis critico de los numeros que se presentan diariamente. En el curso, los estudiantes plantearan preguntas cuantitativas acerca del mundo que los rodea, estimaran cantidades y magnitudes en distintas situaciones, entenderan y utilizaran unidades de medida y algunos conceptos cientificos basicos que les ayudaran a entender mejor el contexto fisico, biologico, economico y social en que viven. En todos los temas abordados, las matematicas y la fisica seran mantenidos en un nivel muy sencillo (no mas alla de potencias, algebra y geometria elemental), pero siempre llegando al punto de obtener e interpretar resultados cuantitativos (aproximados) aplicables al mundo real. Los estudiantes de cualquier programa academico de pre o postgrado deberian poder participar exitosamente y sacar beneficios de este curso.


II. OBJETIVOS

1. Comprender y manejar numeros muy grandes y muy chicos, usando notacion cientifica (potencias de diez) y operaciones matematicas sencillas.

2. Comprender las unidades de medida (fisicas u otras), su importancia, lo que dicen acerca de la cantidad representada, y como pueden ser usadas para adivinar la solucion de un problema mediante analisis dimensional.

3. Comprender conceptos basicos de estadistica, sus posibles usos, abusos y errores comunes, en situaciones de la vida diaria o de actualidad.

4. Aplicar conceptos fisicos de uso comun, como el de energia.

5. Formular preguntas cuantitativas acerca del mundo que nos rodea y responderlas en forma sencilla.

6. Apreciar las dimensiones muy grandes y muy peque?as de la naturaleza y el Universo.


III. CONTENIDOS

1. Estimaciones: Como dividir un problema aparentemente complejo en varios problemas sencillos,  adivinar los numeros requeridos y analizar criticamente los resultados.

2. Numeros muy grandes y muy chicos: potencias de diez, notacion cientifica, operaciones basicas con estos numeros.

3. Tama?os en el Universo: desde lo mas peque?o (particulas elementales y nucleos atomicos) hasta lo mas grande (el Universo observable). La escala ?humana? en contexto.

4. Unidades de medida: su significado y utilidad; analisis dimensional como verificacion o herramienta de solucion de problemas.

5. Mecanica basica: Algunos conceptos elementales, conservacion y distintas formas de energia.

6. Termodinamica: Calor y calorias; temperatura y movimiento molecular.

7. Fisica cuantica y quimica basica: Atomos, moleculas, sus escalas de energia; energia en alimentos y combustibles.

8. Energia solar: fuente fundamental de casi todos los procesos en la Tierra; almacenamiento y uso de esta energia en procesos naturales (clima, biologicos) y tecnologicos.

9. Probabilidades y estadistica: aplicacion a riesgos de accidentes y enfermedades, efectividad de productos comerciales, juegos de azar, encuestas y/o elecciones. Deteccion de errores y falacias estadisticas, sesgo de confirmacion.

10. Temas opcionales de interes del profesor y los estudiantes: informatica (bits y bytes, transmision, almacenamiento y generacion de informacion); biologia, medicina y neurociencias; gravitacion y cosmologia; viajes espaciales u otros.


IV. METODOLOGIA

- Clases expositivas.
- Ayudantias de resolucion de ejercicios.
- Tareas de identificacion, planteamiento y resolucion de problemas. 
- Presentaciones orales y escritas por parte de los estudiantes.
- Visitas guiadas a exhibiciones.
- Conferencias de profesores visitantes de distintas facultades y de instituciones extranjeras.
- Experiencias de laboratorio.


V. EVALUACION

- Asistencia a clases.
- Tareas u otras actividades personales de los alumnos.
- Interrogaciones escritas.
- Examen final escrito.


VI. BIBLIOGRAFIA

Minima:

Adam, J. A Mathematical Nature Walk. Princeton University Press, 2009.

Benjamin, A. y M. Shermer. Secrets of Mental Math: The Mathemagician's Guide to Lightning Calculation and Amazing Math Tricks. Three Rivers Press, 2006.

David, J. y C. McKay. Sustainable energy ? without the hot air.
http://www.withouthotair.com/

Mahajan, Sanjoy. Lies and Damn Lies: The Art of Approximation in Science. 2006. Caps. 1-3.
http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sanjoy/mit/

___. Art of approximation in science and engineering. 2010.
http://web.mit.edu/6.055/

___. Street-Fighting Mathematics: The Art of Educated Guessing and Opportunistic Problem Solving. MIT Press, 2010.

McCall, R. Physics of the Human Body. Baltimore: The Johns Hopkins University Press, 2010.

Muller, R. Physics for Future Presidents: The Science behind the Headlines. New York: W. W. Norton, 2008.

Schmidt-Nielsen, K. Scaling: Why is Animal Size so Important? Cambridge University Press, 1984.

Swartz, C. Back-of-the-Envelope Physics. Baltimore: The Johns Hopkins University Press, 2003.

Weinstein, L. Guesstimation 2.0: solving today?s problems on the back of a napkin. Princeton University Press, 2012.

Weinstein, L. y J. Adam. Guesstimation: solving the world?s problems on the back of a cocktail napkin. Princeton University Press, 2008.


Recursos web:

Blog sobre energia y sustentabilidad, analizadas cuantitativamente.
http://physics.ucsd.edu/do-the-math/

Charla de Sanjoy Mahajan en Caltech
http://www.youtube.com/watch?v=4CdbBHzw8yQ

Confirmation bias.
http://en.wikipedia.org/wiki/Confirmation_bias

Huang, Cary. The Scale of the Universe 2. 2012.
http://htwins.net/scale2/

Misuse of statistics.
http://en.wikipedia.org/wiki/Misuse_of_statistics

Office, Eames. Powers of Ten. 1977.
http://www.youtube.com/watch?v=0fKBhvDjuy0

Sensitivity and specificity.
http://en.wikipedia.org/wiki/Sensitivity_and_specificity


Revistas especializadas:

Discover.
http://discovermagazine.com

Nature.
http://www.nature.com

Science.
http://www.sciencemag.org

Scientific American.
http://www.scientificamerican.com



PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
INSTITUTO DE ASTROFISICA / Marzo 2016