SÍLABO DE WFF2 FÍSICA II 2014-1 1. DATOS GENERALES Facultad: Carrera: Número de créditos: Coordinador: Requisitos:
Área de ciencias Todas las carreras de ingeniería 04 ELIAS CATALAN SANCHEZ Mecánica
2. FUNDAMENTACIÓN El curso física II es de naturaleza teórica, práctica y experimental, el cual tiene como objetivo general contribuir con el perfil del ingeniero mediante el logro de competencias, habilidades, destrezas y actitudes que permiten interpretar y usar en su especialidad las leyes de la física que gobiernan las propiedades mecánicas de lo sólidos, líquidos y gases y las propiedades térmicas de la materia. materia. 3. SUMILLA El curso física física II corresponde a la formación de las carreras de Ingeniería. El curso curso es de naturaleza Teórico, Práctico, Experimental. Abarca los fenómenos relacionados con la Mecánica de los medios continuos y la Termodinámica. Trata los temas: Elasticidad, Movimiento Oscilatorio, Ondas Mecánicas, Estática de Fluidos, Dinámica de Fluidos, Teoría Cinética de los Gases, Calor y Temperatura, Trabajo y Primera Ley de la Termodinámica, Segunda Ley de la Termodinámica y Entropía. LOGROS DE APRENDIZAJE Al final del curso el estudiante aplicará las ecuaciones de movimiento ondulatorio y de la termodinámica para describir los fenómenos relacionados al curso que suceden en la naturaleza.
4. CONTENIDOS Listado organizado de contenidos Semana Fatiga y deformación. Deformación unitaria longitudinal. Módulo de 1 elasticidad, de comprensibilidad y de rigidez. Módulo de Poisson. Deformación volumétrica unitaria. Movimiento Armónico Simple (MAS). Cinemática y Dinámica del MAS. 2 Aplicaciones. Energía de un oscilador armónico simple. Movimiento armónico amortiguado. 3 Movimiento armónico Forzado y Resonancia. Combinación del MAS Movimiento ondulatorio: Ondas mecánicas. Definición de ondas viajeras. 4 Parámetros de la onda. Ondas transversales y longitudinales. Potencia de una onda. Ecuación diferencial de una onda. Condiciones iniciales. El principio de 5 superposición. Interferencia constructiva y destructiva. Ondas 1
estacionarias. Ondas en cuerdas fijas. Modos normales de vibración. Ondas en una columna de aire. Ondas sonoras. Intensidad del sonido. Modos de vibración. Ondas sonoras. Potencia de una onda sonora. Efecto Doppler. Mecánica de fluidos: Introducción, densidad. Presión en un fluido, variación de la presión según la altura. Principio de Pascal. Flotación y el principio de Arquímedes. Tensión superficial. Fluidos en movimiento. Ecuación de continuidad. Caudal Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones Temperatura y calor: Temperatura y equilibrio térmico Termómetros y escalas de temperaturas. Dilatación térmica. Coeficiente de dilatación lineal, superficial y volumétrica. Experimento de Joule. Equilibrio de fases: Energías térmicas de fusión y de vaporización Cantidad de Calor: unidades,. Capacidad calorífica, capacidad calorífica molar. Calorimetría y cambios de fase Mecanismos de transferencia del calor: Conducción convención y radiación Propiedades térmicas de la materia: Ley de los gases ideales. Teoría cinética de los gases Equivalencia de la energía mecánica y el calor: experimento de Joule. Equilibrio de fases: Energías térmicas de fusión y de vaporización Transferencia de energía por conducción, convección y radiación: Conducción de calor por paredes planas. Ley de Fourier. Primera ley de la termodinámica: Sistemas termodinámicos. Trabajo realizado al cambiar el volumen Caminos entre los estados termodinámicos. Energía interna y la primera ley de la termodinámica. Clases de procesos termodinámicos. Introducción. Procesos reversibles e irreversibles. Segunda Ley de la Termodinámica. Maquinas térmicas reales e ideales. Ciclo de Carnot. Entropía, probabilidad y desorden. Cambios de entropía en procesos. Procesos reversibles e irreversibles.
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EXAMEN FINAL EXAMEN DE REZAGADOS 5. METODOLOGÍA Se dictarán clases con ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos digitales publicados en la plataforma virtual y con ejercicios prácticos. Los alumnos desarrollarán experimentos en los laboratorios trabajando de manera individual y grupal. En el laboratorio se promoverá la formación de grupos pequeños y se les dará guía de Laboratorio. Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son: Aprendizaje autónomo aprendizaje para la era digital. Aprendizaje colaborativo
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6. SISTEMA DE EVALUACIÓN El curso tendrá las siguientes evaluaciones: Tipo PC1
Descripción nota Práctica Calificada 1
PC2
Práctica Calificada 2
PC3
Práctica Calificada 3
PC4
Práctica Calificada 4
PL
Laboratorios
EF
Examen Final
Fecha
Observación
Semana tres
Práctica grupal (Equipos de 4 estudiantes) realizada durante la sesión de clase Semana Práctica grupal (Equipos ocho de 2 estudiantes) realizada durante la sesión de clase Semana Práctica individual once realizada durante la sesión de clase Semana Práctica individual catorce realizada durante la sesión de clase Durante el Se realizarán 4 ciclo laboratorios durante el ciclo. La evaluación del laboratorio será de carácter mixto: Individual: En la plataforma educativa se implementará una prueba tipo test sobre el video del experimento del laboratorio con un peso máximo de 8/20. Grupal: Al finalizar el experimento en el laboratorio, el equipo de estudiantes de cada mesa presentará un informe escrito de resultados. El informe tendrá una calificación máxima de 12/20 Semana Examen Individual quince
El cálculo del promedio final se hará de la siguiente manera: 0.1(PC1) + 0.1(PC2) + 0.1(PC3) + 0.20(PC4) + 0.2(PL) + 0.30(EF) Dónde: PL = ( LC1 + LC2 + LC3 +LC 4)/ 4 3
Recuperable NO
NO
NO
NO
NO
SI
Nota: Solo se podrá rezagar el examen final. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso. No se elimina ninguna práctica calificada. No se elimina ningún laboratorio calificado. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce).
7. FUENTES DE INFORMACIÓN BLIBLIOGRAFIA - Tipler, P., Mosca, G. (2010) Física para la ciencia y la tecnología. Volumen II. México Ed. Reverté . - Serway, R. y A; Jewett, J.(2009) Física para ciencias e ingeniería. Volumen II. México. Ed. Thomson. - Halliday, D., Resnick, R. y Krane, K.S..(2008) Física. Volumen II. México. Ed. Continental. - Feynman, R.P. y otros. (2005) Física. Vol. II. Panamá. Fondo Educativo interamericano. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA - http://search.msn.es/results.aspx?srch=105&FORM=AS5&q=http%2f%2fwww.edu .aytolacoruna.es%2faula%2ffisica%2fapplets%2fHwang%2fntnujava%2findexH.htm l - http://www.ucm.es/info/hcontemp/leoc/hciencia.htm. - http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidadMedida.htm. 8. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Semana
unidades 1
Semana 1 2
1 Semana 2 2
Contenidos o temas Fatiga y deformación. Esfuerzo, tensión y módulo de elasticidad. Esfuerzo y tensión de volumen Esfuerzo y tensión de corte. Elasticidad y plasticidad. Módulo de Poisson. Movimiento Armónico Simple (MAS). Cinemática y Dinámica del MAS. Aplicaciones. Energía de un oscilador armónico simple.
Actividades Formación de grupos. Presentación. Información sobre el trabajo del ciclo.
-Participación del alumno en la solución de problemas -No presencial: Estudio del movimiento Movimiento armónico armónico simple y amortiguado con ayuda amortiguado. de los recursos de la Movimiento armónico Forzado y plataforma educativa Resonancia. Combinación del 4
MAS
de UTP
1
Movimiento ondulatorio: Ondas mecánicas. Definición de ondas viajeras. Parámetros de la onda. Ondas transversales y longitudinales. Potencia de una onda.
2
Práctica calificada 1
-No presencial: Estudio del movimiento ondulatorio con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participación del alumno en la solución de la Práctica
Semana 3
1 G1: Laboratorio 1 G2: Práctica dirigida
Semana 4
G2: laboratorio 1 G1: Práctica dirigida
2
1
Semana 5
2
1
Semana 6
2
1
Ecuación diferencial de una onda. Condiciones iniciales. El principio de superposición. Interferencia constructiva y destructiva. Ondas estacionarias. Ondas en cuerdas fijas. Modos normales de vibración. Ondas en una columna de aire. Ondas sonoras. Intensidad del sonido. Modos de vibración. Ondas sonoras. Potencia de una onda sonora. Efecto Doppler. Mecánica de fluidos: Introducción, densidad. Presión en un fluido, variación de la presión según la altura. Principio de Pascal. Flotación y el principio de Arquímedes. Tensión superficial.
Fluidos en movimiento. Ecuación de continuidad. Caudal Ecuación de Bernoulli y sus aplicaciones G1: Laboratorio 2 G2: Práctica dirigida
Semana 7 2
G1: Laboratorio 2 G2: Práctica dirigida 5
-Realización del laboratorio -Participación del alumno en la solución de problemas -Participación del alumno en la solución de problemas -No presencial: Estudio de la superposición de las ondas, ondas estacionarias, modos de vibración con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Participación del alumno en la solución de problemas -No presencial: Estudio de los fluidos es reposo y en movimiento con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP Exposición dialogada. Resolución de Problemas en grupo Practica Calificada -Realización del laboratorio -Participación del alumno en la solución de problemas
1
Temperatura y calor: Temperatura y equilibrio térmico Termómetros y escalas de temperaturas. Dilatación térmica. Coeficiente de dilatación lineal, superficial y volumétrica. Experimento de Joule. Equilibrio de fases: Energías térmicas de fusión y de vaporización
2
Práctica calificada 2
Semana 8
1 Semana 9
2 1 Semana 10
Semana 11
Cantidad de Calor: unidades, Capacidad calorífica, capacidad calorífica molar. Calorimetría y cambios de fase Mecanismos de transferencia del calor: Conducción convención y radiación Propiedades térmicas de la materia: Ley de los gases ideales. Teoría cinética de los gases G1: Laboratorio 3 G2: Práctica dirigida
2
G1: Laboratorio 3 G2: Práctica dirigida
1
Equivalencia de la energía mecánica y el calor: experimento de Joule. Equilibrio de fases: Energías térmicas de fusión y de vaporización -
2
Práctica calificada3
1
Transferencia de energía por conducción, convección y radiación: Conducción de calor por paredes planas. Ley de Fourier.
2
Introducción. Procesos reversibles e irreversibles. Segunda Ley de la Termodinámica. Maquinas térmicas reales e ideales.
Semana 12
6
-Participación del alumno en la solución de problemas -No presencial: Estudio de la temperatura y el calor con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP Participación del estudiante en la Práctica -Participación del alumno en la solución de problemas -No presencial: Estudio de la propagación del calor con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP -Realización del laboratorio -Participación del alumno en la solución de problemas -Participación del alumno en la solución de problemas -Participación del estudiante en la Práctica -Participación del alumno en la solución de problema -No presencial: Estudio de los Procesos reversibles e irreversibles con ayuda de los recursos de la plataforma educativa de UTP s
1
G1: Laboratorio 4 G2: Práctica dirigida
2
G1: Laboratorio G2: Práctica dirigida
Semana 13
1
Ciclo de Carnot. Entropía, probabilidad y desorden. Cambios de entropía en procesos. Procesos reversibles e irreversibles.
2
Práctica calificada 4
Semana 14
9. FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 28/04/2014
7
-Realización del laboratorio -Participación del alumno en la solución de problemas -Resolución de problemas. -Participación del estudiante en la Práctica
