Señales y Vibraciones

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICA
PROGRAMA SINTETICO
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
SEMESTRE: Sexto
OBJETIVO GENERAL:
El alumno demostrará las características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos en el
laboratorio, tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador.
Relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
CONTENIDO SINTÉTICO:
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
Introducción a la Ingeniería Acústica.
Introducción a Señales Acústicas
Vibraciones Mecánicas en Elementos Acústicos.
Análisis de Sonidos Complejos.
Anatomía del Oído y Aparato Fonador.
Introducción Acústica Arquitectónica y Ruido Ambiental.
METODOLOGÍA:
Búsqueda de información por parte del alumno, técnicas grupales para la resolución de ejercicios, uso de
recursos audiovisuales e innovación tecnológica, exposiciones por parte de los alumnos, tareas y trabajos extra
clase, participación activa en la construcción de su conocimiento. Exposición por parte del profesor.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes departamentales que tendrán el valor de setenta por ciento de la calificación y el treinta por ciento
restantes de prácticas en el laboratorio.
BIBLIOGRAFÍA:
Beranek Leo L., Acústica, Editorial Hispano-Americana, B. Aires, 1961, 492 páginas.
Rosado Rodríguez Carlos, Acústica I, Editorial Trillas, México, 1974, 253 páginas.
S.S. Steven, Warshofsky F., Sonido y Audición, Time Life Books, Colección Científica, México, 1989, 200
paginas.
Recuero López Manuel, Acústica Arquitectónica, Aplicada, Editorial Paraninfo, España, 1999, 773 paginas.
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SECRETARÍA ACADÉMICA
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FÍSICO MATEMÁTICA
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica
CARRERA: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
OPCIÓN:
COORDINACIÓN:
DEPARTAMENTO: Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
SEMESTRE: Sexto
CLAVE:
CRÉDITOS: 7.5
VIGENTE: Agosto 2005
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico- Practica
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA:
HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:
HORAS/SEMESTRE/TEORIA:
HORAS/SEMESTRE/PRACTICA:
3
1.5
54
27
HORAS/TOTALES:
81
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO
POR:
REVISADO POR: Subdirección Académica
APROBADO POR: Consejos Técnico s Consultivos
Escolares de la ESIME Culhuacan y Zacatenco
Ing. Ernesto Mercado Escutia
M. en C. Jesús Reyes García
AUTORIZADO POR: Comisión
de Planes y Programas de
Estudio del Consejo General Consultivo del IPN.
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA: SEÑALES Y VIBRACIONES
CLAVE
HOJA 2 DE 12
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
Esta asignatura es fundamental para valorar los principios de las señales acústicas en diferentes medios y materiales
en los cuales se propagan, y así interpretar sus características tanto físicas como matemáticas las cuales vienen
plasmadas con antelación en las asignaturas antecedentes en los programas de características de movimientos
ondulatorios basados en física, y como consecuentes se integran a las siguientes asignaturas como transductores,
ruido y vibraciones, acústica arquitectónica, etc., Interpretando este conocimiento con asignaturas colaterales de
teoría electromagnética y comunicaciones.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno demostrará las características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos en el
laboratorio, tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador.
Relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
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FÍSICO MATEMÁTICA
CLAVE
HOJA 3 DE 12
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
No. UNIDAD
I
NOMBRE:
Introducción a la Ingeniería Acústica.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá las ramas de la acústica, en los diferentes ámbitos donde se emplean las señales acústicas y
su propagación; así como su interacción interdisciplinaria.
HORAS
No.
TEMA
TEMAS
1.1
La acústica en la Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica
1.2
Relación de la acústica con las ramas de la Ingeniería
en Comunicaciones y Electrónica
5B,1B
1.3
División de la acústica para su estudio
2C,1B
1.4
Interacción interdisciplinaria de la acústica
T
P
EC
6.0
1.5
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno
Técnicas grupales para la resolución de ejercicios
Tareas y trabajos.
Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta
Exposición por parte del alumno
Participación del alumno en clase.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
Primer examen departamental unidades I, II y III.
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
1,B,4B
1B,3C,4B
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA:
No. UNIDAD
Señales y Vibraciones
II
CLAVE
NOMBRE:
HOJA 4 DE 12
Introducción a Señales Acústicas
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
.
El alumno diferenciará los tipos de señales acústicas verificando sus características y aplicaciones.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
7.5
4.5
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
2.1
Propagación y naturaleza del sonido
2.2
Cadenas
de
electroacústica)
2.3
Tonos puros y sonido complejo
1B,4B
2.4
Pulsaciones y batidos
1B,2C
2.5
Resonancia
audio
(mecanoacústica
y
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno
Técnicas grupales para la resolución de ejercicio
Tareas y trabajos.
Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta
Exposición por parte del alumno
Participación del alumno en clase.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Primer examen departamental unidades I, II y III.
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
1B,2C
5B
1B,2C,5B
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA:
No. UNIDAD III
Señales y Vibraciones
CLAVE
HOJA 5 DE 12
NOMBRE: Vibraciones Mecánicas en Elementos Acústicos
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno comprobará los diferentes métodos de propagación de las señales acústicas en diversos elementos así
como su comportamiento en diferentes medios.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
12.0
6.0
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.1
Vibraciones en cuerda
3.2
Vibración en columnas de aire
1B,2C
3.3
Vibración en barras
1B,2C
3.4
Vibración en membranas y placas
1B,2C
3.5
Vibración en tubos de sección variable
1B,2C
3.6
Resonancias en recintos rectangulares
4B,5B
3.7
Analogías electromecanoacusticas
1B,2C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno.
Exposición por parte del profesor.
Técnicas grupales para la resolución de ejercicios.
Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta.
Tareas y trabajos.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Primer examen departamental unidades I, II y III.
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
10.0
1B,2C
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
No. UNIDAD
IV
NOMBRE:
CLAVE
HOJA 6 DE 12
Análisis de Sonidos Complejos
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá en forma analítica el comportamiento del sonido distinguiendo las diversas formas de
valoración acústica.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
P
EC
12.0
3.0
10.0
4.1
Ecuación de onda en el aire
4.2
Solución general de la ecuación de onda
3C,4B
4.3
Conceptos de acústica
Densidad de energía, intensidad acústica,
impedancia acústica específica, etc.
1B,2C
4.4
Representación logarítmica. Decibeles
1B,2C
4.5
Niveles acústicos
1B,2C
4.6
Niveles eléctricos
1B,2C
4.7
Niveles mecánicos
1B,2C
4.8
Suma de niveles
1B.2C
4.9
Sonidos complejos
Análisis de ruido blanco, ruido rosa nivel
banda, nivel espectral medio
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno.
Exposición por parte del profesor.
Técnicas grupales para la resolución de ejercicios.
Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta.
Tareas y trabajos.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Segundo examen departamental unidades IV y V
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
3C,4B
1B,2C,5B
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
No. UNIDAD
V
CLAVE
NOMBRE:
HOJA 7 DE 12
Anatomía del Oído y Aparato Fonador
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno investigará el comportamiento del sistema auditivo y fonador para demostrar sus diferentes funciones de
emisión y percepción de señales. Previa investigación del comportamiento del sistema auditivo y fonador.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
7.5
P
4.5
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
5.1
Sistema de audición
1B,4B,5B
5.2
Curvas de Fletcher-Munson
5.3
Características subjetivas de la audición
1B,5B
5.4
Anatomía aparato fonador
1B,2C
5.5
Reproducción de la voz
Fonación, articulación, potencia en la
voz
1B,2C
1B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Investigación bibliográfica de las diferentes funciones en pequeños grupos y presentaciones de resultados con la
guía del profesor.
Búsqueda de información documental por parte del alumno.
Exposición por parte del profesor.
Técnicas grupales para la resolución de ejercicios.
Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta.
Tareas y trabajos.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Segundo examen departamental unidades IV y V
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
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ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
CLAVE
HOJA 8 DE 12
VI
NOMBRE:
Introducción Acústica Arquitectónica y Ruido Ambiental
No. UNIDAD
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno demostrará el comportamiento de las señales en diferentes ámbitos específicamente en un recinto,
comprobando de forma física y analítica.
No.
TEMA
TEMAS
HORAS
T
9.0
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
P
EC
3.0
7.0
6.1
Condiciones acústicas de un recinto
6.2
Recintos regulares e irregulares
4B,5B
6.3
Características acústicas de los materiales
1B,5B
6.4
Coeficiente de absorción
1B,5B
6.5
Tiempo de reverberación
1B,5B
6.6
Inteligibilidad de la palabra
6.7
Efectos del ruido
3C,4B,5B
6.8
Normalización y legislación del ruido
3C,4B,5B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Búsqueda de información documental por parte del alumno.
Exposición por parte del profesor.
Técnicas grupales para la resolución de ejercicios.
Uso de recursos audiovisuales y de tecnología de punta.
Tareas y trabajos.
Practicas de laboratorio
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Tercer examen departamental unidades V y VI
Ejercicios para realizarse en clases.
Prácticas de laboratorio que deberán reportar los alumnos.
Participación en actividades individuales y de equipo.
1B,4B,5B
1B,3C,4B,5B
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FÍSICO MATEMÁTICA
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRACT.No.
1
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
Identificación del área y equipo de
laboratorio de acústica.
UNIDAD
I
DURACIÓN
3.0 Hs
2
Identificación de las características
físicas del sonido.
II
1.5 Hs
3
Tonos puros y sonido complejo,
análisis de batido de señal.
II
1.5 Hs
4
Cadenas de audio.
II
1.5 Hs
5
Vibración en cuerdas.
III
1.5 Hs
6
Vibración en barras.
III
1.5 Hs
7
Vibración en membranas.
III
1.5 Hs
8
Vibración en tubos y columnas de
aire.
III
1.5 Hs
9
Medición de niveles acústicos con
sonómetro.
IV
3.0 Hs
10
Análisis de ruido.
IV
1.5 Hs
11
Apreciación subjetiva del aparato
auditivo.
V
1.5 Hs
12
Audiometría.
V
3.0 Hs
13
Análisis de voz.
V
1.5 Hs
14
Análisis acústico de materiales
VI
3.0 Hs
TOTAL
27.0 Hs.
LUGAR DE REALIZACIÓN
Las prácticas a excepción
de la 9 se realizarán en el
laboratorio de acústica
La práctica 9 se realizará
fuera del laboratorio de
acústica en diversas áreas
del plantel
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FÍSICO MATEMÁTICA
ASIGNATURA:
SEÑALES Y VIBRACIONES
PERÍODO UNIDAD
1
I, II, III
2
IV, V
3
V, VI
CLAVE
B
1
X
C
CLAVE
HOJA 10 DE 12
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
•
•
•
•
Primer Examen departamental. ---- 70%
Ejercicios realizados en clases.
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30%
•
•
•
•
Segundo examen departamental. -------70%
Ejercicios realizados en clases.
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30%
•
•
•
•
Tercer examen departamental. -------70%
Ejercicios realizados en clases.
Prácticas de laboratorio reportadas por los alumnos.
Participación en actividades individuales, de equipo y tareas.----30%
BIBLIOGRAFÍA
Beranek Leo L., Acústica, Editorial Hispano-Americana, B. Aires, 1961, 492 páginas.
2
X
Rosado Rodríguez Carlos, Acústica I, Editorial Trillas, México, 1974, 253 páginas.
3
X
S.S. Steven, Warshofsky F., Sonido y Audición, Time Life Books, Colección Científica,
México, 1989, 200 paginas.
4
X
Recuero López Manuel, Ingeniería Acústica, Editorial Paraninfo, España, 1999, 773
paginas.
5
X
Miyara Federico, Sonorización y Sistemas Acústicos. Editorial Paraninfo España 2001.
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DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS
FÍSICO MATEMÁTICA
PERSONAL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
CARRERA:
ÁREA:
BÁSICAS C. INGENIERÍA
ACADEMIA:
semestre sexto
Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica
D. INGENIERÍA
C. SOC. Y HUM.
ASIGNATURA: Señales y Vibraciones
Acústica
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Ingeniero en Comunicaciones y Electrónica Licenciatura.
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA:
El alumno relacionará las señales y las vibraciones en aplicaciones en la Ingeniería en Comunicaciones y
Electrónica, demostrará sus características de transmisión y recepción en diferentes elementos y recintos.
Tomando como fundamento el principio del funcionamiento del sistema auditivo y fonador.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
HABILIDADES
ACTITUDES
Deberá tener
conocimientos de física y
matemáticas para definir
las señales y vibraciones
en forma analítica para
demostrar su
comportamiento en
diferentes aplicaciones.
en el área de electrónica,
física y acústica
Habilidad de comunicar.
Mostrar tolerancia hacia los
alumnos en razón a los
cuestionamientos que se le
realizan y así mismo
demostrar y fomentar la
responsabilidad hacia su
materia.
Manejo del equipo
electrónico y mecánico del
laboratorio.
Ética.
Deberá tener conocimiento
sobre el proceso de
señales acústicas así
como la fisiología del oído
y aparato fonador.
ELABORÓ
Compromiso social
REVISÓ
Ing. Luis Gerardo Hernández Sumilla
Ing. Pedro Suárez Escorza
M. en C. Alberto Paz Gutiérrez
Ing. Guillermo Santillán Guevara
Presidentes de Academia
de Acústica
Subdirectores Académicos
AUTORIZÓ
Ing. Ernesto Mercado Escutia
M. en C. Jesús Reyes García
Directores
FECHA: Enero 2005.