Física General I - Facultad de Ciencias Biológicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE MICROBIOLOGIA Y PARASITOLOGIA
SYLLABUS
SEMESTRE ACADÉMICO
I.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
: 2014-I
DATOS GENERALES
NOMBRE DEL CURSO
CODIGO DEL CURSO
CREDITOS
DURACIÓN DEL SEMESTRE
AÑO DE ESTUDIOS
NUMERO DE HORAS SEMANALES
1.6.1. TEORIA
1.6.2. PRACTICA
1.6.3 TOTAL DE HORAS
PRE – REQUISITO
HORARIO
1.8.1. TEORIA
1.8.2. PRACTICA
:
:
:
:
:
Física General I
B03101
04
17 Semanas
I ciclo (1º año)
:
:
03 (51 semanas)
02 (34 semanas)
85 ( 17 Semanas )
Ninguno
:
PROFESOR RESPONSABLE
:
:
:
:
Lunes de 8:00 – 11:00 am (aula 408)
Lunes a Sábado en horarios separados
por la E.A.P. (Lab. 301-321)
Lic. Luis Alberto Bolarte Canals.
Prof. Asociado D.E del DAFI.
Grupo de Investigación de Física Médica.
[email protected]
1.10. PROFESORES COLABORADORES
1.10.1. JEFE DEL LABORATORIO
:
Lic. Eduardo Custodio Chung.
Prof. Auxiliar T.C del DAFNAM.
Grupo de Investigación de Física Médica.
1.10.2. PROFESORES DE LABORATORIO :
II.
Profesores asignados del grupo de
Física Médica.
SUMILLA
Los principios y leyes fundamentales de la física, con énfasis en mecánica de los cuerpos
sólidos, oscilaciones, movimiento ondulatorio. Temperatura, calor y leyes que rigen los procesos
termodinámicos. Cada uno de los temas tendrá aplicación a las Ciencias Biológicas.
III.
OBJETIVOS
III.1. OBJETIVO GENERAL

Identificar y analizar las leyes físicas de los fenómenos de la naturaleza relacionados
con los seres vivos y que sirvan como base para otras asignaturas.
III.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Explicar correctamente los conceptos y leyes físicas relacionados con las mediciones,
análisis gráfico, cinemática, estática, dinámica, trabajo y energía, elasticidad de los
materiales, hidrostática e hidrodinámica, termodinámica, movimiento oscilatorio y
ondas mecánicas.
 Utilizar correctamente las unidades físicas en el Sistema Internacional de Unidades.
 Expresar correctamente una medición de una cantidad física y comprender la
incertidumbre asociada a dicha medición.
 Aplicar los conceptos y leyes físicas en el estudio de fenómenos biofísicos.
 Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de instrumentos y equipos básicos
mediante la realización de experimentos en el laboratorio.
IV.
EVALUACION
FECHA
05 / 05 /14
07 / 07 / 14
14 / 07 / 14
16 / 07 / 14
E X A M E N
PRIMER EXAMEN
Semanas: 1,2,3,4,5,6 y 7.
SEGUNDO EXAMEN
Semanas: 9,10,11,12,13,14 y 15.
EXAMEN SUSTITUTORIO
Todo el Curso.
Entrega de Notas a los Alumnos
La evaluación se realizará de la siguiente forma:
La nota final del curso (PF) resultará del promedio de los exámenes teóricos y de la evaluación
práctica tal como sigue,
 Nota de Teoría (NT)
60%
 Nota de Práctica (NP)
40%
𝑃𝐹 =
6𝑁𝑇 + 4𝑁𝑃
10
La nota de Teoría será como sigue:
𝑁𝑇 =

𝐸1 + 𝐸2
2
Se tomará un examen sustitutorio el cual reemplazará a uno de los exámenes teóricos
desaprobado.
 La nota de Práctica (NP) se promediará como sigue:
1. Nota de laboratorio
70%
2. Nota de seminarios de problemas, prácticas dirigidas,
30%
prácticas domiciliarias y trabajo monográfico
El estudiante podrá rendir un (01) examen sustitutorio en la parte teórica.
V.
METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
Se emplearán las siguientes modalidades:
 Clases teórico – práctico de tipo magistral, con el apoyo de material didáctico y
equipos audiovisuales correspondientes.
 Prácticas dirigidas con participación directa del estudiante relacionadas con los
aspectos teóricos impartidos de mayor importancia.
 Prácticas de laboratorio, las cuales tratarán de resaltar aspectos teóricos y será
desarrollado con clases 100% experimentales asistidas por el profesor de laboratorio.
 Práctica domiciliaria para ser desarrollada por el estudiante y entregada en la
siguiente clase al profesor, el cual contara con un fichero donde estarán todas las
prácticas desarrolladas en el semestre por el estudiante.
 Trabajo monográfico personal de aplicación de la Física a las Ciencias Biológicas.
VI.
PROGRAMACION
VI.1. PROGRAMA CALENDARIZADO
VI.1.1. ORGANIZACIÓN DEL CURSO
T E M A S
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
SEM
10
Magnitudes y unidades.
Análisis gráfico.
Cinemática.
Estática.
Dinámica.
Trabajo.
Energía.
Propiedades elásticas de los materiales.
Hidrostática.
Hidrodinámica ( Hemodinámica).
Termodinámica I : Calor.
Termodinámica II: Procesos termodinámicos.
Movimiento Oscilatorio.
Ondas Mecánicas.
Prof. Responsable
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
Luis Alberto Bolarte Canals
VI.1.2. TEORIA
FECHA
CONTENIDO A DESARROLLAR
Prof. RESPONSABLE
(D / M / A)
24 03 14 Mediciones y unidades:
LUIS A. BOLARTE C.
 Magnitudes físicas.
 Sistema
de
unidades.
Sistema
Internacional de unidades.
 Mediciones e incertidumbres.
 Incertidumbres tipo A y B.
 Desviación estándar, desviación estándar
de la medida.
 Propagación de incertidumbres.
20
31
03
14
Análisis gráfico:
 Funciones lineales, potenciales
y
exponenciales.
 Recomendaciones para la construcción de
gráficas
en
papel
milimetrado,
logarítmico
y
semilogaritmico.
Interpolación y extrapolación.
 Linealización de funciones potenciales y
exponenciales.
 Ecuaciones empíricas de funciones
lineales, potenciales y exponenciales.
 Método de los mínimos cuadrados.
30
07
04
14
Cinemática:
LUIS A. BOLARTE C.
 Sistemas de referencia.
 Movimiento rectilíneo: Velocidad media,
velocidad instantánea, aceleración media,
aceleración instantánea.
 Vector
de
posición
y
vector
desplazamiento.
 Movimiento
rectilíneo
uniforme:
Conceptos, leyes, gráficas, ecuaciones de
movimiento.
 Movimiento rectilíneo uniformemente
variado: Conceptos, leyes, gráficas,
ecuaciones de movimiento.
 Movimiento Circular: Conceptos, leyes,
ecuaciones de movimiento.
 Movimiento en dos dimensiones:
Movimiento semiparabólico y parabólico.
40
14
04
14
Estática:
 Conceptos básicos: Fuerza, masa y peso.
 Primera ley de Newton. Aplicaciones.
 Tercera ley de Newton. Aplicaciones.
 Equilibrio. Primera condición de
equilibrio. Momento de una fuerza
respecto de un punto o eje. Segunda
condición de equilibrio.
 Tipos de fuerzas: gravitatoria, de
contacto, rozamiento estático, de tensión
LUIS A. BOLARTE C.
y compresión, musculares, etc.
 Aplicaciones
50
21
04
14
Dinámica:
LUIS A. BOLARTE C.
 Segunda ley de Newton: la partícula
sometida a una fuerza neta.
 Fuerza de rozamiento cinética.
 La segunda ley de Newton aplicada a una
partícula en movimiento rectilíneo
uniforme y variado, circular.
 Efectos fisiológicos de la aceleración.
 Momento lineal, impulso y conservación
del momento lineal.
 Aplicaciones.
60
28
04
14
Trabajo:
 Definición. Unidades.
 Casos de trabajo mecánico.
 Trabajo realizado por una
constante.
 Trabajo realizado por una
variable.
 Trabajo neto.
 Potencia.
 Rendimiento.
 Gráficas. Aplicaciones.
70
05
04
14
80
12
05
14
90
19
05
14
LUIS A. BOLARTE C.
fuerza
fuerza
Energía:
LUIS A. BOLARTE C.
 Definición. Unidades.
 Energía cinética.
 Energía potencial.
 Transformación de la energía mecánica.
 Teorema del trabajo y la energía.
 Conservación de la energía.
 Velocidad metabólica. Ley de escala para
la velocidad metabólica.
 Aplicaciones.
PRIMER
EXAMEN PARCIAL
LUIS A. BOLARTE C.
Propiedades Elásticas de los Materiales:
LUIS A. BOLARTE C.
 Elasticidad, esfuerzo y deformación.
 Módulo de elasticidad, módulo de
Young.
 Relaciones entre esfuerzo y deformación.
 Flexión y resistencia.
 Momentos cortantes y de torsión.
 Aplicaciones.
100
26
05
14
Hidrostática:
LUIS A. BOLARTE C.
 Conceptos básicos: Presión, densidad,
peso específico.
 Presión atmosférica.
 Presión en el seno de un fluido.
 Vasos comunicantes. Tubo en forma de
U.
 Principio de Pascal. Prensa hidráulica.
 Principio de Arquímedes. Empuje,
flotabilidad.
 Presiones corporales.
 Variación de la presión con la
profundidad.
 Ecuación fundamental de la hidrostática.
 Aplicaciones.
110
02
06
14
120
09
06
14
Hidrodinámica:
LUIS A. BOLARTE C.
 Caudal.
 Ecuación de continuidad.
 Teorema de Bernoulli.
 Viscosidad y coeficiente de viscosidad.
 Ley de Poiseuille.
 Caída de Presión. Flujo Tutbulento.
 Gasto cardiaco. Velocidad media de la
sangre en los vasos sanguíneos.
 Trabajo del corazón en cada sístole.
 Aplicaciones.
Termodinámica I :
LUIS A. BOLARTE C.
 Calor. Unidades.
 Caloría.
 Equilibrio térmico.
 Ley cero de la termodinámica.
 Temperatura. Termómetros.
 Escalas termométricas.
 Expansión térmica.
 Capacidad calorífica, cantidad de calor,
calor específico, calor latente.
 Transferencia de calor.
 Regulación de la temperatura del cuerpo
humano.
130
16
06
14
Termodinámica II :
LUIS A. BOLARTE C.
 Sistemas termodinámicos.
 Trabajo efectuado por un fluido a presión
constante.
 Primera ley de la termodinámica.
 Proceso termodinámico.
 Ciclo.
 Coordenadas termodinámicas.
 Aplicaciones a la primera ley: Proceso
termodinámico
cíclico,
adiabático,
isócoro, isobárico, isotérmico.
 Segunda ley de la termodinámica.
 Ciclo de Carnot.
 Entropía.
 Aplicaciones: Termodinámica biológica.
140
23
06
14
Movimiento oscilatorio:
LUIS A. BOLARTE C.
 Movimiento
Armónico
Simple.
Amplitud, periodo, frecuencia, longitud
de onda.
 Relaciones entre el MAS y el MCU:
Elongación, velocidad, aceleración.
 Periodo y frecuencia del oscilador
armónico simple.
 Consideraciones energéticas del MAS.
 Péndulo simple. Periodo y frecuencia.
 Aplicaciones.
150
30
06
14
160
170
07
14
16
07
07
07
14
14
14
Ondas mecánicas:
 Definición.
 Propagación de una onda.
 Ondas transversales y longitudinales
 El modelo de onda.
 Ondas progresivas.
 Rapidez de una onda transversal en una
cuerda.
 Reflexión y transmisión de ondas.
 Ondas sonoras.
 Ondas estacionarias,
 Aplicaciones.
SEGUNDO EXAMEN PARCIAL
EXAMEN SUSTITUTORIO
ENTREGA DE NOTAS A LOS
ALUMNOS
LUIS A. BOLARTE C.
LUIS A. BOLARTE C.
LUIS A. BOLARTE C.
LUIS A. BOLARTE C.
VI.1.3. PRACTICA
EXPERIENCIA
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
E X P E R I M E N T O S
Análisis de la teoría de la medición.
Análisis gráfico.
Movimiento rectilíneo acelerado.
Equilibrio biomecánico.
Transformaciones de energía.
R E C U P E R A C I O N
P R I M E R
E X A M E N
Densidad de sólidos y líquidos.
Viscosidad.
Calor específico.
Movimiento oscilatorio.
Velocidad del sonido en el aire.
R E C U P E R A C I O N
S E G U N D O
E X A M E N
VI.1.4. INSTRUCCIONES GENERALES
Para el desarrollo del curso el estudiante deberá tener en cuenta:
 Asistir puntualmente a las clases de teoría y laboratorio para evitar interrupciones
que distraigan el desarrollo normal de las clases (la tolerancia de ingreso será de 10
minutos).
 La asistencia es obligatoria tanto en teoría como en laboratorio (los estudiantes que
tengan más del 30% de inasistencia será calificado en el acta promocional como
DESAPROBADO).
 La firma de la asistencia a clase se entiende que es PERSONAL. Se aplicará las
normas vigentes al respecto en caso de SUPLANTACION.
 El estudiante está obligado a consultar la bibliografía mencionada en el presente
silabo después de cada tema y/o capitulo tratado.
 Los reclamos que hubieran por parte del estudiante, en las pruebas escritas se harán
en el momento oportuno (al momento de la revisión de la prueba, no se aceptarán
reclamos posteriores a la fecha indicada).
 Los trabajos monográficos y prácticas domiciliarias se entregarán en la fecha
indicada, pasada dicha fecha no se tomará en cuenta para la evaluación.
VII.
BIBLIOGRAFIA
1. Bolarte Canals, Luis
Separatas del curso 2014.
2. Cromer, Alan
Física para las Ciencias de la vida y la salud.
Ed. Reverté, S.A. Barcelona España.
Reimpreso 2da. Edición 1996.
3. Frumento, S.A.
Biofísica. Ed. MosbyDoyna. Libros, S.A.
Reimpreso 3era. Edición 1995.
4. Jou, David – Otros
Física para las Ciencias de la vida.
Ed. McGraw Hill.1994.
5. Kane, Joseph.
6.
7. Parisi, Mario.
8.
9. Philip, Nelson.
Física. Ed. Reverté. 2da. Reimpreso 2007.
10. Serway, Raymon.
Fisica. Volumen I. Thomson. 3era. Edición
2004.
Temas de Biofísica. Ed. McGraw Hill 2001.
Física Biológica, energía, información, vida.
Ed. Reverté. 2005.