Parcelación 2016_10 - Universidad del Norte

FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
1
1. Identificación del curso
División
Departamento
Nombre del curso
Código del curso
Nivel del curso
Requisitos
Co – requisitos
Número de créditos del curso
No. de horas teóricas por semanas
No. de horas prácticas por semanas
No. de horas por semana de trabajo
independiente del estudiante
Número de semanas
NRC
Ciencias Básicas
Física
Física Calor Ondas
FIS 1043
Pregrado
Fis 1023
NO
4
3
2
Ubicación de el/(los) docente( s)
(es) (Oficina, e-mail)
10
16
2925, 2926, 2927, 2928, 2929, 2930, 2931, 2932,
2933, 2934, 2935, 2936, 2937 2938, 2939, 2940,
2941, 2942, 2943, 2944, 2945, 2946, 2947, 2948,
2949, 2950, 2951.
Roque Lobo, Alfredo Lora, Álvaro González, Hayzar
Hernández, Heyner Martínez, Tomás Rada, Luz
Ramírez, Octavio Ruiz, Erick Tuirán,
Departamento de Física.
Oficinas Bloque L6, segundo piso.
Horario de atención
Acordado con el profesor de la clase magistral
Nombre de el(los) docente(s)
2. Descripción de la asignatura
Este es un curso teórico–práctico de nivel básico que se desarrolla en dos partes. La primera
parte comprende el estudio de los fluidos, las oscilaciones y las ondas mecánicas. La segunda
parte comprende el estudio de la temperatura, el calor y las leyes de la termodinámica. En
cada unidad se incluyen talleres sobre resolución de problemas, experimentos demostrativos
realizados por el profesor, y experimentos realizados por los estudiantes en forma grupal.
3. Justificación
La presencia de esta asignatura en el plan de estudio de todos los programas de ingeniería se
justifica porque contribuye la formación de competencias básicas: cognitivas, procedimentales
y actitudinales que los alumnos requieren para la comprensión de algunas asignaturas del
área profesional; competencias de tipo personal relacionadas con la ética, y competencias de
tipo interpersonal relacionadas con la comunicación y el trabajo en equipo.
FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
2
4. Competencia a desarrollar
Competencia básica Institucional
Desarrollar la capacidad para la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que
permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción de
futuros aprendizajes.
5. Objetivo general del curso
Este curso se orientará a:
Desarrollar en el futuro ingeniero la capacidad para comprender los fenómenos ondulatorios y
térmicos que tendrá que manejar durante su formación avanzada y su posterior ejercicio
profesional. Así mismo, a través de la realización de experimentos físicos, el estudiante debe
comprender el papel fundamental de la experimentación en la generación y consolidación de
conocimientos, así como la relación entre teoría y práctica.
6. Resultados de aprendizaje
Al finalizar el curso, los estudiantes deben estar en capacidad de:
Dimensión de la competencia
Conocimientos (saber conocer)

Habilidades (saber hacer)




Actitudes (saber ser)


Resultado de aprendizaje
Interpretar los conceptos y las leyes
involucradas con los fluidos, las oscilaciones,
las ondas y los fenómenos térmicos.
Aplicar la temática tratada mediante las
discusiones de preguntas y la resolución de
problemas de incidencia en la ingeniería.
Analizar situaciones físicas problemáticas,
teniendo en cuenta el siguiente esquema:
Análisis fisco, análisis grafico, análisis
dimensional, tratamiento matemático.
Adquirir a través del laboratorio entrenamiento
en hacer mediciones, registrar datos,
organizarlos y analizarlos, elaborar informes
técnicos.
Demostrar las actitudes personales de
cooperación, perseverancia y responsabilidad
durante el desarrollo de las actividades
programadas.
Tomar conciencia de que la ciencia moderna
supone rigor intelectual y reflexión.
FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
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7. Programación del curso
Las lecturas indicadas del texto “Física para ingeniería y ciencias” deben ser estudiadas
ANTES de la clase magistral correspondiente.
Sem
Fechas
Lectura
Sección
complementaria
Temas
Preguntas
Ejercicios y
Problemas
UNIDAD I. FLUIDOS Y OSCILACIONES
25 a 30
de
Enero
12.1 a
12.3
2
1 al 6
de Feb.
12.4 a
12.5
3
8 a 13
de Feb.
14.1 a
14.4
4
15 a 20
de Feb.
14.5 a
14.8
1
5
22 a 27
de Feb.
Introducción al Curso.
Objetivos y Metodología.
Densidad y presión en un
fluido. Flotación.
Dinámica
de
fluidos.
Ecuación de continuidad.
Ecuación de Bernoulli.
Movimiento
armónico
simple (M.A.S). Energía
cinética y potencial en el
M.A.S. Aplicaciones.
Péndulo Simple. Péndulo
Físico.
Oscilaciones
amortiguadas y forzadas.
PRIMER EXAMEN PARCIAL
(Capítulos 12 y 14)
Taller
de
ejercicios:
Mecánica de Fluidos
(Capitulo 14)
12.1,12.5, 12.7,
12.9, 12.14, 12.17,
12.1,12.7,12.9,12.10,
12.11,12.12, 12.17,
12.20, 12.21,12.30,
Laboratorio 1:
Principio de Arquímedes.
** Preparar el MAS
Laboratorio 2:
Movimiento
Armónico
Simple
12.19, 12.20,
12.27, 12.28
Taller
de
ejercicios:
Movimiento
Armónico
Simple (Capitulo 13)
Descripción del mov.
Ondulatorio. Ondas periódicas. Descripción mat.
de una onda Rapidez de
una onda.
14.6,14.19, 14.20
12.31, 12.32, 12.34,
12.36, 12.41, 12.43,
12.47
14.2,14.3,14.4, 14.6,
14.11, 14.16,14.17,
14,19, 14.21, 14.26,
14.30, 14.32, 14.37
14.60,14.40, 14.42,
14.69,14.72,
14.73,14.83, 14.86
15.11, 15.14, 15.18,
15.32, 15.34, 15.35,
Cubeta de onda.
14.1,14.4, 14.5,
15.1, 15.7, 15.9,
UNIDAD II. ONDAS MECANICAS
6
7
8
9
29 feb
a 5 de
Mzo
7 a 12
de
Mzo.
14 a 19
de
Mzo.
28 de
Mzo. a
02 de
Abr
15.4 a
15.8
16.1 a
16.4
16.5 a
16.8
Energía del movimiento
ondulatorio. Superposición e interferencia de
ondas. Ondas estacionarias en cuerdas.
Ondas sonoras. Rapidez
de las ondas sonoras.
Intensidad del sonido.
Ondas estacionarias y
modos normales
Resonancia.
Efecto
Doppler.
SEGUNDO EXAMEN PARCIAL
(Capítulos 12, 14, 15 y 16)
Laboratorio 3:
Ondas estacionarias en
una cuerda tensa. Modos
normales.
15.10,15.12,15.14
15.15, 15.19,15.21
15.36, 15.41, 15.44,
15.48, 15.52, 15.62,
15.66, 15.72, 15.74,
15.75
Laboratorio 4:
Ondas estacionarias en
una columna de aire.
16.2,16.3,16.8,16.9
16.1,16.4,16.8,16.12,
16.15, 16.21, 16.60,
16.64, 16.29,
Taller
de
ejercicios:
Ondas Sonoras (Capitulo
16)
Temperatura. Escalas de
temperatura. Expansión
térmica. Laboratorio 5:
Dilatación Lineal
16.10,16.11,16.13
16.32, 16.36, 16.40,
16.43, 16.47, 16.49,
16.50, 16.70, 16.75
17.22, 17.77,
17.2,17.3,17.4,
17.5, 17.7,
FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
4
UNIDAD III. CALOR Y TEMPERATURA
10
4a9
de Abr.
11
11 a 16
de Abr.
12
13
18 a 23
Abr.
25 a 30
de Abr
Cantidad de Calor.
Taller
de
ejercicios:
Calorimetría y cambios
Temperatura, escalas de
de fase.
temperatura y calor.
Laboratorio 6: Calor
17.4 a
Mecanismos
de
17.7
transferencia de calor.
especifico de sólidos
Ecuación
de
estado. Taller de ejercicios: Calor
Propiedades moleculares y Temperatura (Capítulo
18.1 a
de la materia. Teoría 18)
18.4
Cinética
de
Gases.
Capacidades Caloríficas.
Primera
ley
de
la
TERCER EXAMEN PARCIAL
Termodinámica.
(Capítulos 17 y 18)
Procesos termodinámicos
17.3
17.9, 17.11, 17.13,
17.14,
17.15,17.20, 17.26,
18.1, 18.3, 18.10,
18.16, 18.18,
18.21,
19.2, 19.3
17.79, 17.82,17.84,
17.89, 17.52, 17.58,
17.60,
17.97, 17.100, 17.102,
17.103,
18.8, 18.28,18.33,
18.41, 18.56, 18.57,
18.62, 18.64, 18.69,
18.71,
19.9, 19.16, 19.17,
19.38, 19.40, 19.41,
UNIDAD IV. PRINCIPIOS DE LA TERMODINAMICA
14
15
16
2 a 7 de
May.
19.1 a
19.8
9 a 14
de
May.
20.1 a
20.4
16 a 21
de
May.
20.5 a
20.7
23 a 31
de
May.
Trayectoria entre estados
termodinámicos. Energía
interna de un gas ideal.
Taller
de
ejercicios:
Primera
ley
de
la
Termodinámica (Cap 19)
19.6,19.7,19.8,
19.11,19.12,
19.14,19.19,
19.20, 19.21
Segunda ley de la Termodinámica. Dirección de
los procesos termodinámicos. Maquinas térmicas
Motores y Refrigeradores.
Eficiencia
térmica.
Máquina
de
Carnot.
Entropía.
Laboratorio 7:
Calor latente de fusión.
20.1,10.3, 20.5,
20.6, 20.7, 20.9,
Taller
de
ejercicios:
Segunda
ley de la
Termodinámica (Cap 20)
20.12, 20.13,
20.14, 20,16,
19.42,19.43, 19.44,
19.45, 19.46,
19.52,19.54, 19.60,
19.61, 19.64,
19.66,19.68
20.10, 20.14, 20.17,
20.18, 20.23, 20.29,
20.35, 20.40, 20.41,
20.43, 20.47, 20.51,
20.55,20.56
EXAMEN FINAL
8. Opciones Metodológicas-Actividades de aprendizaje
Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos
 El alumno debe leer previamente el tema a manejar por el profesor
 Exposición de los temas por parte del profesor, estimulando la participación del
estudiante por medio de preguntas-guía y problemas modelos.
 Programación de clases prácticas que impliquen discusión y resolución de
preguntas y problemas modelos, se hará énfasis en el uso del lenguaje científico
apropiado para la descripción de las situaciones.
 Asignación de lecturas complementarias (en español o inglés) a través del
FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
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catalogo web de la asignatura, revisiones bibliográficas y problemas para su
estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase
mediante quices, foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere
conveniente para la discusión.
 Asignación de actividades que serán desarrolladas en grupo, en clase o por fuera
de ellas a criterio del profesor y que pueden ser evaluadas con la estrategia que
el profesor considere conveniente para la discusión.
 Asignación de material complementario (en español o inglés) a través del catálogo
WEB de la asignatura, y eventualmente, a criterio del profesor, se podrán
desarrollar módulos en AULA VIRTUAL.
 Realización de prácticas de laboratorio de carácter demostrativo por parte del
profesor que ayuden al estudiante a apropiarse de los conceptos tratados.
También, los estudiantes, en grupos de 4, realizarán experiencias en el
laboratorio, bajo la supervisión del profesor. Cada grupo rendirá un informe de la
respectiva práctica, en la forma que exija su profesor.
9. Evaluación
Tres exámenes parciales, el examen final, controles de trabajos y tareas. Cada parcial se hará
sobre un determinado material, que también incluye los temas relativos a las experiencias e
informes de laboratorio realizados en el período que se desarrolló con dicho material. Los
exámenes parciales y finales se efectuarán con técnicas de desarrollo y test. Los controles de
trabajos y tareas serán evaluadas en los exámenes parciales a criterio de cada profesor. Los
informes de laboratorio tendrán un peso no superior al 30% dentro de cada nota parcial.
Evidencia de
aprendizaje
Primer parcial
Segundo parcial
Tercer parcial
Examen final
Periodo de la evaluación
Temas
Quinta semana de clases
Semana del 22 al 27 de feb.
Novena semana de clases
Semana del 28 de marzo al 3 de
abr.
Décima tercera semana semana
Semana del 23 al 30 de abr.
El examen final se llevará a cabo
en la fecha, hora y sitio
determinado por la Universidad
Semanas del 23 al 31 de may.
UNIDAD I. FLUIDOS
Y OSCILACIONES
UNIDAD II. ONDAS
MECANICAS
Ponderación
de evaluación
20%
25%
25%
UNIDAD III.
PRINCIPIOS DE LA
TERMODINAMICA
30%
FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA – UNIVERSIDAD DEL NORTE
6
10. Bibliografía
TEXTO GUIA
Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. Física Universitaria, Vol. 1. Edición
13. México, Addison Wesley Longman, , 2013. 686p, ISBN: 978-607-32-2124-5
1. Lobo, R.; Castro, D., Miranda, J; Mendoza; Manual de laboratorio de física calor ondas.
Ediciones Uninorte. ISBN 978-958-741-080-8
Bibliografía complementaria
1. Serway, R.; Beichner, R. Física para estudiantes de ciencias e ingeniería. Vol. 1. 5ª
edición. México: McGraw-Hill, 2000. ISBN: 0-03-020968-4.
2. Halliday, Resnick, Krane. Física. 5a. ed . México: CECSA. 2002, 566 p, ISBN 970-240257-3
3. Ohanian, Hans C.; Markert, John T.; Física para Ingeniería y Ciencias. Tercera edición.
Volumen 1. McGraw-Hill, 2009. ISBN: 0-0393-97422-7.