Física II

U NIVERSIDAD A LAS P ERUANAS
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE
MINAS
FÍSICA II
SÍLABO
1. DATOS GENERALES:
CARRERA PROFESIONAL
CÓDIGO CARRERA PRO.
ASIGNATURA
CÓDIGO DE ASIGNATURA
Nº DE HORAS TOTALES
Nº DE HORAS TEORÍA
Nº DE HORAS PRÁCTICA
Nº DE CRÉDITOS
CICLO
PRE-REQUISITO
TIPO DE CURSO
DURACIÓN DEL CURSO
CURSO REGULAR
EXAMEN SUSTITUTORIO
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
INGENIERÍA DE MINAS
32
FISICA II
32-206
5 HORAS SEMANALES
3 HORAS SEMANALES
2 HORAS SEMANALES
4 CRÉDITOS POR CICLO
III CICLO
FISICA I 32-110
OBLIGATORIO
18 SEMANAS EN TOTAL
17 SEMANAS
1 SEMANA
2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
El curso es de naturaleza Teórico-Experimental y su objetivo general es
describir y explicar a los estudiantes los principios y leyes que permiten
comprender los fenómenos físicos relacionados a la mecánica de la materia,
al movimiento oscilatorio, al movimiento ondulatorio, a la mecánica de los
fluidos, a las propiedades térmicas de la materia y a la termodinámica. Trata
los temas de: 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.
Estos conocimientos básicos les sirven a los alumnos como conocimientos
previos para sus cursos de especialidad.
3. COMPETENCIAS DE LA CARRERA LOGRADAS EN EL CURSO:
-
Analiza, diseña, especifica, modela, selecciona y aprueba circuitos,
equipos y sistemas electrónicos analógicos y digitales, con criterio
para la producción industrial y uso comercial.
-
Desarrolla estrategias de autoaprendizaje y actualización para
asimilar los cambios y avances de la profesión y continuar estudios de
postgrado.
4. COMPETENCIAS DEL CURSO:
-
-
-
-
-
-
Describe y caracteriza y las diferentes clases de deformación elástica
de sólidos y fluidos, utilizando modelos básicos para la comprensión
de la deformación elástica de los sólidos y sus aplicaciones, en
términos de los conceptos de esfuerzos- deformación.
Explica, caracteriza y clasifica el movimiento oscilatorio desde el
punto de vista de la dinámica y de la energía, tomando como modelo
de referencia el sistema masa-resorte.
Explica y caracteriza la naturaleza física y la generación del
movimiento ondulatorio mecánico desde el punto de vista de la
dinámica y de la energía. La matemática desarrollada se aplica a
diferentes clases de onda.
Formula, interpreta y aplica la mecánica de Newton para comprender
los principios y leyes de la Estática y la Dinámica de los fluidos.
Describe y aplica los conceptos de temperatura y calor en la
comprensión de las propiedades térmicas de la materia, como la
dilatación, la calorimetría y la transferencia del calor.
Describe y caracteriza los modelos macroscopicos y microscopios de
los gases, para la comprensión y aplicación de sus leyes en la
Ingeniería.
Formula e interpreta los conceptos que caracterizan a un sistema
termodinámico, así como las leyes que gobiernan los procesos
termodinámicos.
5. RED DE APRENDIZAJE
Unidad I
Elasticidad
Unidad II
Oscilaciones
6. CONTENIDO ANALÍTICO
Unidad IV
Mecánica
de Fluidos
Unidad VI
Gases
Unidad III
Ondas
Mecánicas
Unidad V
Temperatura
Calor
Unidad VII
Termodinámica
 I Unidad:
Elasticidad.Logro de la unidad.- Analiza y calcula deformaciones y esfuerzos en
diferentes casos de cuerpos sometidos a fuerzas o cargas externas,
valorando su importancia en su carrera.
SEMANA
CONTENIDO
ACTIVIDADES
1
Descripción general del Curso.
Elasticidad de los materiales.
Esfuerzo y Deformación. Ley de
Hooke. Módulos de Elasticidad.
Energía elástica.
Análisis de casos.
Experimento Demostrativo.
Solución y discusión de
ejercicios y problemas.
 II Unidad:
Oscilaciones.Logros de la unidad.- Analiza, distingue y aplica las ecuaciones de la
cinemática, dinámica y energía a los diferentes casos de sistemas
oscilantes, con eficiencia y responsabilidad.
SEMANA
CONTENIDO
2
Movimiento Armónico Simple
(MAS).
Cinemática del MAS. Dinámica
del MAS. Energía de un oscilador
armónico simple.
Análisis de casos.
Experimento Demostrativo.
Laboratorio N° 1: Elasticidad
Solución de ejercicios y
problemas.
Movimiento Armónico
Amortiguado.
Oscilaciones Forzadas y
Resonancia.
Combinaciones de MAS
Solución
de
ejercicios
y
problemas.
1era Practica Calificada
Laboratorio N° 2: Movimiento
Armónico Simple y Amortiguado.
3
ACTIVIDADES
 III Unidad:
Ondas Mecánicas.Logros de la unidad.- Formula, caracteriza y cuantifica las ecuaciones
y propiedades de diferentes clases de ondas, valorando su importancia
en la ingeniería.
SEMANA
CONTENIDO
ACTIVIDADES
4
5
6
Concepto
de
onda.
Características de las ondas.
Tipos de Ondas. Descripción
matemática de la propagación de
una onda en una dimensión. Onda
sensorial o armónica.
Velocidad de propagación de la
onda.
Velocidad de oscilación.
Ecuación de la onda en una
dimensiona. Potencia e intensidad
de un Onda. Principio de
Superposición. Interferencia de
Ondas
Armónicas.
Ondas
Estacionarias y Resonancia.
Ondas Sonoras. Características.
Potencia e Intensidad de las
Ondas sonoras. Sistemas
Vibratorios y fuentes de sonido.
Efecto Doppler.
Análisis de casos.
Solución de ejemplos y
problemas.
Experimento Demostrativo.
Laboratorio N° 3: Movimiento
Ondulatorio y Ondas
Estacionarias.
Análisis de casos.
Solución de ejemplos y
problemas.
Experimento demostrativo
Laboratorio N° 4: Ondas
Sonoras.
Solución
de
ejemplos
y
problemas.
Experimento demostrativo.
Laboratorio N° 5: Principios de
Arquímedes
2da Practica Calificada.
 IV Unidad:
Fluidos.Logros de la Unidad.- Aplica las leyes de la estadística y la dinámica
de los fluidos a los diferentes casos, con rigor y empeño.
SEMANA
7
8
9
CONTENIDO
ACTIVIDADES
Estática de fluidos, Densidad.
Peso Especifico y Presión.
Variación de la presión en un
fluido con la profundidad.
Principios de Pascal y de
Arquímedes
EVALUACION: UNIDADES I, II,
III Y IV.
Análisis de casos.
Solución de ejercicios y
problemas
Experimento Demostrativo
Primer control de laboratorio (CL
1)
Dinámica
de
fluidos.
Características del movimiento.
Fluido ideal. Líneas de flujo. Tubo
de
flujo.
Ecuaciones
de
continuidad y de Bernoulli.
Líquidos Reales y Viscosidad.
Análisis de Casos.
Experimento Demostrativo
Solución de ejercicios y
problemas.
Laboratorio N° 6: fluidos en
Movimiento.
EXAMEN PARCIAL
Ecuación de Poiseuille.
 V Unidad:
Temperatura y Calor.Logros de la Unidad.- Aplica los conceptos de temperatura y calor en
la comprensión de las propiedades térmicas de la materia, apreciando
su importancia en su formación.
SEMANA
10
11
CONTENIDO
Temperatura.
Descripciones Macroscópica y
Microscópica de un sistema.
Concepto de Temperatura.
Equilibrio Térmico, Medición de
Temperatura y Escalas
Termométricas. Dilatación
Térmica
Concepto de Calor: energía
interna,
energía
térmica.
Capacidad
Calorífica.
Calor
Especifico. Equivalente Mecánico
del Calor. Cambios de Estado.
Transmisión del Calor.
Conducción,
convención
y
Radiación.
ACTIVIDADES
Análisis de casos.
Experimento Demostrativo.
Solución de ejercicios y
problemas.
Laboratorio N° 7: coeficiente de
Dilatación Lineal.
Análisis de casos.
Experimento demostrativo.
Solución de ejercicios y
problemas.
Laboratorio N° 8: Calor
Específico de un Sólido.
3ra Practica Calificada
 VI Unidad:
Gases:
Logros de la Unidad.- Describe y aplica los modelos macroscopico y
microscópico de los gases en los procesos termodinámicos, con
eficiencia y responsabilidad.
SEMANA
12
CONTENIDO
Gas Ideal. Descripción
Macroscópica.
Ecuación de Estado. Descripción
Microscópica de un gas Ideal.
Teoría Cinética
ACTIVIDADES
Análisis de casos.
Experimento Demostrativo.
Solución
de
ejercicios
y
problemas.
Laboratorio N° 9: Proceso
Isovolumétrico.
13
Modelo molecular de un gas ideal.
Calculo cinético de la presión.
Interpretación Cinética de la
Temperatura. Energía Interna.
Teorema de la Equipartición de la
Energía.
Capacidades caloríficas de los
gases ideales.
Gases Reales.
Análisis de casos.
Solución de ejercicios
Experimento demostrativo.
Laboratorio N° 10: Presión de
Vapor Saturado.
 VII Unidad:
Termodinámica:
Logros de la Unidad.- Aplica las leyes de la termodinámica a
diferentes casos de maquinas Térmicas, apreciando su importancia en
la ingeniería.
SEMANA
CONTENIDO
14
Calor y Trabajo. Primera Ley de la
Termodinámica. Aplicaciones.
Procesos Isotérmicos, Isobáricos,
Isovolumetricos, Adiabáticos, etc.
15
16
17
Maquinas térmicas. Segunda Ley
de la Termodinámica. Procesos
Reversibles e Irreversibles, Ciclo
de Carnot.
Entropía: Procesos Reversibles e
Irreversibles. Entropía y Segunda
Ley.
Entropía y Probabilidad.
EVALUACIÓN UNIDADES: IV, V,
VI Y VII
EVALUACIÓN ( Todas las
Unidades)
ACTIVIDADES
Análisis de casos.
Experimento demostrativo
Solución de problemas
4ta practica calificada
Análisis de casos.
Segundo control de laboratorio
(CL2)
Experimento Demostrativo
Solución de problemas.
EXAMEN FINAL
EXAMEN SUSTITUTORIO
7. METODOLOGÍA:
 Exposición de los temas en cada clase, con participación activa de
los estudiantes.
 Solución de problemas propuestos por el profesor a los alumnos para
su desarrollo en clase.
 Presentación en el aula de experimentos demostrativos, reales o
virtuales que muestran simulaciones de fenómenos físicos que
refuerzan los conceptos teóricos vertidos en la clase.
 Realización por el estudiante de prácticas de laboratorio en relación
con los fenómenos físicos del curso.
8. EVALUACIÓN:
El reglamento vigente de la universidad exige la asistencia obligatoria a
clases y que el profesor pase lista de asistencia en cada clase que dicta,
anotando las inasistencias en el registro que le proporciona la Universidad.
Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero
además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del
profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que
es de vital importancia la asistencia a clases.
La justificación de las inasistencias sólo será aceptada con el informe que
pueda elevar, el Departamento de Bienestar Universitario, al profesor del
curso con copia al Director Académico de la Carrera.
Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el
alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo
momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la
Universidad.
La modalidad de Evaluación sería la siguiente:

Promedio de Prácticas Calificadas (PPC), que consisten en
Ejercicios dados por el profesor del curso al alumno para que haga
investigación sobre los temas y las responda utilizando la forma de
Hojas Escritas.

Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas
por escrito.

Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico
de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus
respuestas por escrito.

Tarea Académica (TA), que consiste en trabajos del curso
asignados por el docente y que fomenten la investigación en la
materia del curso.
La Nota Final (NF) la obtenemos de la siguiente manera:

Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará
sus respuestas por escrito.
La nota obtenida en el examen sustitutorio, podrá reemplazar la nota más
baja que el alumno haya obtenido en su Examen Parcial o en el Examen
Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final.
En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que la nota más baja
del Examen Parcial o del Examen final, no se reemplazará ninguna de
ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del examen
Sustitutorio.
Es de total aplicación el Reglamento Transitorio de Evaluación de la
Universidad entregado al alumno.
9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
-
Raymond A. Serway. FISICA. Tomo I. 1996. Ed. Mac Graw Hill.
Mexico
Douglas C. Giancoli. FISICA 1997. Prentice Hall. Mexico
Tippler A. Paul. FISICA. Tomo I. 1994. Ed. Reverte S.A. Mexico
Sears – Semansky – Young – Freedman. Fisica Universitaria. Tomo I
DIRECCIONES ELECTRONICAS:
-
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm.
http://www.unalmed.edu.co/daristiz/LABFIS/Principal/labfis.htm
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/
http://www.walter-fendt.de/ph14e/
http://www.geocities.com/afisica2001/