Download 20111IMM103F102S134

Facultad de Ingeniería Naval
y Ciencias del Mar
SÍLABO
1. GENERALIDADES
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
1.13
1.14
1.15
1.16
Denominación de la Asignatura
Código
Fecha de Aprobación
Aplicado en el periodo
Versión
Autor
Régimen de Estudio
Obligatorio / Electivo
Área Académica / Escuela
Ciclo
Créditos
Total de horas semanales
Horas de teoría
Horas de práctica/ Laboratorio
Tipo de Evaluación
Pre requisito
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Física II
F102
19/07/10
2010 - II
2.5
FINMAR
Regular
Obligatorio (O)
Ciencias Básicas
III
4
06
02
04
H
Física I (F101)
2. SUMILLA
Esta asignatura es de carácter teórico – práctico y se orienta a profundizar los conceptos de
física en los fenómenos relacionados a Oscilaciones: Movimiento Armónico Simple, Amortiguadas
y Forzadas. Movimiento Ondulatorio. Luego el estudio de los líquidos y sus propiedades. Hidrostática:
Principio de Pascal y Arquímedes. Tensión superficial, Hidrodinámica y Viscosidad: Ecuación de
continuidad, Ecuación de Bernoulli, etc. Temperatura y Dilatación. Calor. Cambios de Estados. Se
estudia los gases, sus propiedades y su uso como sustancia de trabajo para el estudio de
Termodinámica. Teoría Cinética de Gases. Leyes de Termodinámica. Maquinas Térmicas.
3. OBJETIVOS
3.1.
OBJETIVOS GENERALES
El curso proporcionara a los estudiantes los conceptos fundamentales de la materia en sus
tres estados, sus propiedades y fenómenos que le permitan comprender los avances
científicos y la tecnología, además de destreza para resolver problemas clásicos de la
física y que les permita abordar los cursos posteriores de mayor complejidad y de
especialidad.
1
Se fomentara el uso de las tecnologías de información como complemento, la
experimentación en el laboratorio para comprobar las leyes y mayor comprensión de la
fenomenología física, además de los recursos clásicos que suele tener los estudiantes.
Tanto los ejemplos desarrollados en clase, como los problemas dejados en las tareas, serán
en gran parte tomados de la vida diaria o de la tecnología.
3.2.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
El alumno al término del curso estará en la capacidad de describir, explicar y aplicar los
conceptos y leyes de física a situaciones reales, analizando fenómenos estadístico termodinámicos en líquidos, gases y cristales, desarrollando habilidades en la resolución
de problema relacionados con las diversas ingenierías.
4. METODOLOGIA DE ENSEÑANZA
Se aplicará la metodología constructivista y conectivista, basada en la exposición – dialogo,
trabajo en equipo, análisis y síntesis de casos – modelos, demostraciones, sesiones de inter y
autoaprendizaje, con el fin de obtener aprendizajes significativos.
La universidad brindará separatas, guías y prácticas de ejercicios, se fomentará en el alumno el
hábito de estudio previo a la clase para que al tener conocimientos previos ésta se torne más
fluida.
5. EVALUACION DE APRENDIZAJE: TIPO H
Asignatura teórico – práctico de aula y práctica de laboratorio.
El promedio final de la asignatura será:
PF 
EP  2EF  1.5Pa  0.5Pb
5
Donde:
EP = Examen Parcial
EF = Examen Final
Pa = Promedio de notas de laboratorio. Se considera el promedio de las 7 notas más altas.
Pb = Promedio de notas de práctica de aula. Se considera el promedio de las 3 notas más altas.
Durante el periodo académico se tomarán 4 prácticas de aula. El promedio de práctica se
obtendrá eliminando la nota más baja, o una práctica que no rindió.
2
Entonces, el promedio de prácticas será:
PF 
P1  P2  P3
3
Durante el periodo académico se tomarán 8 prácticas de laboratorio. El promedio de práctica se
obtendrá eliminando la nota más baja, o una práctica que no rindió.
Entonces, el promedio de prácticas de laboratorio será:
PF 
P1  P2  P3  P4  P5  P6  P7
7
6. UNIDADES Y CONTENIDOS TEMATICOS POR SESION
6.1.
SEM
1
PROGRAMAS SEMANALES (CLASES)
REFERENCIA
BIBLIOGRAFICA
HRS
TEMA
6
Movimiento Oscilatorio. El movimiento amónico simple
(MAS). Definición de la amplitud, la frecuencia y la frecuencia
angular en un MAS.
Ecuación del MAS. Energía en un MAS.
2
6
Ecuación del MAS. Energía en un MAS. El péndulo simple. El
péndulo físico. Péndulo de torsión.
3
6
Oscilaciones
resonancia.
4
6
amortiguadas.
Oscilaciones
forzadas
y
Movimiento Ondulatorio. Ondas transversales y longitudinales.
Descripción matemática de una onda unidimensional, ondas
armónicas.
Ondas transversales en una cuerda. Energía en una onda
unidimensional.
7.3
7.4
7.5
7.3
7.4
7.5
7.3
7.4
7.5
7.3
7.4
7.5
PRIMERA PRACTICA CALIFICADA
5
6
7
6
Fenómeno de elasticidad; módulo de Young y módulo de
compresibilidad volumétrica. Velocidad de las ondas
longitudinales en un fluido. Ondas longitudinales en una barra.
6
El principio de superposición. Ondas estacionarias en una
cuerda, la frecuencia fundamental y los armónicos. Ondas
sonoras estacionarias y modos normales.
Intensidad de las ondas sonoras, nivel de intensidad en
decibeles. Interferencia. Batimiento o Pulsaciones. El efecto
Doppler.
6
HIDROSTATICA. Introducción. Fluidos: propiedades.
Presión hidrostática: unidades, Ecuaciones diferenciales
de la hidrostática y variación de la presión con la
profundidad.
SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA
3
7.3
7.4
7.5
7.3
7.4
7.5
7.3
7.4
7.5
8
9
6
Medida de la presión: barómetro, manómetro. Principio
de Pascal. Aplicaciones del principio de Pascal: La
prensa hidráulica. Densidad. Peso específico. Densidad
relativa. Principio de Arquímedes. Ejercicios.
7.3
7.4
7.5
6
Energía superficial libre. Tensión superficial y fenómenos
capilares: Fuerzas intermoleculares, cohesión y adhesión.
Diferencia de Presión en una superficie elástica curva:
ángulo de contacto. Ejercicios.
7.3
7.4
7.5
10
11
12
13
EXAMEN PARCIAL
6
6
6
14
6
15
6
16
17
18
19
20
6
6
6
HIDRODINAMICA. Introducción: Flujo, Fluidos ideales,
fluidos reales. Métodos de análisis de flujo de fluidos.
Ecuación de continuidad, ecuación de Bernoulli.
Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli.
7.3
7.4
7.5
Fluidos viscosos, número de Reynolds (Flujo laminar)
.Estudio del movimiento de un fluido viscoso en tuberías,
velocidad y caudal. Ejercicios. Ley de Stokes.
7.3
7.4
7.5
Temperatura y la Ley cero de la termodinámica. Escalas
Termométricas.
Expansión térmica. Dilatación en sólidos y líquidos.
Esfuerzos térmicos.
TERCERA PRACTICA CALIFICADA
Calor y trabajo. Calor específico y capacidad calorífica de
los sólidos. Cambios de fase. Equivalente mecánico de
calor.
Propagación del calor por conducción, convección y
radiación
El gas ideal. Modelo molecular de un gas ideal.
Capacidad calorífica molar de un gas ideal.
7.3
7.4
7.5
Número de Avogadro. La equipartición de la energía. La
ley Boltzmann.
Distribución de la rapidez molecular.
Trayectoria libre media.
CUARTA PRACTICA CALIFICADA
Procesos termodinámicos: proceso adiabático, isocórico,
isotérmico e isobárico.
Primera ley de la termodinámica. Energía interna. El
trabajo, calor y variación de la energía interna para los
procesos termodinámicos
Segunda ley de la termodinámica.
Máquinas térmicas, bombas térmicas y refrigeradores.
Procesos reversibles e irreversibles.
La máquina de Carnot. Ciclo de Carnot
Motores de combustión interna.
EXAMEN FINAL.
EXAMEN SUSTITUTORIO.
4
7.3
7.5
7.3
7.4
7.5
7.4
7.5
7.4
7.5
7.3
7.5
6.2
PROGRAMA SEMANALES (PRÁCTICA LABORATORIO)
SEM
HRS
1
6
2
6
TEMA
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
LABORATORIO 01:
Movimiento Oscilatorio:
3
6
Movimiento Armónico simple.
7.8
7.4
7.5
Movimiento Amortiguado.
4
6
5
6
LABORATORIO 02:
Ondas estacionarias en una cuerda.
7.8
7.4
7.5
Experiencia de Melde.
6
6
7
6
7.8
7.4
7.5
LABORATORIO 03:
Hidrostática.
8
6
9
6
7.8
7.4
7.5
LABORATORIO 04:
Tensión superficial.
10
6
Examen parcial
11
6
LABORATORIO 05:
Hidrodinámica. Viscosidad.
12
6
5
7.8
7.4
7.5
6
7.8
7.4
7.5
LABORATORIO 06:
Temperatura. Dilatación de
13
sólidos.
14
6
15
6
LABORATORIO 07:
Ecuación de estado de los gases
7.8
7.4
7.5
ideales. Ley de Boyle
16
6
17
6
7.8
7.4
7.5
LABORATORIO 07:
Calor específico
18
6
19
6
Examen final.
20
6
Examen sustitutorio.
7. BIBLIOGRAFIA
1
B.B Bújovtsev y otros.
Física 3. Editorial MIR (2003)
2
Landau y otros
Física General Mecánica y Física molecular.
Editorial MIR (2001)
3
Tipler P
Física para la ciencia y la tecnología vol.1
Editorial Reverte España (2000)
4
Serway Raymond
Física para ciencias e ingeniería. Vol I. Editorial
Thomson (2005)
5
Sears Zemansky Young
Física universitaria. Fondo educativo
internacional (1986)
Física II – III. Editorial MIR (2001)
6
Piórishkin – Ródina
7
V. Petrianov
Termodinámica para muchos.
Editorial MIR (2001)
8
Manual de Laboratorio UTP
TINS Laboratorio de Calor y Ondas
6
8. REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS
Para el desarrollo del curso se utiliza equipos audiovisuales tanto en la teoría como en la
práctica. Equipos de laboratorio.
7