PADRE DE LA NANOTECNOLOGIA

Asignatura: Fsica l (CB-302V)0) Descripcin del desarrollo del curso

0,1) Proceso de Evaluacin Integral

Esta constituido por una serie de actividades, por ejemplo,1) Desarrollo de la Inteligencia EmocionalA la Universidad no solo venimos a instruirnos, sino tambin a educarnos. En tal sentido calificaremos la evolucin de vuestra inteligencia emocional interna, aquella que nos permite entendernos y potenciar nuestro carcter, y de vuestra inteligencia emocional externa, aquella que nos permite entender a los dems y socializar. 2) Preguntas de clase (4 a 5 preguntas x clase)Al referirnos a los fsicos ms influyentes del siglo XX no podramos dejar pasar a Richard Feynman, uno de los progenitores de la nanotecnologa, ganador de la Medalla Oersted por la enseanza de la Fsica y escritor de xito con ttulos como El carcter de la Ley Fsica. En sus Lecturas de Fsica, se desliza una leccin muy importante para todo aspirante a Ingeniero: La tecnologa avanza tan rpido que todo ingeniero debe tener una formacin slida en Fsica. En una importante conferencia llevada a cabo en 1965 menciono una frase relacionada a la nanotecnologa, ms o menos as,

En el fondo. hay mucho espacio

? Cual fue esa conferencia y cual fue exactamente la frase que pronuncio.3) Lecturas (investigacin monogrfica) (Mapa Mental)3.1) Aristteles

3.2) Aristarco

3.2) Galileo Galilei

3.3) Johannes Kepler3.4) Isaac Newton3.5) Johann C F Gauss

3.6) Michel Faraday3.7) James C Maxwell

3.8) Max Planck

3.5) Albert Einstein

3.9) Niels Bohr

3.10) Erwin Schroedinger

3.11) Stephen Hawking3.12) Edward Witten

3.13) Nasa Science

3.14) Discover4) SeparatasSe desarrollaran 12 separatas que tendrn 2 objetivos,

a) Cubrir la parte prctica del curso (capacidad de analizar , enfocar y resolver problemas)

b) Elaboracin de prcticas y exmenes*.

5) Bsquedas

Actualmente el problema de la informacin consiste en obtenerla con rapidez y generar mayor informacin til, en tal sentido debemos desarrollar competencias de buenos buscadores de informacin, se propondrn bsquedas, por ejemplo,

En 1930 P Dirac propone el vaco electromagntico, el cual difiere sustancialmente del vaco Aristotlico, segn este brillante fsico terico que remodelo la Mecnica Cuntica, el vaco esta lleno de partculas virtualesBusque las diversas concepciones (modelos) de vaco que usa la Fsica.6) Experimentos*La Fsica es una Ciencia Experimental, requiere de la prueba experimental para aceptar sus teoras, por ejemplo, conocemos las teoras de la Gravitacin Universal, Electromagntica y de Relatividad. En tal sentido los experimentos sern calificados de manera especial, se consideraran,

a) Experimentos convencionales (tipo Laboratorio)

b) Experimentos virtuales (Simulaciones)c) Feria de Proyectos7) Colaboracin AcadmicaEn base al Mtodo Lancasteriano, que se ve reflejado en El que no sabe Aprende y el que sabe Ensea, ser valorada de manera especial esta actividad. Consiste en que los estudiantes con capacidad de ensear colaboren con sus compaeros con deseos de aprender. En esta actividad se da la extraa paradoja El que ensea aprende ms.8) Periodismo CientficoLa divulgacin de las Ciencias se constituye en labor impostergable de todo aquel que de una u otra forma esta ligado a ellas. Por lo tanto el hacer Ciencia Fsica implica Aprender Fsica. Como punto de partida proponemos dos casos,

a) Racso, Oscar Miroquesada de la Guerra, tuvo la suerte de entrevistar a A Einstein y hacernos digerible la Teora de la Relatividad.b) Tomas Unger, Ventana a la Ciencia.9) Ciencia FiccinLa fuente de inspiracin que condujo a nuestro compatriota Pedro Paulet a desarrollar los primeros cohetes a propulsin fue, sin duda, las lecturas de Julio Verne, por lo tanto, este gnero literario se puede usar para potenciar nuestro conocimiento de la Fsica, se considerara,

a) Formato Literario.b) Formato Flmico.10) GestinSe considerara la capacidad de promover visitas a instituciones cientficas como, Centro Nuclear de Investigaciones de Huarangal, Geofsico, Jicamarca, etc.

11) Problemas CTS, CTA y ABPDesde los delitos de lesa humanidad cometidos en agosto de 1945 contra Japn hasta el accidente de Chernobyl en abril de 1986, que termino por destruir a la URSS, podran considerarse como problemas de inmediata injerencia de la Ciencia y la Tcnica contra la sociedad y el ambiente. Los problemas ABP son problemas abiertos que debemos incluir paulatinamente en la UNI.12) Asistencia*Se calificara la asistencia eficaz, participativa, que muestre que el estudiante esta conectado a la clase.

13) Revisin de cuadernos de ActividadesLa utilizacin de adecuados medios de aprendizaje mejora nuestra capacidad de comprensin.

14) Como la Ventana de Tomas UngerLas propuestas de actividades donde la creatividad es el principal valuarte sern muy bien recibidas, usted tiene la palabraa) Diseo del BLOG de la asignatura.b) Diseo de la pgina WEB de la asignatura.

c) Difusin del AO INTERNACIONAL DE LA LUZ Y LAS TECNOLOGIAS BASADAS EN LA LUZ.

http://www.light2015.org/Home.htmld) Promocin de la Fsica a nivel escolar: Retorno a nuestro colegioe) Creacin de geniogramas de Fsica. f) Anlisis de la correspondencia de Isaac Newton.g) Proyecto Chasqui.

h) Einstein, La Pelculai) La partcula de Diosj) La sonda Curiosityk) Evaluacin continua.

l) Aula virtualEnviar los trabajos a la siguiente direccin electrnica:Percy1472007@yahoo.com

0,2) De las Prcticas y Exmenes Se aplicara prueba diagnstica (prueba de entrada) en la 2da semana de clases. Se incluirn preguntas tericas hasta el Examen Final. Las calificaciones del Proceso de Evaluacin Integral y Aula Virtual se consideraran en los Exmenes Parcial y Final. En el Examen Sustitutorio solo problemas de aplicacin.0,3) SilaboUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

01.DATOS ADMINISTRATIVOS

ESCUELA:INGENIERIA INDUSTRIAL

INGENIERIA SISTEMAS

AREA:CIENCIAS BASICAS

CURSO:FSICA I (Mecnica y Calor)

CODIGO DEL CURSO:CB-302

PRE-REQUISITO:Clculo Integral

SISTEMA DE EVALUACION : G

EX. PARCIAL: Peso 1

EX. FINAL: Peso 1

Prom. de Prcticas.

(Lab. + Calif): Peso 1

(eliminando las dos ms bajas)

CREDITOS:05

PROFESORES:Lic. Joaqun Salcedo Torres

Mg. Percy V. Caote Fajardo

Lic. Hctor Valdivia Mendoza

02. SUMILLA

La asignatura se inicia una revisin general de los fundamentos del lgebra y anlisis vectorial. As mismo en ella se estudiar la cinemtica de una partcula. Dinmica de una partcula. Concepto de fuerza. Movimiento curvilneo. Trabajo y Energa Mecnica. Teoremas de conservacin de la Energa. Impulso y cantidad de movimiento. Colisiones. Rotacin de cuerpos rgidos. Equilibrio y elasticidad. Gravitacin. Oscilaciones y Ondas. Mecnica de los fluidos. Temperatura y calor. Propiedades trmicas de la materia. Primera Ley de la termodinmica. Entropa y segunda Ley de la termodinmica. 03. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

El presente curso de fsica dirigido a estudiantes de Ingeniera Industrial y de Sistemas tiene los objetivos siguientes:

A) Generales

Afianzar y formalizar los conocimientos que los alumnos tienen sobre la mecnica clsica.

Describir las causas que producen el movimiento de una partcula y conjunto de partculas; establecimiento las leyes que gobiernan dicho movimiento. (Leyes de la dinmica).

Desarrollar en el alumno capacidad de anlisis, mediante la solucin de problemas.

Desarrollar en el alumno capacidad de autoaprendizaje, de tal manera que obtenga informacin, la procese y la asimile.

Desarrollar destreza en el alumno, en la aplicacin del mtodo cientfico mediante la realizacin de experiencias de laboratorio.

Ayudar a que el alumno pueda entender el funcionamiento de diversos mecanismos y tecnologas usadas en la industria.

Dar al alumno el conocimiento bsico de las propiedades a nivel molecular, de la materia (slidos, lquidos y gases), para explicar importantes propiedades macroscpicas de las que se ocupa el curso.

a) Propiedades mecnicas como elasticidad, resistencia de materiales, ondas, flujos de lquidos viscosos, etc.

b) Propiedades trmicas como temperatura, dilatacin de los cuerpos, mecanismos de transferencia de calor, energa trmica, etc.

Cultivar en el futuro profesional la capacidad de observacin y anlisis crtico, creatividad, capacidad da abstraccin para la solucin de los problemas y la necesidad de la aprehensin del conocimiento bsico de las ciencias naturales. Adems de desarrollar habilidades para la experimentacin y medicin de fenmenos naturales.

B) Especficos

Establecer las leyes que gobiernan la cinemtica y aplicarlos correctamente en la solucin de problemas relacionados al tema.

Aprender aplicar correctamente las leyes de la dinmica a la solucin de problemas relacionados al tema.

Enunciar los principios del trabajo y la energa, conservacin de la energa, conservacin de la cantidad de movimiento para una partcula y un sistema de partculas, estableciendo las situaciones en las cuales es conveniente su aplicacin a la solucin de problemas. Identificar las propiedades inherentes a un cuerpo rgido, las leyes que gobiernan la cinemtica como la dinmica del mismo y la correcta aplicacin de dichas leyes a la resolucin de problemas.04.ESTRATEGIA METODOLOGICA.

La Fsica es ciencia exacta bsicamente experimental, por ello tiene 2 partes claramente definidas y complementarias.

La exposicin terica del profesor en clase haciendo uso eventualmente de recursos materiales, como experimentos demostrativos.

Tratar de aplicar la metodologa constructivista donde el alumno asume la construccin de su aprendizaje y el profesor colabora con l. Consecuente con este planteamiento la evaluacin debe tender a ser integral. Calificar tambin su participacin como intervencin, realizacin de tareas e investigacin.

Se realizan peridicamente seminarios para la resolucin de problemas aplicativos cuyo objeto es desarrollar la creatividad, abstraccin y habilidad en la disquisicin de los problemas.

La participacin activa del alumno desarrollado experimentos en los laboratorios dirigidas por los profesores. Se enfatiza en el desarrollo de la habilidad para la experimentacin, medicin y tabulacin de datos.

Adicionalmente se debera plantear un conjunto de situaciones para ser analizado haciendo uso del computador mediante la tcnica de simulacin.

METODO

: Inductivo - DeductivoPROCEDIMIENTO: Anlisis

FORMA

: Exposicin, dilogo e interrogacin

TECNICAS

: Estudio dirigido, audiovisuales

05. CONTENIDO PROGRAMTICO SEMANAL.

5.1.Semana 01

1) CINEMATICA DE UNA PARTICULA

Cinemtica unidimensional, posicin, velocidad media, velocidad instantnea y aceleracin media e instantnea. Aplicacin de la antiderivada. Grficos. Cada libre

Definiciones en tres dimensiones: Posicin, desplazamiento, velocidad y aceleracin. Movimiento rectilneo.

Movimiento de proyectiles. Movimiento Curvilneo en coordenadas polares. Aceleracin Radial y acimutal. Aceleracin normal y tangencial. Movimiento Circular: Velocidad y aceleracin angular.5.2.Semana 022) DINAMICA DE UNA PARTICULA

Idea intuitiva de fuerza. Concepto de Fuerzas. Diagrama de cuerpo libre (DCL). 1ra(ILN), 2da(IILN) y 3ra (IIILN) Ley de Newton. Masa inercial. Sistema de Referencia Inercial. Rozamiento. Aplicaciones al movimiento rectilneo y curvilneo. Fuerza Centrpeta. Ley de Gravitacin Universal. Tercera ley de Kepler. Movimiento de satlites. Ley de Hooke. M.A.S.5.3.Semana 033) TRABAJO Y ENERGIA

Trabajo de fuerzas constantes y variables. Energa cintica y el teorema del Trabajo-Energa. Potencia. Fuerzas conservativas.

Energa Potencial Gravitatoria y Elstica. Conservacin de la Energa. Sistemas conservativos y no conservativos. Funcin de energa potencial. Aplicaciones con energa potencial gravitatoria.5.4.Semana 044) DINAMICA DE UN SISTEMAS DE PARTICULAS

Cantidad de movimiento lineal de una partcula y de un sistema de partculas. Conservacin de la cantidad de movimiento lineal .Chadwick. Descubrimiento del neutrn.

Fuerzas internas y externas. Impulso y cantidad de movimiento.

Centro de masa (masa constante). Movimiento del centro de masa.

5.5.Semana 05Momentum angular de una partcula y momentum angular de un sistema de partculas. Respecto al centro de masa y al sistema de laboratorio. Torque externo. Conservacin del momentum angular. Energa cintica y potencial de un sistema de partculas. Choques elsticos e inelsticos.

5.6.Semana 065) CINEMATICA DEL CUERPO RIGIDO

Momento de inercia. Momentum angular de un cuerpo rgido. Conservacin del momentum angular de un cuerpo rgido. Ecuaciones del movimiento: Traslacin y Rotacin.5.7. Semana 07

Energa cintica de un cuerpo rgido: Traslacin y Rotacin: Conservacin de la energa de un cuerpo rgido.5.8. Semana 08

Examen Parcial5.9. Semana 09

6) ELASTICIDAD

Propiedades elsticas de los cuerpos: Elasticidad: Ley de Hooke y plasticidad. Fatiga y deformacin unitaria. Mdulo de Young. Esfuerzo Normal y Tangencial. Mdulo de cizalladura y de volumen.5.10. Semana 107) MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

Repaso de la Cinemtica del MAS. Relacin con el movimiento circular uniforme. Repaso de la dinmica del M.A.S.: Resorte y el pndulo simple. La ecuacin diferencial caractersticas. Condiciones iniciales. Solucin de la ecuacin: Uso de complejos. Pndulo fsico. Energa en un M.A.S. Superposicin de M.A.S.

Movimiento armnico amortiguado. Tipos de movimiento amortiguado: Critico, Subcrtico y sobreamortiguado.

5.11. Semana 118) ONDAS

Transmisin de seales (por transmisin de una perturbacin). Pulsos. Ecuacin de pulsos unidimensionales ( (x,t) = f (ax ( bt). Velocidad de la propagacin. Ecuacin diferencial de las ondas.

Principio de superposicin. Condiciones de contorno en las discontinuidades del medio. Transmisin y Reflexin.

Ondas peridicas. Periodo y longitud de Onda. Energa y Potencia de una Onda. Interferencia de Ondas. Ondas estacionarias. Ondas estacionarias por reflexin. Ondas transversales. Ecuacin diferencial y caractersticas ms importantes.

Ondas longitudinales. Compresin en un resorte; Sonido: Ecuacin y caractersticas ms importantes. Nivel de intensidad de una Onda Sonora. El efecto Doppler: Casos.

5.12. Semana 129) FLUIDOS

HIDROSTATICA

Concepto de presin (promedio y puntual). Presin en fluidos. Mediciones de la presin. Unidades de presin. Principio de Pascal. Resultante de las fuerzas de presin sobre una superficie sumergida.

Principio de Arqumedes: Empuje

HIDRODINAMICACaractersticas del movimiento de un fluido ideal: Lneas de Corriente, Conservacin de la Masa (Ec. de Continuidad), fuerzas normales. Trabajo de la presin.

Conservacin de la energa en fluidos. Ec. de Bernoulli.

5.13.Semana 1310) DEFINICION DE TEMPERATURA y CALOR. MEDICION DE TEMPERATURA

Escalas termomtricas y sus equivalencias. Otros mtodos de medir la temperatura. Calor y vibracin molecular. Dilatacin del agua. Rango de dilatacin en: gases, lquidos y slidos.

Propiedades trmicas de la materia. Cambios de estado y calor latente. Calor especfico

Flujo estacionario de calor: Conduccin, Convencin y Radiacin.

5.14.Semana 1411) CONSERVACION DE LA ENERGIA, 1ra LEY DE LA TERMODINAMICA

Trabajo realizado por un gas o sobre un gas. Calor cedido por un gas. Energa interna y primera ley de la termodinmica.

Procesos termodinmicos casi estticos. Diagramas de representacin. Principales formas de conexin entre estados iniciales y finales.

5.15.Semana 1512) PROCESOS CICLICOS Y 2da LEY DE LA TERMODINAMICA

Conversin del calor en trabajo en un proceso no cclico, en un proceso cclico. Ciclo de Carnot: rendimiento trmico. Otros ciclos. Comparacin de rendimientos trmicos. 2da Ley de la Termodinmica. Procesos reversibles e irreversibles. Entropa. Cambio de entropa y desorden.

5.16.Semana 16EXAMEN FINAL

5.17.Semana 17EXAMEN SUSTITUTORIO

06.

TIEMPO: HORAS DE TRABAJO

6.1. Teora

: 4 h.

6.2. Laboratorio/Dig: 3 h. (*)

(*) Incluye Prctica Calificada (cada 15 das)

07. EQUIPOS Y MATERIALES

7.1. Proyector

7.2. Retroproyector

7.3. TV.

7.4. Computador

7.5. Materiales audiovisuales.

08.

BIBLIOGRAFIA

Textos de referencia:8.1. SERWAY, R. Fsica; Vol. I Ed. Mc Graw Hill, 3ra. Ed. Revisada (1990).8.2. SEARS, F/ZEMANSKY, M/YOUNG/ FREEDMAN. Fsica Universitaria; Ed. Addison-Wesley Longman, 9na edicin (1998).8.3. FEYNMAN, R. Fsica. Ed. Addison Wesley Iberoamericana, U.S.A. 1987.8.4. TIPLER PAUL. Fsica Ed. Revert, S.A., Espaa, 1994.8.5. ALONSO MARCELO. Fsica Ed. Addison Wesley Iberoamericana. S.A. U.S.A. 1995.8.6. FISHBANE & GASIOROWICZ. Fsica Ed Prentice Hall, Mxico, 1993.8.7. HARRIS-BENSON, Fsica Universitaria; Vol. I, Ed. Cesca.Textos de consulta:8. FRISH / TIMOREVA, Fsica Universitaria;, Vol. I Ed. Mir.

9. BLATT, FRANK. Fundamentos de Fsica Ed. Prentice Hall, Mxico, 1991.10. ALVARENGA-MAXIMO. Fsica General. Oxford, 4ta Ed.11. BEER & JOHNSTON. Mecnica Vectorial para Ingenieros Dinmica. Ed .Mc Graw-Hill, Mxico, 1989.12. HUANG, Mecnica para Ingenieros-Dinmica Ed. Representaciones y servicios de Ingeniera, Mxico 1975.

13. GIANCOLI DOUGLAS, Fsica Ed. Prentice Hall; Mxico, 1994.

14. EISBER, LERNER, L,Fsica Fundamental y Aplicada; Vol. I

PVCF/Jenny