silabo de fisica ii

Ciudad Universitaria Urb. Los Pinos Mz. B s/n Chimbote - 1 - http:/www.ingenieria.uspvirtual.com Telf. 043-323505 , 043-326150 , 043-329486 anexo 219

UNIVERSIDAD SAN PEDRO VICERRECTORADO ACADMICO

FACULTAD DE INGENIERIA

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

SILABO DE FSICA II I. DATOS INFORMATIVOS:

1.1. Carrera Profesional : Ing. Civil

1.2. Crditos : 3 crditos

1.3. Pre-requisito : Fsica I

1.4. Ciclo de Estudio : III

1.5. Semestre Acadmico : 2014 I

1.6. Horas : 05 horas semanales.

a. Teora : 02

b. Prctica : 03

1.7. Duracin : 17 semanas

a. Inicio : 24-03-14

b. Trmino : 26-07-14

1.8. Docente : Lic. Fis. Jorge Daniel Torres Alvarez

1.9. Correo Electrnico : [email protected]

II. FUNDAMENTACIN:

La asignatura de Fsica II tiene como prerrequisito a la asignatura Fsica I. Es de naturaleza

terica y prctica. Contribuye a la formacin de Ingenieros civiles, proporcionando un conjunto

de conocimientos en la mecnica de la materia (Elasticidad), mecnica de fluidos, oscilaciones y

ondas, propiedades trmicas de la materia y a las cargas elctricas en reposo y movimiento.

Estos conocimientos, permitirn sentar las bases para el conocimiento, la investigacin y la

tecnologa necesarios para su carrera. El curso est organizado en cinco unidades. En la primera

unidad Elasticidad, en la segunda unidad: Mecnica de Fluidos; en la tercera unidad:

Oscilaciones y Ondas; cuarta unidad: Calor y Termodinmica y quinta unidad: Electricidad.

Durante el desarrollo de la asignatura, se practica la metodologa centrada en el proceso de

aprendizaje del estudiante, quien participa en forma activa, cooperativa, se promueve el

desarrollo de habilidades del pensamiento crtico y creativo, la toma de decisiones y solucin de

problemas, en forma permanente. Se propicia la evaluacin participativa, autoevaluacin y

coevaluacin.

III. TEMA TRANSVERSAL:

Responsabilidad Social, Investigacin Cientfica y Acreditacin

IV. VALORES:

Responsabilidad, respeto, justicia, honestidad y perseverancia.

V. PERFIL DEL EGRESADO DIMENSIN PERSONAL SOCIAL

Contar con un proyecto de vida personal, profesional que le permita desempear como un ser

autnomo, comprometido y congruente, utilizando estrategias para desarrollar el pensamiento y

la investigacin.


VI. COMPETENCIAS:

6.1. Competencia General:

Adquiere conocimientos en ciencias bsicas y los aplica a la comprensin y solucin de

procesos industriales.

6.2. Competencia especfica

El estudiante adquiere conocimientos, habilidades y destrezas cientficas y matemticas

en fsica, especficamente en conceptos bsicos y su aplicacin a los fenmenos

industriales en los campos de mecnica, fluidos, termodinmica y electrosttica.

6.3. Capacidades

6.3.1. Explica los fundamentos fsicos y matemticos de la elasticidad de los cuerpos, el movimiento oscilatorio y ondulatorio, la mecnica de los fluidos, de la

termodinmica y la electrosttica.

6.3.2. Resuelve problemas y cuestiones relacionados con los fenmenos estudiados, haciendo uso de las leyes o frmulas estudiadas.

6.3.3. Aplica el mtodo cientfico en la demostracin experimental de las leyes bsicas de la Fsica.

6.3.4. Capacidad comprensiva ante la descripcin de un proceso fsico.

6.3.5. Capacidad de operatividad matemtica suficientemente slida y amplia.

VII. PROGRAMACIN ACADMICA:

7.1. PRIMERA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

A.- Nombre de la Unidad : Elasticidad

B.- Duracin : 01 semana

C.- Capacidades de la Unidad:

Comprender los conceptos bsicos vinculados a las propiedades elsticas de los slidos y los lquidos.

D.- CONTENIDOS:

SEMANA CONTENIDOS

CONCEPTUALES

CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES

CONTENIDOS

ACTITUDINALES

01

Elasticidad:

Infiere los conceptos de

esfuerzo,

deformacin,

deformacin

unitaria, Mdulos

de elasticidad, Ley

de Hooke y

Constante elstica.

El profesor realiza una exploracin en el

grupo, respecto a las ideas que los

alumnos traen en relacin con los

conceptos a abordar en esta unidad:

Anlisis de casos.

Estudia las propiedades elsticas de los cuerpos deformables.

Determina experimentalmente la constante elsticas de un resorte.

Resuelve problemas numricos sobre elasticidad.

Laboratorio: Elasticidad de un resorte

Establece y asume

responsabilidades sobre los

temas que se presentan en el

slabo:

Participa en clase.

Muestra responsabilidad respeto, Trabaja en

equipo:

Disposicin emprendedora.

Disposicin cooperativa y democrtica. -


7.2. SEGUNDA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

A.- Nombre de la Unidad : Mecnica de Fluidos

B.- Duracin : 02 semanas


Interpretar las relaciones fundamentales del estado de equilibrio de los fluidos

ideales

Solucionar problemas tipo usando las ecuaciones de la presin y del empuje

Explicar la ecuacin de Bernoulli para fluidos en movimiento, no viscosos y

laminares.

Describe los mtodos para medir la presin y el caudal.

D.- CONTENIDOS:

SEMANA CONTENIDOS

CONCEPTUALES

CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES

CONTENIDOS

ACTITUDINALES

02

Presin, presin atmosfrica,

presin absoluta y presin

manomtrica.

Infiere el concepto de presin.

Explica el concepto de presin atmosfrica.

Deduce el modelo matemtico para la presin absoluta a

cierta profundidad dentro de

un lquido.

Distingue entre presin absoluta y presin

manomtrica.

Explica el Principio de Pascal. Principio de Arqumedes.

Discute el concepto de densidad con respecto al

principio de Arqumedes.

Establece las condiciones de flotacin y prdida de peso

aparente de objetos

sumergidos parcial o

totalmente en fluidos.

El profesor realiza, una exploracin en

el grupo, respecto a las ideas que los



Anlisis de casos.

Analiza los conceptos y principios matemticos de cada ecuacin

esencial de la hidrulica.

Obtiene experimentalmente las densidades de diferentes sustancias.

Verifica experimentalmente la relacin entre la magnitud de la

presin sobre un objeto y la

profundidad a la que se encuentra

sumergido en un lquido.

Describe algunas aplicaciones de las leyes fsicas de la esttica de fluidos

en procesos industriales.

Laboratorio: Densidad Relativa.

Establece y asume

responsabilidades sobre

los temas que se

presentan en el slabo:

Participa en clase.

Muestra responsabilidad

respeto, puntualidad

en sus tareas.

Trabaja en equipo:


Disposicin cooperativa y

democrtica.

03

Lquidos en movimiento.

Explica el fenmeno de continuidad en el flujo de

lquidos y el concepto de gasto

hidrulico.

Analiza el teorema de Bernoulli.

Discrimina entre los conceptos de densidad y viscosidad.

Explica las diferencias entre flujo laminar y turbulento y

destaca la importancia del

nmero de Reynolds para

determinar si un flujo es

turbulento o no.

Capilaridad, tensin superficial,

cohesin y adherencia.

Explica el concepto de capilaridad. -Explica la

relacin entre la elevacin

capilar del agua y el dimetro

interior del tubo que la

contiene. (Ley de Jurin).

El profesor realiza, una exploracin en

el grupo, respecto a las ideas que los



Anlisis de casos.

Analiza los conceptos y principios matemticos de cada ecuacin

esencial de la hidrodinmica.

Obtiene experimentalmente las densidades de diferentes sustancias.

-Verifica experimentalmente el

principio de Arqumedes.

Establece y asume

responsabilidades sobre

los temas que se

presentan en el slabo:

Participa en clase.



en sus tareas.

Plantea preguntas, expone sus puntos

de vista.

Trabaja en equipo:


Disposicin cooperativa y

democrtica.


7.3. TERCERA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

A.- Nombre de la Unidad : Oscilaciones y Ondas



Solucionar problemas utilizando las ecuaciones que describen los movimientos:

armnico simple, oscilatorio amortiguado y oscilatorio forzado.

Describir el movimiento ondulatorio a travs de la solucin de problemas de

aplicacin de las ecuaciones que lo rige.

D.- CONTENIDOS:

SEMANA CONTENIDOS

CONCEPTUALES

CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES

CONTENIDOS

ACTITUDINALES

04

Oscilaciones

Define un sistema oscilante. -Realiza un anlisis

Cinemtica del movimiento

armnico simple (MAS).

Define: posicin de equilibrio, desplazamiento,

amplitud, frecuencia angular

y fase.

Anlisis Dinmico del movimiento armnico

simple.

Analiza el desplazamiento, la velocidad y la aceleracin

del MAS en funcin del

tiempo.

Establece analogas entre sistemas oscilantes

mecnicos y elctricos.

Anlisis de casos. -Estudia el movimiento de un vasito

portapesas sujeto a un

resorte.

Dibuja grficas x-t, v-t y a-t del MAS.

Aplica las grficas y los modelos matemticos

anteriores, para resolver

problemas de objetos

sometidos a una fuerza

proporcional a la posicin.

Utiliza el osciloscopio para establecer analogas entre

las oscilaciones mecnicas y

elctricas.

Demuestra inters y responsabilidad para

identificar un problema y

establecer soluciones.

Muestra inters permanente por la solucin de los

problemas fsicos aplicados

a ingeniera.

Muestra habilidad, destreza y cuidado en el manejo de

los instrumentos y equipos

de laboratorio

Respeta a las normas de convivencia. -Persevera en

sus tareas.

05

Energa y superposicin del

MAS.

Analiza los cambios de la Energa cintica, energa

potencial y energa total en

el M.A.S.

Calcula la velocidad en funcin del desplazamiento.

Analiza los sistemas con MAS: pndulo simple,

pndulo fsico, pndulo de

torsin, masa unida a un

resorte.

Analiza la superposicin de dos movimientos armnicos

simples: igual direccin,

igual frecuencia. Igual

direccin, diferente

frecuencia. Osciladores

acoplados. Movimiento

oscilatorio amortiguado.

Movimiento oscilatorio

forzado. Resonancia.

Impedancia de un oscilador.

Utiliza el mtodo fasorial y trigonomtrico para

determinar la resultante de

la superposicin de dos

MAS en sus distintas

variantes

Describe los cambios de energa cintica a potencial

o viceversa en un sistema

con MAS. -Resuelve

problemas numricos de

aplicacin.

Laboratorio: Pndulo

fsico.

Determina analticamente el

periodo y la frecuencia de

un pndulo simple, pndulo

fsico

Primera Prctica

Calificada

Participa en clase. -Muestra responsabilidad respeto,

puntualidad en sus tareas.

Trabaja en equipo.


06

Ondas mecnicas:

Define Ondas Mecnicas. Ondas transversales y ondas

longitudinales. Ejemplos de

ondas transversales y de

ondas longitudinales.

Deduce la funcin de onda para ondas lineal es y la

velocidad de propagacin de

las ondas transversales.

Realiza ejercicios de sistemas oscilantes con

MAS, Movimiento

oscilatorio amortiguado y

Movimiento oscilatorio

forzado, aplicando los

mtodos grfico y analtico.

Resuelve problemas numricos de superposicin

e interferencia de ondas.

Laboratorio: Pndulos

acoplados




Muestra responsabilidad respeto, puntualidad en sus

tareas.

Trabaja en equipo. -Aporta ideas tendientes a mejorar la

dinmica grupal.

07

Ondas transversales:

Define funcin de onda transversal.

Define los parmetros de la onda: Amplitud de la onda,

frecuencia, periodo, nmero

de onda, y longitud de onda.

Calcula la velocidad transversal y aceleracin

transversal.

Enuncia el concepto de energa y potencia de las

ondas transversales.

Analiza la superposicin de ondas armnicas. Ondas

estacionarias sobre una

cuerda.

Resuelve problemas numricos de aplicacin.

Anlisis de casos.

Resuelve problemas numricos de ondas

transversales




Participa en clase.

Trabaja en equipo.

Aporta ideas tendientes a mejorar la dinmica grupal.

08

Ondas longitudinales:

Discrimina una onda longitudinal y una

transversal.

Define la velocidad de propagacin de las ondas

longitudinales armnicas.

Ondas sonoras: ondas de presin y ondas de

desplazamiento.

Calcula la velocidad y aceleracin longitudinales

Describe cualitativa del efecto Doppler.

Realiza ejercicios de aplicacin del efecto

Doppler.

Explica el ultrasonido y algunas de sus aplicaciones

en control de calidad

industrial.

-Anlisis de casos.

Resuelve problemas numricos de ondas

longitudinales

Primera Examen Parcial




Participa en clase.

Trabaja en equipo.

Aporta ideas tendientes a mejorar la dinmica grupal.

7.4. CUARTA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

A.- Nombre de la Unidad : Calor y Termodinmica



Definir temperatura, energa interna y calor.

Describir los cambios de estado mediante ejercicios cuantitativos.

Explicar los mecanismos de propagacin del calor.

Utilizar la ecuacin de estado del gas ideal para obtener la presin, volumen o

temperatura conociendo las dems variables.

Calcular el trabajo y la energa en los diversos procesos termodinmicos.

Aplicar el principio de equiparticin de la energa en la determinacin del calor

especfico de los gases y cristales perfectos.

Describir las mquinas trmicas ideales y reales a travs de ejercicios numricos.


Describir el ciclo de Carnot.

Comprender el concepto de entropa a travs de la solucin de problemas

D.- CONTENIDOS:

SEMANA CONTENIDOS

CONCEPTUALES

CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES

CONTENIDOS

ACTITUDINALES

9

Variables termomtricas,

dilatacin trmica y concepto de

temperatura:

Describe el funcionamiento de termmetros a partir de la

modificacin del volumen

debido a cambios de

temperatura.

Describe diferentes tipos de termmetros. (Termopar, de

resistencia elctrica, de

volumen constante, etc.).

Analiza la dilatacin trmica. Escalas termomtricas:

Describe la construccin de una escala termomtrica.

(Celsius, Fahrenheit, Kelvin).

Establece el concepto de cero absoluto.

El profesor realiza una exploracin en el grupo,

respecto a las ideas que los

alumnos traen en relacin con

los conceptos a abordar en esta

unidad

Anlisis de casos.

Verifica experimentalmente la dilatacin de slidos, lquidos y

gases al aumentar temperatura.

Explica las consecuencias dainas de las temperaturas

extremas en los materiales de

construccin.

Participa en clase.



en sus tareas.

Trabaja en equipo

Define las escalas Celsius y Fahrenheit

destacando que se

utilizan dos puntos

fijos para

establecerlas.


identificar un

problema y

establecer

soluciones.

10

Teora cintica materia.

Deduce a partir de la Teora Cintica la Ley General del

gas ideal y el principio de

equiparticin de la energa.

Define calor especfico, la Ley de Dulong Petit y el Trabajo

realizado por un gas.

Deduce la Primera ley de la termodinmica. Describe los

Procesos isotrmico, isobrico,

isomtrico y adiabtico.

Presentacin Oral sobre los conceptos tericos

Verifica cualitativamente las leyes de los gases.

Participa en clase.



en sus tareas.

Trabaja en equipo -Resuelve problemas

numricos de

aplicacin.

11

Calor, trabajo y energa

interna:

Discrimina entre los conceptos de calor y temperatura.

Estable las diferencias entre las diferentes mecanismos de

transferencia de calor

(conduccin, conveccin y

radiacin)

Diferencia el concepto de energa interna, calor y trabajo

y los relaciona con los

cambios de la energa interna

en un sistema.

Capacidad trmica

especfica y calores latentes:

Define la capacidad trmica especfica como una propiedad

de cada cuerpo o sustancia.

Define los puntos de fusin y de evaporacin.

Define el calor latente de fusin solidificacin y de

evaporacin.

Verifica experimentalmente la transmisin de calor por

conduccin, conveccin y

radiacin.

Diferencia experimentalmente la conveccin natural de la

conveccin forzada.

Verifica experimentalmente la transferencia de calor entre dos

cuerpos en contacto a diferente

temperatura inicial.

Laboratorio: Calor latente de

fusin del agua

Participa en clase.



en sus tareas.

Trabaja en equipo -Resuelve problemas

numricos de

aplicacin.

Determina experimentalmente

el calor especfico

de varias sustancias

por el mtodo de

mezclas.


12

Leyes de la Termodinmica:

Enuncia y explicar la Ley Cero, la Primera Ley y la

Segunda Ley de la

Termodinmica.

Define la escala Kelvin utilizando un termmetro de

gas a volumen constante.

Utilizar el punto triple del agua para definir la escala

Celsius y la Kelvin.

Explica la relacin de la ley cero con el concepto de

temperatura.

Explica la relacin entre la irreversibilidad de los

procesos naturales y la

Segunda Ley de la

Termodinmica.

Resuelve problemas numricos de aplicacin.

Determina experimentalmente los puntos de fusin y de

evaporacin de diversas

sustancias.

Realiza una investigacin bibliogrfica sobre la regulacin

de la temperatura de procesos y

sistemas.

Muestra habilidad, destreza y cuidado en el manejo de los

instrumentos y equipo de

laboratorio.

Realiza una investigacin bibliogrfica sobre las leyes de

la termodinmica.

Segunda Practica Calificada

Respeta las normas de convivencia.

Persevera en sus tareas .disposicin

emprendedora.,

disposicin

cooperativa y

democrtica.

Resuelve problemas numricos de

aplicacin.

Participa en clase.

Trabaja en equipo.

7.5. QUINTA UNIDAD DE APRENDIZAJE:

A.- Nombre de la Unidad : Electricidad



Describir los procedimientos para la electrizacin de un cuerpo.

Definir conductores, aisladores y semiconductores.

Aplicar la ley de Coulomb para calcular la fuerza sobre una carga elctrica.

Calcular el campo elctrico para sistemas de carga discreta.

Calcular el campo elctrico para cargas continuas regulares utilizando las

frmulas apropiadas.

Calcular el potencial elctrico de cargas discretas y continuas utilizando las

frmulas apropiadas.

Describir al condensador utilizando los conceptos de capacidad (o capacitancia) y

la influencia de dielctricos.

Calcular la capacidad equivalente de circuitos con condensadores.

Explica el origen la corriente elctrica y definir la resistencia elctrica.

D.- CONTENIDOS:

SEMANA CONTENIDOS

CONCEPTUALES

CONTENIDOS

PROCEDIMENTALES

CONTENIDOS

ACTITUDINALES

13

Electrosttica:

Interpreta las Interaccin elctrica. Carga elctrica.

Conductores y aisladores.

Deduce cualitativamente Ley de Coulomb.

Define Campo elctrico.

Calcula el campo elctrico en sistemas de carga

discreta.

El profesor realiza una exploracin en el grupo,

respecto a las ideas que los

alumnos traen en relacin con

los conceptos a abordar en esta

unidad.

Anlisis de casos.

Demuestra inters y responsabilidad para identificar

un problema y establecer

soluciones.

Presentacin grupal de los conceptos tericos

Analiza los conceptos y principios matemticos de cada

ecuacin esencial de los

fenmenos elctricos.

Calcula la fuerza generadas por

Participa en clase.


respeto,

puntualidad en sus

tareas.

Trabaja en equipo

Resuelve problemas

numricos de

aplicacin.

14

Describe el campo elctrico en sistemas de carga

continua.

Lneas de campo. Energa potencial y Potencial

elctrico.

Diferencia de potencial.

Participa en clase.


respeto,

puntualidad en sus

tareas.

Trabaja en equipo


Energa electrosttica.

Curvas y Superficies equipotenciales.

Capacitancia de un condensador de placas

paralelas.

Energa electrosttica de un condensador.

Densidad de energa electrosttica.

Asociacin de condensadores en serie y en

paralelo. Capacidad

equivalente.

cargas elctricas utilizando la

ley de Coulomb.

Determina el campo elctrico a partir del potencial.

Calcula el potencial elctrico y el potencial elctrico en

distribuciones continuas de

carga.

Laboratorio: Curvas

equipotenciales

Resuelve problemas

numricos de

aplicacin.

15

Electrodinmica:

Corriente elctrica. Ley de ohm. Resistencia elctrica y

temperatura. Potencia

elctrica.

Fuerza electromotriz. Leyes de Kirchhoff. Resistores en

serie y paralelo.

Explica el origen la corriente elctrica.

Define resistencia elctrica.

Aplica correctamente las Leyes de Ohm y de Kirchhoff al

anlisis de circuitos elctricos

de C..C.

Participa en clase.


respeto,

puntualidad en sus

tareas.

Trabaja en equipo.

Resuelve problemas

numricos de

aplicacin.

16

PRESENTACION DE

PROYECTO DE

INVESTIGACION

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

17 SEMANA: EVALUACIN APLAZADOS

VIII. ESTRATEGIAS METODOLGICAS:

8.1. Mtodo Participativo.- Explicacin del docente, trabajo individual, trabajo grupal,

prctica de metacognicin.

IX. MATERIALES Y OTROS RECURSOS DIDCTICOS:

9.1. Humanos. Alumnos, docentes y directores de colegios.

9.2. Materiales: Separatas, portafolio, transparencias. Programas multimedia.

X. DISEO DE LA EVALUACIN DEL APRENDIZAJE:

10.1. Formativa: Es permanente, por capacidades. Practicar: responsabilidad, respeto,

criticidad, creatividad, solidaridad. Participacin en clase, presentacin de tareas.

10.2. Sumativa: En cada unidad de aprendizaje se evaluara:

Intervenciones orales (IO)

Trabajos extra clase (TE)

Prctica escrita (PE)

Examen parcial (EP)


Promedio de Proceso (PP) : IO TE

PP 2

La Nota Parcial (P1) : 2

EP PP P1

La Nota Promocional se obtiene P1 P2

NP 2

10.3. Requisitos de Aprobacin:

Asistencia no menor del 70%

Promedio de cada unidad mayor o igual a 11.

Presentar y sustentar la tarea acadmica.

La nota promocional, debe ser mayor o igual a 10.5.

En caso que la nota promocional sea desaprobatoria, el estudiante tiene una ltima

opcin de rendir un examen denominado: Examen de Aplazados (EA) previo

pago en tesorera por dicho derecho , el cual consta de todo el contenido de la

asignatura, siempre que haya participado como mnimo en un 70% de todas las

actividades programadas. La nota final ( NF ) es obtenida del modo siguiente:

20EA 14 si 12

14 EA 11 si 11

11 EA siEA

NF

XI. REFERENCIAS BIBLIOGRFCAS:

11.1. S. Burbano de Ercilla. E. Burbano Garcia. C. Gracia Muoz. FISICA

GENERAL. Editorial Mira. Espaa. 1993. Edicin 31

11.2. Paul A. Tipler. FISICA PARA LA CIENCIA Y TECNOLOGIA. Editorial

REVERTE S.A. 2000

11.3. Serway Raymond FISICA Tomo I y II 6ta. Edicin. Editorial Mc Graw Hill

Mxico 2005

11.4. Sears Zemansky. FSICA UNIVERSITARIA:Tomo I y II Ed. Addison-

Wesley USA, 1995

11.5. Wilson. FSICA CON APLICACIONES. Ed. Mc Graw Hill Mxico 1995

11.6. Paul Hewitt. FSICA CONCEPTUAL. Ed. Addison-Wesley USA, 1995

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Jorge Daniel Torres Alvarez

Profesor del Curso

silabo de fisica ii

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