U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A S

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE

MINAS

FÍSICA II SÍLABO

1. DATOS GENERALES:

CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE MINAS CÓDIGO CARRERA PRO. : 32 ASIGNATURA : FISICA II CÓDIGO DE ASIGNATURA : 32-206 Nº DE HORAS TOTALES : 5 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS TEORÍA : 3 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS PRÁCTICA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE CRÉDITOS : 4 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : III CICLO PRE-REQUISITO : FISICA I 32-110 TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 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 IV Mecánica de Fluidos

Unidad VI

Gases

Unidad I Elasticidad

Unidad II

Oscilaciones

Unidad III Ondas

Mecánicas

Unidad V Temperatura

Calor

Unidad VII

Termodinámica

6. CONTENIDO ANALÍTICO

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 ACTIVIDADES

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.

3

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.

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

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.

Análisis de casos. Solución de ejemplos y problemas. Experimento Demostrativo. Laboratorio N° 3: Movimiento Ondulatorio y Ondas Estacionarias.

5

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.

Análisis de casos. Solución de ejemplos y problemas. Experimento demostrativo Laboratorio N° 4: Ondas Sonoras.

6

Ondas Sonoras. Características. Potencia e Intensidad de las

Ondas sonoras. Sistemas Vibratorios y fuentes de sonido.

Efecto Doppler.

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 CONTENIDO ACTIVIDADES

7

Estática de fluidos, Densidad. Peso Especifico y Presión. Variación de la presión en un fluido con la profundidad. Principios de Pascal y de Arquímedes

Análisis de casos. Solución de ejercicios y problemas Experimento Demostrativo Primer control de laboratorio (CL 1)

8 EVALUACION: UNIDADES I, II, III Y IV. EXAMEN PARCIAL

9

Dinámica de fluidos. Características del movimiento. Fluido ideal. Líneas de flujo. Tubo de flujo. Ecuaciones de

Análisis de Casos. Experimento Demostrativo Solución de ejercicios y problemas.

continuidad y de Bernoulli. Líquidos Reales y Viscosidad. Ecuación de Poiseuille.

Laboratorio N° 6: fluidos en Movimiento.

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 CONTENIDO ACTIVIDADES

10

Temperatura. Descripciones Macroscópica y Microscópica de un sistema. Concepto de Temperatura. Equilibrio Térmico, Medición de Temperatura y Escalas Termométricas. Dilatación Térmica

Análisis de casos. Experimento Demostrativo. Solución de ejercicios y problemas. Laboratorio N° 7: coeficiente de Dilatación Lineal.

11

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.

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 CONTENIDO ACTIVIDADES

12

Gas Ideal. Descripción Macroscópica. Ecuación de Estado. Descripción Microscópica de un gas Ideal. Teoría Cinética

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 ACTIVIDADES

14

Calor y Trabajo. Primera Ley de la Termodinámica. Aplicaciones. Procesos Isotérmicos, Isobáricos, Isovolumetricos, Adiabáticos, etc.

Análisis de casos. Experimento demostrativo Solución de problemas 4ta practica calificada

15

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.

Análisis de casos. Segundo control de laboratorio (CL2) Experimento Demostrativo Solución de problemas.

16 EVALUACIÓN UNIDADES: IV, V, VI Y VII

EXAMEN FINAL

17 EVALUACIÓN ( Todas las Unidades)

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 practicas 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 q u e 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 serán aceptadas con el informe que pueda elevar, el Departamento de Bienestar Universitario, al profesor del curso con copia al Encargado 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 será la siguiente: · Prácticas Calificadas (PC), 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. · Primer Examen Parcial (EPI), 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. Cada modalidad de evaluación anteriormente mencionada, tendrá un peso de 1 y la nota final del curso será el promedio aritmético de las tres notas: Examen parcial (E P I) (P e s o 30%) Examen Final (EF) (P e s o 30%) Promedio de prácticas calificadas (P. C.) (P e s o 40%)

. 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 que el alumno haya obtenido en su Primer 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 Primer 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/