FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 1


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1 FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 1 1. Identificación del curso División Ciencias Básicas Departamento Física Nombre del curso Física Calor Ondas Código del curso FIS 1043 Nivel del curso Pregrado Requisitos Fis 1023 Co requisitos NO Número de créditos del curso 4 No. de horas teóricas por semanas 3 No. de horas prácticas por semanas 2 No. de horas por semana de trabajo independiente del estudiante 10 Número de semanas 16 NRC 3534, 3535, 3536, , 3539, 3540, 3541, 3542, 3543, 3544, 3545, 3546, Nombre de el(los) docente(s) Álvaro González, Tomás Rada, Ubicación de el(los) docente( s) (es) (Oficina, ) Departamento de Física. Oficinas Bloque L6, segundo piso. Horario de atención Acordado con el profesor de la clase magistral 2. Descripción de la asignatura Este es un curso teórico práctico de nivel básico que se desarrolla en dos partes. La primera parte comprende el estudio de los fluidos, las oscilaciones y las ondas mecánicas. La segunda parte comprende el estudio de la temperatura, el calor y las leyes de la termodinámica. En cada unidad se incluyen talleres sobre resolución de problemas, experimentos demostrativos realizados por el profesor, y experimentos realizados por los estudiantes en forma grupal. 3. Justificación La presencia de esta asignatura en el plan de estudio de todos los programas de ingeniería se justifica porque contribuye la formación de competencias básicas: cognitivas, procedimentales y actitudinales que los alumnos requieren para la comprensión de algunas asignaturas del área profesional; competencias de tipo personal relacionadas con la ética, y competencias de tipo interpersonal relacionadas con la comunicación y el trabajo en equipo. 4. Competencia a desarrollar Competencia básica Institucional

2 FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 2 Desarrollar la capacidad para la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción de futuros aprendizajes. 5. Objetivo general del curso Este curso se orientará a: Desarrollar en el futuro ingeniero la capacidad para comprender los fenómenos ondulatorios y térmicos que tendrá que manejar durante su formación avanzada y su posterior ejercicio profesional. Así mismo, a través de la realización de experimentos físicos, el estudiante debe comprender el papel fundamental de la experimentación en la generación y consolidación de conocimientos, así como la relación entre teoría y práctica. 6. Resultados de aprendizaje Al finalizar el curso, los estudiantes deben estar en capacidad de: Dimensión de la competencia Resultado de aprendizaje Conocimientos (saber conocer) Interpretar los conceptos y las leyes involucradas con los fluidos, las oscilaciones, las ondas y los fenómenos térmicos. Habilidades (saber hacer) Aplicar la temática tratada mediante las discusiones de preguntas y la resolución de problemas de incidencia en la ingeniería. Analizar situaciones físicas problemáticas, teniendo en cuenta el siguiente esquema: Análisis fisco, análisis grafico, análisis dimensional, tratamiento matemático. Adquirir a través del laboratorio entrenamiento en hacer mediciones, registrar datos, organizarlos y analizarlos, elaborar informes técnicos. Actitudes (saber ser) Demostrar las actitudes personales de cooperación, perseverancia y responsabilidad durante el desarrollo de las actividades programadas. Tomar conciencia de que la ciencia moderna supone rigor intelectual y reflexión. 7. Programación del curso Las lecturas indicadas del texto Física para ingeniería y ciencias deben ser estudiadas ANTES de la clase magistral correspondiente.

3 FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 3 Sem Fechas Lectura Temas Sección complementaria al 31 de Jul 3 al 7 de Ago. 10 a a a a 4 de Sept a a a a a 14.8 UNIDAD I. FLUIDOS Y OSCILACIONES Introducción al Curso. Objetivos y Metodología. Densidad y presión en un fluido. Flotación. Dinámica de fluidos. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli. Movimiento armónico simple (M.A.S). Energía cinética y potencial en el M.A.S. Aplicaciones. Taller de ejercicios: Mecánica de Fluidos (Capitulo 12) Laboratorio 1: Principio de Arquímedes. Laboratorio 2: Movimiento Armónico Simple Péndulo Simple. Péndulo Físico. Laboratorio 3: Péndulo Físico. Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Taller de ejercicios: Movimiento Armónico Simple (Capitulo 14) Descripción del movimiento ondulatorio. PRIMER EXAMEN PARCIAL (Capítulos 12 y 14) Ondas periódicas. Descripción UNIDAD II. ONDAS MECANICAS matemática de una onda. Cubeta onda a 15.3 de a a a de Sept. al 2 de Oct a a a 16.8 Rapidez de una onda. Energía del movimiento ondulatorio. Superposición e interferencia de ondas. Ondas estacionarias en cuerdas. Modos normales en una cuerda tensa. Ondas sonoras. Rapidez de las ondas sonoras. Intensidad del sonido. Ondas estacionarias y modos normales. Resonancia. Efecto Doppler. SEGUNDO EXAMEN PARCIAL (Capítulos 15, 16 Laboratorio 4: Ondas estacionarias en una cuerda tensa. Laboratorio 5: Ondas estacionarias en una columna de aire. Taller de ejercicios: Ondas (Cap 15) Ondas Sonoras (Capitulo 16) Laboratorio 6: Dilatación Lineal a 7 de oct. 12 a a a a 6 de Nov. 9 a 13 de Nov. 16 a 26 de Nov a a a 18.4 y a a 20.4 UNIDAD III. PRINCIPIOS DE LA TERMODINAMICA Temperatura. Escalas de temperatura. Expansión térmica. Cantidad de Calor. Calorimetría y cambios de fase. Mecanismos de transferencia de calor. Mecanismos de transferencia de calor. Ecuación de estado. Propiedades moleculares de la materia. Teoría Cinética de Gases. Capacidades Caloríficas. Primera ley de la Termodinámica. Procesos y termodinámicos. Energía interna de un gas ideal. Segunda ley de la Termodinámica. Dirección de los procesos termodinámicos. Maquinas térmicas. Motores y Refrigeradores. Eficiencia térmica. Máquina de Carnot. Entropía. EXAMEN FINAL (Termodinámica) Taller de ejercicios: Temperatura y calor. ) Laboratorio 7: * Calor especifico de sólidos Laboratorio 8: Calor latente de fusión Taller de ejercicios: Teoría cinética de gases y procesos termodinámicos. Laboratorio 9: * Calor latente de vaporización. Taller de ejercicios: Segunda ley de la Termodinámica (Cap 20)

4 FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 4 8. Opciones Metodológicas-Actividades de aprendizaje Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos El alumno debe leer previamente el tema a manejar por el profesor Exposición de los temas por parte del profesor, estimulando la participación del estudiante por medio de preguntas-guía y problemas modelos. Programación de clases prácticas que impliquen discusión y resolución de preguntas y problemas modelos, se hará énfasis en el uso del lenguaje científico apropiado para la descripción de las situaciones. Asignación de lecturas complementarias (en español o inglés) a través del catalogo web de la asignatura, revisiones bibliográficas y problemas para su estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase mediante quices, foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión. Asignación de actividades que serán desarrolladas en grupo, en clase o por fuera de ellas a criterio del profesor y que pueden ser evaluadas con la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión. Asignación de material complementario (en español o inglés) a través del catálogo WEB de la asignatura, y eventualmente, a criterio del profesor, se podrán desarrollar módulos en AULA VIRTUAL. Realización de prácticas de laboratorio de carácter demostrativo por parte del profesor que ayuden al estudiante a apropiarse de los conceptos tratados. También, los estudiantes, en grupos de 4, realizarán experiencias en el laboratorio, bajo la supervisión del profesor. Cada grupo rendirá un informe de la respectiva práctica, en la forma que exija su profesor. 9. Evaluación Tres exámenes parciales, el examen final, quices (a criterio de cada profesor), controles de trabajos y tareas. Cada parcial se hará sobre un determinado material, que también incluye los temas relativos a las experiencias e informes de laboratorio realizados en el período que se desarrolló con dicho material. Los exámenes parciales y finales se efectuarán con técnicas de desarrollo y test. Los controles de trabajos y tareas serán evaluadas en los exámenes parciales a criterio de cada profesor. Los informes de laboratorio tendrán un peso no superior al 30% dentro de cada nota parcial. Evidencia de aprendizaje Primer parcial Periodo de la evaluación Temas Ponderación de evaluación Sexta semana de clases UNIDAD I. FLUIDOS Semana del 31 de agosto al 4 Y OSCILACIONES 30%

5 FORTALECIMIENTO DE LA FORMACIÓN BÁSICA UNIVERSIDAD DEL NORTE 5 Segundo parcial QUICES VIRTUALES Examen final Decima semana de clases Semana de 28 de sept. al 2 de oct. Se realizaran 6 quices en fin de semana hasta antes de la fecha de retiro El examen final se llevará a cabo en la fecha, hora y sitio determinado por la Universidad Semanas del 17 al 26 de nov. UNIDAD II. ONDAS MECANICAS 30% UNIDAD III. PRINCIPIOS DE LA TERMODINAMICA 10% 30% 10. Bibliografía TEXTO GUIA Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. Física Universitaria, Vol. 1. Edición 13. México, Addison Wesley Longman,, p, ISBN: Lobo, R.; Castro, D., Miranda, J; Mendoza; Manual de laboratorio de física calor ondas. Ediciones Uninorte. ISBN Bibliografía complementaria 1. Serway, R.; Beichner, R. Física para estudiantes de ciencias e ingeniería. Vol ª edición. México: McGraw-Hill, ISBN: Halliday, Resnick, Krane. Física. 5 a. ed. México: CECSA. 2002, 566 p, ISBN Ohanian, Hans C.; Markert, John T.; Física para Ingeniería y Ciencias. Tercera edición. Volumen 1. McGraw-Hill, ISBN:

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