DISEÑO INSTRUCIONAL DE FISICA II

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA DE CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIAS





DISEÑO INSTRUCCIONAL
Ciclo 02- 2011

Asignatura
“FISICA II”


Código de la asignatura: FIS2-I




San Salvador, El Salvador, Centroamérica




UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADAS
ECUELA DE CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIAS


HOJA DE DATOS GENERALES




CICLO ACADÉMICO : 02-2011
Carrera : INGENIERIA INDUSTRIAL E INGENIERIA EN SISTEMAS Y COMPUTACION
Asignatura : FISICA II
N° de orden en Pensum : 14
Unidades Valorativas : 4
Ciclo en el Plan de Estudio : IV
Pre-requisito : FISICA I
Carga Académica normal simultánea : SEGÚN CARRERA
Prerrequisito para : FISCA III





I. PERSONAL ACADÉMICO RESPONSABLE

Decana de la Facultad de Informática y Ciencias Aplicadas
Lic. Lissette Cristalina Canales


Docente titular
ING. HEBER DANILO CHICAS REYES
ING. ULISES ARQUIMEDES ZELAYA PINZON
ING. HECTOR ARNOLDO BARAHONA



II. SYLLABUS DE FISICA II


Unidades Valorativas : 4 u. v.
Horas teóricas semanales : 4 HORAS
Horas prácticas semanales : 1 HORA
Duración de la hora clase presencial : 50 MINUTOS
Sección : Varias
Ciclo : 02-2011
Horario clase presencial : Varios
Aula : Varios








Descripción de la Asignatura

La asignatura de física II complementa y acrecienta los contenidos de la mecánica clásica estudiados en la física I.

Primeramente hará el análisis de movimientos periódicos, especialmente el movimiento armónico simple y el movimiento amortiguado; continuando con los conceptos básicos de la mecánica de los fluidos, considerando los fluidos tanto en reposo como en movimiento, luego se desarrollaran los tópicos de Temperatura y calor que proporcionaran al estudiante la base necesaria para brindarle a continuación las leyes de la termodinámica, que son de mucha utilidad en aplicaciones practicas; para finalizar con el estudio de las ondas mecánicas, considerando los tipos, sus características, la descripción matemática y aplicaciones.



OBJETIVOS GENERALES DE LA ASIGNATURA


Al finalizar el ciclo:
Que el estudiante logre

1. Completar los conceptos básicos de la mecánica clásica, con el estudio del
Movimiento ondulatorio y la mecánica de los fluidos.

2. Adquirir los conocimientos fundamentales de la termodinámica, los cuales le Permitirán explicar algunos fenómenos físicos que posteriormente le servirán de base en su carrera.

3. Interpretar físicamente los resultados teóricos y experimentales de la física, a través de la práctica del laboratorio.



COMPETENCIAS
CATEDRA DE FISICA


Nº Competencias
1 Capacidad para aplicar correctamente las leyes de Newton a la solución de problemas sencillos de ingeniería relacionados con el equilibrio, el movimiento y las fuerzas de contacto
2 Capacidad para aplicar correctamente las leyes de la Termodinámica a la solución de problemas sencillos de ingeniería.

3 Capacidad para aplicar correctamente las leyes de Coulomb, Ohm, Kirchhoff, Gauss y Biot-Savar y Ampere a la solución de problemas sencillos de ingeniería relacionados con la electrostática, circuitos eléctricos, campo eléctrico y magnético respectivamente

4 Capacidad para aplicar correctamente las leyes de Coulomb, Ohm, Kirchhoff, fuerzas magnéticas , algebra de Boole a la solución de problemas sencillos de ingeniería relacionados con la electrostática, circuitos eléctricos, campo eléctrico y magnético y lógica digital respectivamente
5 Capacidad para aplicar correctamente las leyes de equilibrio de los cuerpos junto con los métodos matemáticos para la solución de problemas sencillos de la estática.





COMPETENCIAS DE LA ASIGNATURA


CONOCIMIENTOS
Lo que debe saber HABILIDADES
Lo que debe hacer ACTITUDES
Su forma de actuar - VALORES
Nº Nº Nº
1 Conocer la física como logro del conocimiento humano
1 Entender el mundo y la humanidad 1 El desarrollo de los siguientes valores se hará durante todo el ciclo de estudios:
1. Compromiso agresivo
2. Innovación permanente.
3. Respeto y pensamiento positivo.
4. Liderazgo institucional.
5. Solidaridad y trascendencia cultural.
6. Integridad
8 Movimiento Periódico: causas de la oscilación 2 Explicar las causas del movimiento oscilatorio 2
8 Energía en el movimiento armónico simple. 3 Explicar las gráficas de energía cinética y potencial en el movimiento armónico simple 3
8 Péndulo simple. 4 Definir el péndulo simple. 4
9 Mecánica de fluidos: densidad y presión. 5
Definir la densidad y la presión de un fluido. 5
9 Manometría 6 Determinación de presión absoluta y manométrica.
9 Ecuación de Bernuolli 7 Explicar la ecuación de Bernoulli.
10 Temperatura y calor: temperatura y equilibrio térmico. 8 Definir el concepto de temperatura y equilibrio térmico.
11 Ley cero de la termodinámica 9 Definir la ley cero de la termodinámica.
11 Dilatación térmica. 10 Explicar el fenómeno de dilatación térmica.
11 Dilatación térmica. 11 Explicar el fenómeno de dilatación térmica.
11 Sistemas termodinámicos. 12 Definir los conceptos de sistema y proceso termodinámico
11 Energía interna y la primera ley de la termodinámica. 13 Definir la primera ley de la termodinámica.
12 Capacidad calorífica de un gas ideal. 14 Explicar las expresiones de la capacidad calorífica de un gas ideal y la razón de capacidades caloríficas.
12 Segunda ley de la termodinámica. 15 Definir la segunda ley de la termodinámica.
COMPETENCIA:
Capacidad para aplicar correctamente las leyes de la Termodinámica a la solución de problemas sencillos de ingeniería.






MISIÓN Y VISIÓN DE LA UNIVERSIDAD

MISIÓN
VISIÓN

La Universidad Tecnológica de El Salvador existe con el propósito de posibilitar acceso de servicios educativos a amplios sectores poblacionales, creando, desarrollando y difundiendo conocimientos, de alto nivel ético, académico y profesional, a fin de promover los cambios fundamentales que la sociedad necesita.
La Universidad Tecnológica de El Salvador aspira llegar a ser una universidad reconocida por su calidad educativa, su relevante investigación, su capacidad de innovación y su trascendencia cultural, accesible a amplios sectores de la población.


EJE AXIOLÓGICO DE LA ASIGNATURA


VALOR OBJETIVO FORMATIVO ACCIONES CON QUE SE TRABAJARÁ (actividades)
Respeto
Conocer el valor propio
y honrar el valor de los demás es la verdadera manera de ganar respeto.
Respeto es el reconocimiento del valor inherente y los derechos innatos de los individuos y de la sociedad. Estos deben ser reconocidos como el foco central para lograr que las personas se comprometan con un propósito más elevado en la vida Que el estudiante, actúe según la normativa de la universidad sobre el trato comportamiento y presentación dentro de las aulas. 1. Establecer en las clases , las normas mínimas de convivencia, que garanticen un ambiente agradable y de respeto.
2. Promover el uso adecuado del vocabulario.

3. Llamar a los estudiantes por su nombre, tanto por parte de docente como entre ellos.

4. Regular el uso de celulares.

5. Prohibir fumar dentro y fuera de las aulas.
6. Pedir al estudiante que se siente en los primeros pupitres y de forma ordenada.

7. Prohibir manchar los pupitres con el pretexto de realizar operaciones.
8. Prohibir uso de gorras.
9. Exigir la vestimenta adecuada para el ingreso a clases.

III. METODOLOGÍA

El proceso de enseñanza aprendizaje está fundamentado en el Modelo Alternativo de Aprendizaje – MAAPRE:


1. CLASES EXPOSITIVAS
2. MODELIZACIÓN MATEMÁTICA
3. METODO DE RESOLUCION DE PROBLEMAS
4. PRACTICAS DE LABORATORIO
5. INVESTIGACIONES



PRACTICAS DE LABORATORIO, GUIAS DE DISCUSIÓN DE PROBLEMAS Y PROYECTOS

PRACTICAS DE LABORATORIO:
1. Péndulo Simple
2. Densidad y Manometría
3. Hidrodinámica
4. Calorimetría
5. Ondas

GUIAS DE DISCUSIÓN DE PROBLEMAS:
1. Guía de discusión 1
2. Guía de discusión 2
3. Guía de discusión 3.
4. Guía de discusión 4
5. Guía de discusión 5.

PROYECTOS:

1. Encontrar la relación matemática que existe entre la temperatura y el tiempo en el enfriamiento del agua (curva de enfriamiento del agua.)
2. Determinar la relación matemática que existe entre el trabajo eléctrico en Joule y el calor en calorías. (equivalente eléctrico del calor).
3. Determinar la relación matemática que existe entre el período de oscilación de un péndulo simple y la longitud de su cuerda.
4. Determinar la relación matemática que existe entre el
5. Período de oscilación de un sistema masa resorte y masa suspendida.

ESTRUCTURA DE LA INVESTIGACION DE CATEDRA:

1. Realizar un resumen no mayor de 1000 caracteres de una investigación bibliográfica acerca de lo que actualmente se sabe del tema a investigar.
2. Elaborar la definición del problema en términos de las variables que se relacionan en el fenómeno a investigar.
3. Elaborar la hipótesis en términos de la relación matemática entre las variables.
4. Diseñar el experimento, realizar un experimento de prueba, organización de datos, realizar un experimento definitivo.
5. Análisis de resultados, aplicación de métodos estadísticos, análisis de regresión lineal, potencial o exponencial.
6. Conclusiones y recomendaciones.
7. Elaboración de un informe final.






IV. CONTENIDO GENERAL (Cronograma)

UNIDADES
PROGRAMÁTICAS CONTENIDOS OBJETIVOS Duración /Hrs
N° de Horas Fechas
INVESTIGACION PARA EXAMAN No 1: 2
UNIDAD I

MOVIMIENTO PERIODICO Causas de la oscilación.

Movimiento armónico simple Explicar las causas del movimiento oscilatorio.

Explicar las ecuaciones del movimiento armónico simple. 3.6 Semana 1
Energía en el movimiento armónico simple

Aplicaciones del Movimiento armónico simple Calcular la velocidad, aceleración, la energía y la cantidad de movimiento en el MAS.
3.6 Semana 2
El péndulo simple

El péndulo físico

Oscilaciones amortiguadas y Oscilaciones forzadas. Resonancia y caos. Explicar las ecuaciones del péndulo simple y del péndulo físico.

Explicar las ecuaciones para la oscilación amortiguada, forzada y la condición de resonancia. 3.6 Semana 3
UNIDAD II

MECÁNICA DE LOS FLUIDOS
Densidad y Presión

Presión en un fluido. Presión absoluta, manométricas y Manometría Definir la densidad y la presión en un fluido.
3.6 Semana 4
Examen nº 1 1.8 o 1.2 Semana 5
INVESTIGACION PARA EXAMEN Nº 2: 2
UNIDAD II

MECÁNICA DE LOS FLUIDOS Principio de Pascal

Flotación
Explicar la ley de Pascal.

Determinar la presión absoluta y manométrica

Explicar los tipos de medidores de presión más comunes.

Definir el fenómeno de flotación. 1.8 o 1.2 Semana 5
UNIDAD II

MECÁNICA DE LOS FLUIDOS Flujo ideal

Ecuación de continuidad. Ejemplificar el principio de Arquímedes. 3.6 Semana 6
Ecuación de continuidad.

Ecuación de Bernoulli.

Aplicaciones diversas Explicar la ecuación de Berrnoulli. 3.6 Semana 7

UNIDAD III

TEMPERATURA Y CALOR

Temperatura y equilibrio térmico

Ley Cero de la Termodinámica
Definir el concepto de temperatura y equilibrio térmico.

Definir la ley cero de la termodinámica. 3.6 Semana 8
Termómetros y escalas de temperatura
Termómetros de gas y Escala Kelvin Explicar el funcionamiento de algunos tipos de termómetros.
16. Identificar las expresiones matemáticas para la conversión de temperaturas de una escala a otra.
1.8 o 1.2 Semana 9
Examen 2 1.8 o 1.2 Semana 9
INVESTIGACION PARA EXAMEN Nº 3: 2
UNIDAD III

TEMPERATURA Y CALOR
Dilatación térmica

Cantidad de calor Explicar el fenómeno de dilatación térmica.

Definir el concepto de calor. 3.6 Semana 10
Calorimetría y cambios de fases

Mecanismos de Transferencia de calor Definir el concepto de calor 3.6 Semana 11

UNIDAD IV

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA Ecuaciones de Estado

Sistemas termodinámicos

Trabajo realizado al cambiar el volumen
Explicar correctamente la expresión matemática para el trabajo efectuado en un cambio de volumen.
1.8 o 1.2 Semana 12
Examen 3 1.8 o 1.2 Semana 12
INVESTIGACION PARA EXAMEN Nº 4: 2

UNIDAD IV

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA Camino entre los estados termodinámicos
Energía interna y la primera ley de la termodinámica
Definir la primera ley de la termodinámica.
3.6 Semana 13
Clases de procesos termodinámicos

Energía interna de un gas ideal Definir los conceptos de calorimetría y cambios de fase.

Definir las ecuaciones de estado.

Definir los conceptos de sistema y proceso termodinámico. 3.6 Semana 14
Capacidad calorífica de un gas ideal

Proceso adiabático de un gas ideal
Definir cuatro clases de procesos termodinámicos.
3.6 Semana 15

UNIDAD V

ENTROPÍA Y LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA Maquinas de calor

Motores de combustión interna

Refrigeradores
Describir el diagrama esquemático de flujo de energía para una máquina de calor.

Ejemplificar máquinas de calor de uso tecnológico. 3.6 Semana 16
Segunda Ley de la Termodinámica

El ciclo de Carnot

La escala de temperatura Kelvin
Entropía y desorden Definir la segunda ley de la termodinámica.

Explicar el ciclo de Carnot.

Ejemplificar máquinas de calor de uso tecnológico. 1.8 o 1.2 Semana 17
Examen 4 1.8 o 1.2 Semana 17
INVESTIGACION PARA EXAMEN Nº 5: 2

UNIDAD VI

ONDAS MECÁNICAS Ondas mecánicas. Tipos de ondas

Ondas periódicas

Descripción matemática de una onda

Velocidad de onda

Energía en el movimiento ondulatorio

Principio de superposición. Definir las ondas mecánicas.

Describir algunos tipos de onda.

Explicar la ecuación matemática que describe una onda senoidal.

Velocidad y aceleración en una onda senoidal.

Explicar la ecuación de energía y potencia media senoidal en una cuerda. 3.6 Semana 18
Examen 5 1.8 o 1.2 Semana 19
Total de horas
80 en todo el ciclo 80 19








V. SISTEMA DE EVALUACION

La evaluación del curso se desarrollará de la manera siguiente:
Evaluaciones Sumativas:

Cuadro de evaluaciones
La evaluación del curso se describe de la manera siguiente:
Se realizarán cinco evaluaciones parciales, basadas en los objetivos propuestos en la correspondiente discusión de problemas, con una ponderación de cada una de 60 %.
El trabajo en el aula , fuera de ella y proyectos , realizado por los estudiantes será ponderado con el 20 %
Las prácticas de laboratorio que se realicen con anterioridad a cada evaluación parcial serán ponderadas con el 20 %.

EVALUACIÓN ACTIVIDAD FECHAS PONDERACIÓN
Primera Investigación
Trabajo grupal, discusión de problemas Nº1
Práctica de laboratorio 1: Péndulo Simple
Examen Parcial 1 DEL 22 AL 28 DE AGOSTO 10%
10%
20%
60%
Segunda Investigación
Trabajo grupal, discusión de problemas Nº2
Práctica de laboratorio 2: Densidad y Manometría
Examen Parcial DEL 17 AL 23 DE SEPTIEMBRE
10%
10%
20%
60%
Tercera



Investigación
Trabajo grupal, discusión de problemas Nº3

Práctica de laboratorio 3: Hidrodinámica
Examen Parcial 3 DEL 16 AL 22 DE OCTUBRE
10%
10%
20%
60%
Cuarta Investigación
Trabajo grupal, discusión de problemas Nº4

Práctica de laboratorio 4: Calorimetría
Examen Parcial 4
DEL 15 AL 21 DE NOVIEMBRE 10%
10%
20%
60%
Quinta Investigación
Trabajo grupal, discusión de problemas Nº5

Práctica de laboratorio 5: Ondas
Examen Parcial 5 DEL 11 AL 17 DE DICIEMBRE 10%
10%
20%
60%
NOTA DE CICLO 100%

Evaluaciones Formativas

Preguntas dirigidas
Preguntas grupales
Resolución de problemas en la pizarra
Resolución de ejercicios para verificar el aprendizaje sin asignación de una nota


VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS



TITULO FÍSICA UNIVERSITARIA, tomo I y II
AUTOR SEARS-SEMANZKY-YOUNG-FREEDMAN
EDICION DECIMASEGUNDA
EDITORIAL PEARSON , EDUCACION
AÑO 2009
TIPO Texto


TITULO FÍSICA, tomo I y II
AUTOR RAYMOND A. SERWAY
EDICION QUINTA
EDITORIAL PEARSON , EDUCACION
AÑO 2002
TIPO CONSULTA

TITULO FÍSICA, volumen I
AUTOR RESNICK-HALLIDAY-KRANE
EDICION QUINTA
EDITORIAL PEARSON , EDUCACION
AÑO 2002
TIPO CONSULTA
































INDICACIONES PARA INVESTIGACIONES

La estructura del trabajo será la siguiente:
1. PORTADA , Que incluya:
i) Universidad. Escuela, Departamento o Área
ii) Asignatura.
iii) Sección.
iv) Docente.
v) Título del trabajo
vi) Nombre y firma de los estudiantes.
vii) Fecha de presentación.
2. ÍNDICE.
3. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS.
4. INTRODUCCION.
5. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL.
6. DESARROLLO DEL TEMA (RESULTADOS).
7. CONCLUSIONES.
8. BIBLIOGRAFÍA.

EL TRABAJO DEBERA:
1. DESARROLLARSE EN GRUPOS DE 5 ESTUDIANTES.
2. PRESENTARSE UNA CLASE ANTES DEL DIA DEL PARCIAL., EN HOJAS DE PAPEL BOND TAMAÑO CARTA.
3. ELABORARSE A MANO EN TINTA AZUL O NEGRA.