Ondas Y Calor.docx

Redes y Comunicaciones de Datos

SÍLABO DEL CURSO Ondas y Calor Información General Plan Curricular Créditos

C20 2015-II 4

Código

PG1014

Semestre Académico

Horas por Sesión N° de sesiones

3 teóricas y 4 prácticas 17 sesiones de Aula y 8 sesiones de Laboratorio

17 semanas

Profesor Lic. Carlos Enrique Soca Flores

Ofic. 102

Horario de Atención Martes 15:00 – 17:00 horas

Correo electrónico [email protected]

Descripción del Curso Sumilla En la industria en general, el control de los procesos, el funcionamiento de las máquinas, su mantenimiento, etc., siempre están regidas por algún tipo de manifestación Física. Debido a eso, es importante para el estudiante desarrollar el conocimiento de los fenómenos físicos, las leyes que los rigen, su manifestación y la forma de detectarlos. El presente curso permitirá al estudiante comprender e identificar los fenómenos físicos con el fin de que puedan controlar sus efectos sobre algún proceso técnico.

Capacidades Terminales Diferenciar y evaluar el efecto de la transferencia del calor sobre los materiales empleados en procesos técnicos. Analizar y evaluar las aplicaciones de las leyes y principios termodinámicas en los procesos técnicos. Identificar las aplicaciones del Movimiento Armónico Simple (M.A.S.) en procesos industriales y de la producción Evaluar el comportamiento de las ondas sonoras y analizar el efecto Doppler y su aplicación en situaciones reales. Diferenciar los principios y aplicaciones que se derivan de la reflexión y refracción de la luz. Diferenciar los principios y aplicaciones de Presión, Presión atmosférica, hidrostática, Principio de Pascal y Prensa hidráulica. Semana 1

Elementos de la capacidad Terminal Determinar la correcta dimensión de una ecuación.

Unidad de Formación Ecuaciones dimensionales. Sistema de unidades.

Contenidos

Aplicar escalas de temperatura así como la relación entre ellas y calcular la dilatación lineal, superficial y

Calor.

Termómetros, principios, escalas y equivalencias. Dilatación lineal, superficial y volumétrica. 1

Actividades

Ecuaciones Realiza ejercicios dimensionales. aplicativos. Sistema de unidades. Calcula en diversas escalas termométricas, resuelve problemas e identifica las diferentes escalas,

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Elementos de la capacidad Terminal volumétrica de los cuerpos. Familiarizar con componentes y Software a utilizar. Analizar la cantidad de calor que absorbe un cuerpo.

Unidad de Formación

Diferenciar los efectos de calor sensible y calor latente así como calcular las magnitudes de estos en procesos de transferencia de calor. Identificar las formas de transferencia de calor, así como calcula el calor para la conducción, convección y radiación. Determinar el calor específico de un cuerpo sólido (metal) por el método de las mezclas. Obtener la temperatura de un cuerpo incandescente cuyo calor específico es conocido usando el calorímetro. Evaluar el aprendizaje. Aplicar los conceptos termodinámicos que rigen el comportamiento de los fenómenos que involucran transferencia de calor. Analizar las características físicas de un proceso isotérmico obteniendo el trabajo

Calor.

Contenidos

Actividades

Esfuerzos térmicos. Laboratorio 1: Análisis Gráfico. Cantidad de calor.

en ejercicios de aplicación. Análisis e Calcula la cantidad interpretación de los de calor, plantea e resultados de las identifica experiencias. características del Manejo y uso de calor sensible del sensores en Física. latente, en ejercicios Cantidad de calor. de aplicación, a Calor específico. través de la DATA Temperatura. VIRTUAL. Calor. Nombra los cambios Cambio de fase. de fases así como Calor latente de gráfica las fases fusión y vaporización. identificando sus Calor sensible. estados mas importantes. Representación gráfica.

Calor.

Transferencia de calor por Conducción. Transferencia de calor por Convección. Transferencia de calor por Radiación. Laboratorio 2: Calor Calor específico. específico de sólidos Calorímetro. y determinación de la Método de las temperatura de un mezclas. cuerpo Equivalente en agua. incandescente.

Realiza problemas de cálculo de transferencia de calor por conducción, convección y radiación.

Práctica Calificada N° 1. La Termodinámica.

Resuelve primera práctica calificada. Plantea situaciones donde se aplica la primera ley de la termodinámica, calcula la variación de la energía interna en un sistema termodinámico. Calcula el trabajo y el calor suministrado a este proceso termodinámico utilizando equipos de

Laboratorio 3: Termodinámica. Ley de Boyle.

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Conceptos tratados en la semana 1,2 y 3. Sistema termodinámico. Primera Ley de la termodinámica. Trabajo realizado al cambiar el volumen. Variación de la energía interna. Ley de Boyle. Proceso isotérmico. Trabajo.

Soluciona cuestiones aplicando los conceptos de calor específico, mezclas y equilibrio térmico.

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Elementos de la Unidad de capacidad Terminal Formación realizado sobre el gas. La Termodinámica. Calcular las propiedades termodinámicas en los diferentes procesos termodinámicos.

Contenidos

Procesos termodinámicos. Gases ideales. Procesos adiabático, isocoro, isobárico e isotérmico.

Calcula el trabajo o el calor suministrado a este proceso termodinámico (isobárico, isócoro, adiabático) utilizando el equipo PASCO.

La Termodinámica. Aplicar la termodinámica para calcular parámetros en los ciclos térmicos Otto y Diesel.

Leyes de la Termodinámica. Ciclo de Otto. Ciclo Diesel

Identifica los procesos termodinámicas que conforman los ciclos Otto y Diesel, calculando su parámetro termodinámico. Utiliza equipos y sensores en la captura de datos para el análisis y síntesis de la experiencia

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laboratorio.

Laboratorio 4: Características del Movimiento Armónico M.A.S. Medición de los Simple (M.A.S.). parámetros característicos. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias. Práctica Calificada Conceptos tratados Evaluar el aprendizaje. N°2. en la semana 5,6 y 7. Identificar los Movimiento - Oscilación. conceptos de un Oscilatorio. Movimiento Armónico movimiento Armónico Simple. Simple (M.A.S.). Ecuaciones de movimiento armónico. Desplazamiento, velocidad y aceleración en un M.A.S. Laboratorio 5: Identificar las Medición de características frecuencia, longitud Ondas en una principales de un de onda, densidad cuerda. movimiento lineal, velocidad de Experiencia de ondulatorio. propagación. Melde. Determinar Movimiento armónico Análisis e experimentalmente la forzado. interpretación de los relación entre la resultados de las tensión en la cuerda experiencias. y el número de segmentos de la onda estacionaria. Evaluar los Movimiento Aplicaciones del conceptos que rigen Oscilatorio. M.A.S. Analizar los movimientos oscilatorios.

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Actividades

Resuelve segunda práctica calificada. Nombra las ecuaciones del MAS identificando los elementos más importantes, en ejercicios de aplicación.

Realiza cálculos de medición de frecuencia, velocidad de propagación con la información recogida.

Plantea situaciones donde se aplica las

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Elementos de la Unidad de capacidad Terminal Formación el comportamiento de la energía almacenada en un M.A.S. Analizar los efectos reales del movimiento amortiguado y forzado. Indicar los fundamentos que rigen el movimiento ondulatorio.

Ondas.

Laboratorio 6: Determinar experimentalmente la Velocidad del sonido velocidad del sonido en el aire. en el aire.

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Evaluar el aprendizaje.

Práctica Calificada N°3.

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Analizar el comportamiento de la interferencia de ondas. Identificar los modos de interferencia en una cuerda. Analizar experimentalmente los procesos ópticos, identificando sus características.

Ondas.

Evaluar el comportamiento de las ondas sonoras.

Ondas.

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Laboratorio 7: Óptica. Naturaleza, Ley de la distancia, reflexión de la luz.

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Contenidos

Actividades

Péndulo simple. Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Resonancia mecánica.

propiedades del MAS, calcula periodos, frecuencias de un péndulo simple, así como la situación de las oscilaciones amortiguadas y forzadas en ejercicios de aplicación. Realiza cálculos de ondas mecánicas, desarrollando en ondas transversales y longitudinales, en ejercicios de aplicación.

Tipos de ondas mecánicas. Ondas periódicas. Descripción matemática de una onda. Velocidad y aceleración de partículas en una onda. Velocidad de una onda transversal y longitudinal. Sonido. Velocidad del sonido. Modos de vibración. Resonancia. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias. Conceptos tratados en la semana 9, 10 y 11. Interferencia de ondas. Ondas estacionarias.

Intensidad luminosa. Ley de la inversa al cuadrado de la distancia para la intensidad luminosa. Reflexión. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias. Ondas sonoras. Rapidez de las ondas sonoras.

Calcula la velocidad del sonido en un medio como el aire utilizando el equipo de laboratorio.

Resuelve tercera práctica calificada. Plantea situaciones donde se identifique ondas estacionarias.

Analiza experimentalmente los procesos ópticos, identificando sus características.

Plantea situaciones donde se observe el efecto Doppler en

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Elementos de la capacidad Terminal Estudiar la intensidad sonora. Analizar el efecto Doppler y su aplicación en situaciones reales. Analizar las leyes de la reflexión y refracción de la luz y aplicarla en la solución de problemas. Analizar las imágenes formadas en un espejo plano. Comprender las leyes de la reflexión y refracción. Determinar experimentalmente la distancia focal de diversas lentes. Aplicar los principios que rigen el comportamiento de los espejos y lentes. Evaluar el aprendizaje.

Unidad de Formación

Identificar y comprender el concepto físico de la presión.

Mecánica de fluidos.

Analizar e Identificar los principios de la prensa hidráulica.

Mecánica de fluidos.

Principio de Pascal. Prensa hidráulica.

Realiza ejercicios aplicativos a casos reales de su especialidad.

Evaluar el aprendizaje.

EVALUACIÓN FINAL.

Conceptos tratados en curso de la semana 1 a la 17.

Resuelve examen final.

Óptica.

Laboratorio 8: Óptica. Reflexión, refracción de la luz, lentes y espejos.

Óptica.

Práctica Calificada N° 4

Contenidos

Actividades

Intensidad del sonido. Efecto Doppler.

ejercicios de aplicación.

Óptica. Reflexión. Leyes de la reflexión Refracción. Leyes de la refracción. Leyes de la reflexión y refracción. Reflexión interna total. Lentes delgadas y espejos curvos. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias. Óptica geométrica. Espejos Lentes.

Calcula la refracción de la luz utilizando el equipo PASCO.

Utiliza las leyes de la óptica geométrica para comprender las leyes de la reflexión y refracción en lentes y espejos.

Plantea situaciones donde se observe en ejercicios de aplicación. Resuelve cuarta práctica calificada.

Conceptos tratados en la semana 13, 14 y 15. Presión. Definición. Realiza ejercicios Presión atmosférica e aplicativos a casos hidrostática. reales.

Resultados Aplican sus conocimientos de matemáticas, ciencias y tecnología para identificar y solucionar problemas. Realizan pruebas a los sistemas del equipo pesado, analizan e interpretan los resultados para implementar mejoras. Producen diseños para sistemas del equipo pesado, así como de sistemas de gestión de mantenimiento y los implementan optimizando los recursos disponibles. Trabajan eficazmente en equipo 5

Redes y Comunicaciones de Datos Metodología Además de las clases teóricas tienen demostraciones prácticas de laboratorio hechas por el profesor en el aula de clase. La unidad didáctica (curso) debe complementarse ejercitando al alumno en la resolución de problemas. La metodología utilizada parte de una programación planificada para la asignatura, definida tanto en los objetivos a alcanzar como en los contenidos a aprender y aplicar. Las sesiones asocian lo conocido con los nuevos contenidos a tratar. Una vez establecidos los conocimientos previos; se presentan los contenidos nuevos de manera ordenada y reducidos didácticamente; alternando las explicaciones y presentación de los contenidos con las actividades aplicativas de los estudiantes. Los estudiantes participan en actividades aplicativas y trabajan en grupo que permite superar el grado de abstracción que puede presentar el aprendizaje de contenidos teóricos. Las actividades de evaluación son permanentes, pero con una actividad concreta de control del éxito o evaluación, que sucede en los periodos finales de clase, para ofrecer un feedback del control del éxito en el aprendizaje del estudiante así como del éxito de las preparaciones y conducción adecuada del profesor.

Sistema de Evaluación: x

Nota Final = 0.30 Pa + 0.60 Pb + 0.10 Ex Dónde:

E = Examen Pa = Pruebas de Aula, Pb = Pruebas de Laboratorio, Pt = Pruebas de Taller

Bibliografía Raymond A. Serway and John W. Jewett, Jr. (2010) PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS WITH MODERN PHYSICS, Brooks/Cole Cengage Learning eighth edition ISBN-13: 978-1-4390-4844-3. Raymond A. Serway and John W. Jewett, Jr. (2006) PRINCIPLES OF PHYSICS, Brooks/Cole Thomson Learning fourth edition ISBN 0-534-49143-X. Hugh d. Young and Roger a. Freedman (2008) UNIVERSITY PHYSICS, Pearson Addison-Wesley 12th edition ISBN-13: 978-0-321-50121-9. Paul A. Tipler y Gene Mosca (2010) FISICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA E. Reverté 6th edition ISBN 978-84-291-4428-4. (530/T58/v.2B) Halliday & Resnick, Jearl Walker (2011) FUNDAMENTALS OF PHYSICS, John Wiley & Sons, Inc 9th edition ISBN: 978-0-470-46911-8. Randall D. Knight (2008) PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS, Second Edition Pearson Addison-Wesley, ISBN: 978-0-8053-2736-6.

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