UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

PROGRAMA DE ASIGNATURA

1. IDENTIFICACIÓN.

CONTENIDO PROGRAMATICO PARA PROGRAMAS DE PREGRADO, POSGRADO Y

TECNOLÓGICOS

Fecha Emisión:10/04/2023

DGC-R

Revisión No.0

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a. Unidad académica Facultad de Ciencias BásicasDEPARTAMENTO DE FISICA

b. Códigos y Nombres de la Asignatura.1002024 FÍSICA CALOR Y ONDAS101102 Laboratorio Física de Calor y

Ondas

c. ProgramaIngeniería Civil, Ingeniería Industrial, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Multimedia.

d. Prerrequisito(s) Física Mecánicae. Área Básica Científicaf. Tipo de asignatura Teórica - Práctica.g. Nivel 2h. Modalidad Presencial.i. Horas presenciales por semana. 5j. Horas de trabajo independiente por semana. 10k. Créditos académicos. 4l. Fecha de actualización Junio 08 de 2011

2. JUSTIFICACIÓN

Una gran cantidad de asignaturas del área profesional en ingeniería, desarrollan aplicaciones de las leyes, principios y conceptos físicos. Por esto se hace necesario que el estudiante en su formación básica trabaje en la construcción de estos conceptos, aplique principios y manipule las leyes de la física que rigen la mecánica de cuerpos rígidos, el comportamiento de los fluidos, las propiedades térmicas y ondulatorias de la materia.

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3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general.

Identificar e interpretar las leyes, principios y conceptos básicos del comportamiento de los cuerpos rígidos, las propiedades de los fluidos, las propiedades térmicas, las propiedades ondulatorias, desarrollando habilidad y destreza en la aplicación de estas leyes como inicio a la formación científica – básica del estudiante que le permita sistematizar el trabajo en la solución de problemas tecnológicos.

3.2. Objetivos específicos.

Comprender los conceptos relacionados con el movimiento de cuerpos rígidos tales como: cinemática rotacional, energía rotacional, momentos de inercia, de torsión, angular y sus correspondientes leyes de conservación.

Comprender y caracterizar el comportamiento de los fluidos en equilibrio y aplicar los principios de Pascal y Arquímedes a solución de problemas teóricos y prácticos, así como interpretar las leyes de conservación de fluidos ideales en movimiento.

Comprender y aplicar las leyes de la termodinámica a diversos procesos y su relación con conceptos como energía, entropía y el funcionamiento de máquinas térmicas.

Analizar y comprender el comportamiento de osciladores mecánicos ideales, amortiguados y forzados, y sus aplicaciones en la vida cotidiana.

Conocer y comprender las características de los diversos movimientos ondulatorios y sus fenómenos como reflexión, refracción, interferencia y difracción, así como la propagación de momento y energía.

4. COMPETENCIAS A DESARROLLAR

4.1. Generales:

Capacidad de aprender desarrollando los procesos de análisis, síntesis y razonamiento crítico. Capacidad de tomar decisiones cuando trabaja en grupo o autónomamente para desarrollar

capacidades administrativas Capacidad de diseñar proyectos en los cuales tenga en cuenta la organización, planificación y

compromiso ético.

4.2. Especificas

Estas son las correspondientes al área e incluyen los conocimientos y destrezas que deben manejar los estudiantes

4.2.1. Laborales:

No aplica: Es una asignatura básica formativa.

4.2.2. Cognitivas:

El estudiante debe poseer un nivel adecuado de conocimientos sobre:

Los fenómenos y leyes físicas fundamentales.

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Los conceptos y técnicas matemáticas aplicados en la física Las teorías básicas y los métodos experimentales de la disciplina. La metodología científica Las interrelaciones de la física con las demás ciencias naturales, especialmente las ramas de

la física aplicada, la química, la geología y la biología. Las interrelaciones ciencia-técnica-sociedad

4.2.3. Comunicativas:

Explicar en forma verbal o escrita el significado físico de conceptos, leyes y principios de la Mecánica.

Interpretar información y literatura científica Producir informes, ensayos o resúmenes sobre tópicos relacionados con la disciplina. Capacidad para explicar y dar indicaciones a personas expertas y no expertas. Capacidad para comunicarse e interactuar con especialistas de otras disciplinas.

4.2.4. Investigativas:

Identificar problemas físicos en contexto Formular y resolver problemas Crear modelos de comportamientos físicos a partir de análisis de situaciones específicas. Familiarizase con la aplicación de los métodos experimentales de las ciencias

5. CONTENIDO

5.1. Unidad modular 1 Movimiento de cuerpos rígidos.

Variables angulares: posición, velocidad y aceleración. Cinemática rotacional. Relación entre variables lineales y angulares. Relación entre energía cinética de rotación y momento de Inercia. Cálculo de momento de inercia utilizando el teorema de los ejes paralelos. Momento de torsión. Conceptos de trabajo, potencia, energía y ley de conservación en el movimiento de rotación. Cantidad de movimiento angular e interpretación de su ley de conservación. Movimiento de giróscopos y trompos. Condiciones de equilibrio para un cuerpo rígido. Las propiedades elásticas de los sólidos (módulos de elasticidad).

Prácticas de laboratorio (ver aulas virtuales). Movimiento circular, Momento de Inercia, Rodadura.

5.2. Unidad modular 2: Fluidos.

Definición de densidad, densidad relativa, peso específico y presión. Fluidos en equilibrio: variación de la presión dentro de un fluido. Principio de Pascal, Principio de Arquímedes, Aplicaciones (Manométrica). Dinámica de fluidos: características de un fluido ideal. Ecuaciones de continuidad, de Bernoulli, viscosidad y la tensión superficial.

Prácticas de laboratorio (ver aulas virtuales). Densidad de sólidos y líquidos, Viscosidad.

5.3. Unidad modular 3. Termodinámica.

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Conceptos de calor, temperatura, equilibrio térmico. Ley cero y definición de escalas termométricas. Dilatación y esfuerzos térmicos. Gases ideales modelo cinético. Concepto de trabajo termodinámico y definición de los diferentes procesos. La primera ley de termodinámica. Los procesos de transferencia de calor: Calorimetría, cambios de estado. Formas de transferencia de calor. Modelo de comportamiento de gases reales (ecuaciones de Van der Waals).

La segunda ley de la termodinámica: máquinas térmicas, eficiencia, ciclo de Carnot, entropía.

Prácticas de laboratorio (ver aulas virtuales). Dilatación lineal, Calor especifico.

5.4. Unidad modular 4. Osciladores armónicos.

Movimientos: armónico simple, armónico amortiguado, armónico forzado y resonancia. Análisis de aplicaciones del movimiento oscilatorio. Descripción y análisis matemático del movimiento oscilatorio. Sistema masa resorte. Péndulo simple. Péndulo físico. Energía en los osciladores mecánicos. Analogías entre osciladores mecánicos y electromagnéticos (circuitos RC, LC Y RLC serie).

Prácticas de laboratorio (ver aulas virtuales). Movimiento armónico simple, Péndulo simple, Resonancia.

5.5. Unidad modular 5: Ondas.

Definición de Onda, clasificación de las ondas. Descripción y análisis matemático del movimiento ondulatorio. Propiedades de las ondas: velocidad de fase, número de onda, longitud de onda, etc. Estudio de energía, potencia e intensidad en el movimiento ondulatorio. Las ondas sonoras: propagación, intensidad, efecto Doppler, Ondas de choque. Estudio de fenómenos relacionados con el movimiento ondulatorio: reflexión, refracción, interferencia, difracción y polarización, Descripción de la naturaleza y propagación de la luz. Generalidades de óptica geométrica y sus aplicaciones (instrumentos ópticos).

Prácticas de laboratorio (ver aulas virtuales). Ondas estacionarias, Velocidad del sonido,

6. METODOLOGÍA.

Clases magistrales: El curso se desarrollará esencialmente mediante exposiciones magistrales por parte del profesor partiendo del conocimiento, habilidades, valores y preconceptos que tienen nuestros estudiantes para luego hacer énfasis en el establecimientos de relaciones entre éstos y los nuevos que adquieran, de tal modo que su aprendizaje se haga más complejo (amplio), más holístico, más integral.

Quices y Talleres: Los talleres sobre los temas presentados serán desarrollados por los estudiantes bajo la supervisión del profesor. En las horas de trabajo individual, los estudiantes desarrollarán las guías de estudio. Los quices se realizarán sobre los temas vistos.

Laboratorios: Se hará la explicación sobre fenómenos físicos inherentes a cada práctica y sobre el manejo de equipamiento para la comprobación experimental como trabajo de laboratorio.

6. EVALUACIÓN.

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Se debe reportar a la División de Admisiones, registro y Control Académico tres notas parciales a lo largo del curso: La primera y segunda notas parciales, cada una con un porcentaje del 30 % y la tercera nota parcial corresponde al examen con un porcentaje del 40 %. La nota de la asignatura corresponde a 70% en la parte teórica y 30% en el laboratorio en cada una de las tres evaluaciones que se reportan.

Para cada una de las notas parciales teóricas (70%), el 50 % corresponde a la evaluación escrita y el 20 % restante a quices. El 30% del laboratorio se distribuye en informes, quices y evaluación.

Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%)

Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor %

Quices, talleres 3 30 3 30 3 20Parcial 1 40 1 40 1 50

Laboratorios 5 30 5 30 5 30100 100 100

7. FUENTES DE INFORMACIÓN

SERWAY- JEWETT. Física para ciencias e ingeniería. Séptima edición, Vol 1. Cengage learning. Mexixo 2009.

SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 1. Décimo segunda Edición.Editorial Addison Wesley Longman. México 2009.

OHANIAN HANS C. MARKET JOHN. Física para ciencias e ingeniería. Vol1. Mc Graw Hill. China 2009.

SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 1. Undécima Edición.Editorial Addison Wesley longman. México 2004.

TIPLER PAUL A.Physics for scientists and engineers fourth edition. Wit freeman and company / worth publishers. New York 1999.

FEYNMAN, LEIGHTON R, SANDS M. Física. Lecturas. Vol. 1. Editorial Addison Wesley Iberoamericana. México 1998.

LEA S.M. BURKE J.R. Naturaleza de las cosas. Vol. 1. International thomson editores, S.A. de C.V. Mexíco 1999.

SERWAY Raymond A. Física. Tomo I. 4 edición. Editorial Mc - Graw Hill. México 1996.

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/rodar/mov_rodar.htm

http://www.df.uba.ar/~paz/cinematicadelrigido.pdf

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/teoria/teoria.htm

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http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/solido/teoria/teoria.htm

http://www.elprisma.com/apuntes/curso.asp?id=5420

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/introduccion/Introduccion.htm

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/dinamica/bernoulli/bernouilli.htm

http://www.ib.edu.ar/bib2007/Gobbi.pdf

http://www.jfinternational.com/mf/termodinamica.html

https://www.u-cursos.cl/medicina/2007/0/MFCMED11/1/material_docente/objeto/121497

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales

http://es.wikipedia.org/wiki/Oscilador_arm%C3%B3nico

http://www.gfc.edu.co/estudiantes/anuario/2003/sistemas/victor/ondas/Ondas/node2.html

http://www.angelfire.com/empire/seigfrid/Movimientoondulatorio.html

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/MovOndulatorio.html

Fecha Cambios en el programa de la asignatura8 – 07- 2011 1. Ninguno

Elaborado por: Físico Pedro Julio Reyes Torres

Revisado por: Físico Jairo Bautista Mesa Aprobado por:

Comité AcadémicoDepartamento de Física.

Firma Firma

Cargo: Coordinador de Área Cargo: Director Departamento de Física.

Acta No. 03-1-1109 – 06-11

Fecha: 01 – 12 -10. Fecha: 30 – 05-11 Fecha: 09 – 06-11

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