Pontificia Universidad Católica del Ecuador

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1 1. DATOS INFORMATIVOS FACULTAD: Ingeniería CARRERA: Civil Asignatura/Módulo: Física II Código: Plan de estudios: Nivel: Segundo Prerrequisitos: 10241, Correquisitos: 10242, 10253, 11716, Período académico: Primer Semestre del N Créditos: DOCENTE. Nombre: Ing. Pablo H. Torres M. Grado académico o título profesional: Ingeniero Civil Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: Profesor para las materias de Física en la Facultad de Ingeniería, en las Escuelas de Civil y de Sistemas y en la materia Planeación II de IX Semestre Civil Indicación de horario de atención al estudiante: 11:00 H a 15:00 H; Cubículo No. 8 Teléfono: Ext : 1915; Cel.: DESCRIPCIÓN DEL CURSO El Curso se desarrollará en cuatro (4) horas de clase teórica y dos horas de prácticas de Laboratorio por semana (Dos Grupos), que se dictarán de acuerdo a los horarios dispuestos por la Facultad y al departamento de Física. La materia se divide en teoría y práctica. Los aspectos que se mencionan seguidamente tienen relación en los campos de teoría y práctica. Los temas que se tratarán en el curso serán los relativos a Dinámica con sus componentes: Cinética Trabajo y Energía, Cantidad de Movimiento y Choque, tanto traslacional como rotacional; Movimiento Armónica y Movimiento Ondulatorio. El estudiante basará su aprendizaje en este curso, con los conocimientos de la Física Vectorial y las Matemáticas, recibidas en niveles anteriores. 3. OBJETIVO GENERAL Inculcar en el estudiante hábitos de análisis y razonamiento, tendiendo a despertar inquietudes investigativas en base a los fenómenos naturales. Relacionar los fenómenos con los respectivos modelos matemáticos y teóricos, con los modelos experimentales y adiestrar al estudiante en comprobaciones de laboratorio y uso de equipos.

2 4. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Al finalizar el curso, el/a estudiante estará en capacidad de Nivel de desarrollo de los resultados de aprendizaje Inicial / Medio / Alto Identificar y relacionar los fenómenos físicos, con los respectivos modelos matemáticos y teóricos, así como, con los modelos experimentales Resolver problemas de la Física en situaciones observables en la Naturaleza, con los respectivos modelos. Permitir a los estudiantes: Usar, especificar y/o aplicar los conocimientos en materias relacionadas y en la vida diaria. Familiarizar al estudiante, con el uso de instrumentos de laboratorio, para la obtención de datos, con la precisión que exige la Ingeniería. MEDIO MEDIO MEDIO MEDIO

3 Teóricas Prácticas SEMANA Tutoría N de horas Valoración Pontificia Universidad Católica del Ecuador 5. RELACIÓN CONTENIDOS, ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE N HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE EVIDENCIAS CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) CLAS ES Actividades Entrega de ejercicios de aplicación realizados en casa RESULTADOS DE APRENDIZAJE Descripción CAPÍTULO 1.- CINETICA TRASLACIONAL Y ROTACIONAL 1.1 Revisión de las Leyes de Newton 1.2 Resolución de problemas de dinámica de la rotación utilizando el método de las fuerzas de inercia. 1.3 Traslación y rotación simultáneas. Problemas de rodadura. Fuerzas de fricción compatibles con la rodadura solamente. Rodadura con deslizamiento. 1,2,3 12h 6h Programa de la materia y Cronograma de actividades. (Teoría y Práctica) Consulta sobre movimientos en el plano, cinética traslacional y cinética rotacional Laboratorio 1: Instrumentación Laboratorio 2: Fuerza de rozamiento estático y 18h Presentación del tema en forma interactiva. Lluvia de ideas. Resumen matemático de la teoría. Ejercicios de aplicación Trabajo individual Prácticas de Laboratorio 1. Establecer la relación de los fenómenos físicos con los respectivos modelos matemáticos 2. Resolver problemas del capítulos con datos aplicados a la realidad y en base a los respectivos modelos matemáticos. 3. Motivar a los estudiantes para la búsqueda e investigación del tema propuesto. 4. Desarrollar habilidades y 1. Presentación de trabajo de investigación sobre el tema a tratarse. 2. Entrega de ejercicios realizados sobre la cinética. 3. Lecciones sobre el tema investigado. 4. Prueba escrita parcial sobre el capítulo. 5. Entrega de los informes de laboratorio. 6. Prueba escrita teórica y práctica sobre los capítulos tratados 2,0 1,5 5,0

4 CAPÍTULO 2.- TRABAJO Y ENERGÍA 4,5,6 8h 4h dinámico Plano horizontal Laboratorio 3: Fuerza de rozamiento estático y dinámico Plano inclinado 12h destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la investigación y el trabajo en equipo. 2.1 Conceptos de trabajo y energía en la traslación y en la rotación. Unidades de medida. Ecuaciones dimensionales. 2.2 Teorema del trabajo y la energía para la traslación y la rotación. Conservación de la energía. 2.3 Aplicaciones del método del trabajo y la energía a la resolución de problemas de dinámica en la traslación y en la rotación. 2.4 Potencia mecánica: Unidades y dimensiones. Rendimiento de los mecanismos. Consulta sobre Trabajo, energía y potencia traslacional y rotacional Laboratorio 4: Mesa de fuerzas Laboratorio 5: Fuerza centrípeta y centrífuga Presentación del tema en forma interactiva. Lluvia de ideas. Resumen matemático de la teoría. Ejercicios de aplicación Trabajo individual Prácticas de Laboratorio CAPITULO 3.- IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO 7,8,9,10 16h 8h 24h 3.1 Conceptos de impulso y cantidad de movimiento en la traslación y en la rotación. Unidades de medida. Ecuaciones dimensionales. Momento Consulta sobre Impulso y Cantidad de movimiento traslacional y rotacional Presentación del tema en forma interactiva. Lluvia de ideas. 1. Establecer la relación de los fenómenos físicos con los respectivos modelos matemáticos 2. Resolver problemas 1. Presentación de trabajo de investigación sobre el tema a tratarse. 2. Entrega de ejercicios realizados sobre la cinética.

5 cinético. 3.2 Teoremas del impulso y de la cantidad de movimiento para la traslación y la rotación. Conservación de la cantidad de movimiento. 3.3 Aplicaciones del método del impulso y la cantidad de movimiento a la resolución de problemas de dinámica en la traslación y en la rotación. 3.4 Impulso provocado por fuerzas y girógenos que varían en función del tiempo. 3.5 Sistemas de masa variable. 3.6 Choque de los cuerpos. Leyes del choque. Problemas en una y dos dimensiones. Laboratorio 6: Problemas energéticos elásticos Laboratorio 7: Aceleración de la gravedad Laboratorio 8: Mesa de Inercia Laboratorio 9: Péndulo balístico Resumen matemático de la teoría. Ejercicios de aplicación Trabajo individual Prácticas de Laboratorio del capítulos con datos aplicados a la realidad y en base a los respectivos modelos matemáticos. 3. Motivar a los estudiantes para la búsqueda e investigación del tema propuesto. 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la investigación y el trabajo en equipo. 3. Lecciones sobre el tema investigado. 4. Prueba escrita parcial sobre el capítulo. 5. Entrega de los informes de laboratorio. 6. Prueba escrita teórica y práctica sobre los capítulos tratados 2,0 1,5 5,0 CAPITULO 4.- ELASTICIDAD 11 4h 2h Consulta sobre Elasticidad 4.1 Esfuerzos y deformaciones unitarias. 4.2 Ley de Hooke. Módulos elásticos. 4.3 Comportamiento elástico de los materiales. Límite elástico. Límite de proporcionalidad. 4.4 Problemas de relación entre esfuerzos y deformaciones. Problemas de equilibrio hiperestático. Laboratorio 10: Colisión o choque elástico

6 CAPITULO 5.- VIBRACIONES 5.1 Vibraciones mecánicas. Fuerzas y girógenos recuperadores elásticos. 5.2 El oscilador armónico simple. Consideraciones dinámicas y cinemáticas. 5.3 Ecuaciones del movimiento armónico simple. 5.4 Sistemas vibrantes: Péndulo elástico, péndulo simple, péndulo compuesto, péndulo de torsión. Ecuaciones, períodos de oscilación y frecuencias. CAPITULO 6.- MOVIMIENTO ONDULATORIO 6.1 Ondas mecánicas. Propagación de las ondas. Ecuación fundamental. Longitud de onda y frecuencia. 6.2 Ondas viajeras. Ecuación de las ondas viajeras. 6.3 Superposición de ondas. Fenómenos de interferencia. 6.4 Fenómenos ondulatorios. 12,13,14 15, 16 12h 8h 6h 4h Consulta sobre Movimiento Armónico Simple, Vibraciones mecánicas y péndulos Laboratorio 11: Movimiento armónico simple Laboratorio 12: Naturaleza de las ondas Consulta sobre Movimiento ondulatorio Laboratorio 13: Ondas estacionarias en cuerdas Presentación del tema en forma interactiva. Lluvia de ideas. Resumen matemático de la teoría. Ejercicios de aplicación Trabajo individual Prácticas de Laboratorio 1. Establecer la relación de los fenómenos físicos con los respectivos modelos matemáticos 2. Resolver problemas del capítulos con datos aplicados a la realidad y en base a los respectivos modelos matemáticos. 3. Motivar a los estudiantes para la búsqueda e investigación del tema propuesto. 4. Desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de los instrumentos del laboratorio con base a la responsabilidad, la investigación y el trabajo en equipo 1. Presentación de trabajo de investigación sobre el tema a tratarse. 2. Entrega de ejercicios realizados sobre la cinética. 3. Lecciones sobre el tema investigado. 4. Prueba escrita parcial sobre el capítulo. 5. Entrega de los informes de laboratorio. 6. Prueba escrita teórica y práctica sobre los capítulos tratados 2,0 1,5 5,0 CAPITULO 7.- ONDAS SONORAS 17 4h 2h Consulta sobre Movimiento ondulatorio

7 7.1 Ondas mecánicas audibles, ultrasónicas e infrasónicas. 7.2 Ondas de presión. 7.3 Sistemas vibrantes y fuentes sonoras. 7.4 Efecto Doppler. 7.5 Acústica de locales. Laboratorio 14: Resonancia en columnas de aire

8 6. METODOLOGÍA Y RECURSOS a. METOLOGÍA DE LA TEORÍA: Se desarrollará en base a un sistema activo de aprendizaje, en el que los estudiantes presentarán los Temas en el Programa, a través de una consulta para ser tratados en clase, esto implica también el análisis y discusión de los temas particulares que se presentan. La parte estructural del Tema será dirigida por el profesor para cimentar los conocimientos, por lo que además se presentarán trabajos y pruebas que demuestren los niveles de conocimiento adquirido, previos a la aprobación del curso. DE LA PRÁCTICA: Los procesos a seguir en los laboratorios son los de verificación de los temas planteados en teoría y comprobación de los resultados en base a los modelos matemáticos para la observación a realizar, los estudiantes contaran con una guía didáctica que les permite la elaboración tanto de investigación en el laboratorio como la elaboración del informe respectivo. Cada sesión de laboratorio estará soportada por un informe en el cual constaran la investigación científica los datos, los resultados y las conclusiones respectivas del tema tratado, informe que además será soportado con la respectiva referencia a las consultas bibliograficas b. RECURSOS Instrumentos y equipo de laboratorio, textos, proyector, computador portátil, internet, pizarrón, marcadores. 7. EVALUACIÓN El semestre se divide en tres períodos que se evalúan de la siguiente manera: los dos primeros sobre quince puntos (15) y el tercero sobre veinte (20), dando un total de cincuenta puntos (50). Cada período se evalúa con las siguientes ponderaciones: la práctica de Laboratorio el 10% y la teoría al 90%. Según la siguiente tabla: TIPO DE EVALUACIÓN CRONOGRAMA CALIFICACIÓN 1. PARCIAL PARCIAL PARCIAL 20

9 FECHA Y HORA DE LOS EXÁMENES Y PRUEBAS De acuerdo a los requerimientos de la facultad, la tabla indica las ponderaciones de la evaluación de cada ítem PONDERACIONES DE LOS ITEMS A SER EVALUADOS Item Examen * Laboratorio Prueba Lecciones y Trabajos Deberes- Talleres Ponderación 60% 15% 20% 7,5% 7,5% * El examen consta de una parte teórica y de una parte práctica, con ponderación de 40% y 60% del Examen PRÁCTICA: Las calificaciones se entregan al profesor de teoría de la materia una semana antes de la fecha límite de entrega de calificaciones de cada bimestre, el mencionado profesor realiza los promedios y entrega en secretaría. TEORÍA: según calendario proporcionado por la secretaría de la Faculta de Ingeniería FORMATO DE PRESENTACIÓN DE LAS TAREAS A SER EVALUADAS Todas las tareas que se evalúan en el presente curso deberán tener el siguiente formato: PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR FACULTAD: Ingeniería PROFESOR: Ing. Pablo Torres M. ESCUELA: ESTUDIANTE: CURSO: PARALELO: ASIGNATURA: DESCRIPCIÓN: TEMA: FECHA: Los espacios de escuela, curso paralelo y asignatura se llenan de acuerdo a la carrera, curso con paralelo y asignatura donde cada estudiante curse. En estudiante va(n) el (los) nombre(s) del (os) estudiante (s) que realiza(n) la(s) tarea(s). En descripción va el nombre de la tarea (Taller, Deber, Trabajo, Lección, Prueba) seguida de dos números: uno romano que indica el período y otro decimal que informa la estadística por período de cada una de las tareas realizadas. La fecha de entrega y el tema de una tarea se colocan en los espacios correspondientes. En el caso de trabajos de investigación deberá indicarse la bibliografía correspondiente.

10 8. BIBLIOGRAFÍA a. BÁSICA Bibliografía (basarse en normas APA) SEARS, Francis W., ZEMMANSKY, Mark W., YOUNG, Hugh D. y FREEDMAN Roger A., (2004), Física Universitaria. Vol. 1., Décimo primera edición, México, Pearson Educación BEER, Ferdinandd P., JOHNSTON E. Russell Jr, (1998), Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica, Sexta edición, Johnston Mc Graw-Hill, Johnston RESNICK Robert, HALLIDAY David, KRANE Kenneteth S., (2006), Física, Vol. 1, Quinta edición en einglés o Cuarta edición en español, México, CECSA AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) 2004 SI SI SI 1 b. COMPLEMENTARIA Bibliografía (basarse en normas APA) VALERO, Michael, (1997), Física fundamental, Tomo I, Nueva edición, Bogotá, Grupo editorial NORMA SERWAY, Raymond A., (1997), Física, Tomo I, Cuarta edición, México, Mc Graw Hill HEWITT, Paul G., (2004), Física Conceptual, novena edición, México, Pearson Education AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) 1997 SI SI SI 1 c. RECOMENDADA Bibliografía (Normas APA) WILSON, Jerry D., BUFA, Janthony J. y BO Lou, (2009), Física, sexta edición PEARSON, México AÑO Disponible en Biblioteca a la fecha? N Ejemplares 2009 Sí 1

11 Prentice Hall HEWITT, Paul G., (1999), Física Conceptual, tercera edición, México, Pearson Education HECHT, Eugene, Fundamentos de Física, (2001), Segunda Edición, México, THOMSON 1999 Sí Sí 1 d. BIBLIOTECAS VIRTUALES Y SITIOS WEB RECOMENDADOS Revisado: f) Coordinación de Docencia Fecha: Aprobado: f) Decano Por el Consejo de Facultad Fecha: Fecha: