Física 1. Datos generales de la asignatura 2. Fundamentación de la asignatura 3. Objetivos 3.1 Objetivos Conceptuales

Transcripción

1 Física 1. Datos generales de la asignatura 1.1 Unidad Académica: Facultad de Ciencias Agrarias 1.2 Carrera: Ingeniería Agronómica 1.3 Asignatura: Física. 1.4 Docente responsable: Lic. Ramounat, María Elena 1.5 Cargo y situación: Jefe de Trabajos Prácticos a cargo 1.6 Área: Ciencias Básicas. 1.7 Carácter: Obligatoria 1.8 Régimen de dictado: Cuatrimestral 1.9 Carga horaria Semanal: 7 horas Total: 105 horas 1.10 Ubicación en el plan de estudio: Primer Año, 2º Cuatrimestre 2. Fundamentación de la asignatura Se enseña Física a los futuros egresados de la carrera porque son innumerables los procesos mecánicos y biológicos que se explican a partir de la utilización de un concepto físico: Fisiología vegetal, Bioquímica, Climatología, Máquinas agrarias, Edafología, Manejo del agua, son algunas de las disciplinas de la carrera que muy a menudo recurren a la Física para explicar diversos fenómenos. Las leyes físicas gobiernan el comportamiento de moléculas, átomos y núcleos atómicos que constituyen la base de toda la química y la bioquímica. La fisiología ofrece muchos ejemplos de principios y procesos físicos: la difusión dentro de las células, la regulación de la temperatura corporal, el movimiento de fluidos en el sistema circulatorio y las señales eléctricas en las fibras nerviosas son unos pocos de ellos. Pero no es sencilla la determinación de: qué enseñar, cómo enseñar, cuando enseñar, lo que el alumno necesita. Sobre todo cuando se tiene en cuenta la enorme heterogeneidad de la formación científica de los alumnos inscriptos. De ahí que se haya elaborado un programa que contiene una secuencia de temas considerados indispensables para el posterior desarrollo, en diversas disciplinas, de conceptos físicos más directamente vinculados con la carrera. 3. Objetivos 3.1 Objetivos Conceptuales: Diferenciar los distintos conceptos implicados en la asignatura. Conocer las características de los fenómenos físicos. Reconocer los métodos de la ciencia y las leyes que gobiernan la física. Diferenciar los distintos fenómenos físicos y las teorías sobre las que se apoyan. Reconocer las propiedades de los fluidos. Reconocer la existencia de fuerzas y presiones en el interior de los líquidos y determinar el valor de estas magnitudes. Enunciar el principio de Pascal e interpretar sus aplicaciones prácticas.

2 Interpretación de teoremas y leyes de la física. Saber los efectos fisiológicos de las presiones extremas y sus causas. Comprender y analizar de las distintas propiedades de los fenómenos físicos con énfasis en el área agronómica. Desarrollar y aplicar estrategias para el análisis de los principios de la termodinámica. 3.2 Objetivos procedimentales: Cálculo de la presión. Descripción de las propiedades de los fluidos. Determinación de la densidad. Cálculo de las fuerzas y de las presiones en el interior de los líquidos. Aplicación del principio de Pascal a la resolución de ejercicios y problemas. Enunciado y formulación del principio de Arquímedes. Aplicaciones prácticas. Descripción de las condiciones de flotación de los cuerpos. Aplicación del concepto de caudal en la resolución de situaciones problemáticas. Aplicación de la ecuación de continuidad. Calcular los diferentes parámetros termodinámicos (calor, trabajo, energía interna, etc.) para los diferentes procesos termodinámicos (isóbaros, isocoros, isotermos y adiabáticos). Aplicación del primer principio en ciertos procesos termodinámicos. Analizar ejemplos prácticos de diferentes formas de transmisión del calor. Representación gráfica de las relaciones entre las magnitudes que caracterizan los movimientos ondulatorios. Interpretación del significado físico de las fórmulas matemáticas que relacionan los campos magnéticos y las corrientes eléctricas. Utilización de técnicas de resolución de problemas para abordar los relativos a la descripción de las reacciones nucleares y de la radiactividad. 3.3 Objetivos actitudinales: Opinión y debate sobre el significado de potencia, trabajo y energía. Apreciación de la experimentación científica como motor de avance de la ciencia. Valoración de la importancia de la presión atmosférica en la vida cotidiana. Entender la importancia de las aplicaciones prácticas y cotidianas del principio de Pascal. Interés por aplicar estrategias personales, coherentes, en la resolución de problemas. Valoración de la ciencia en su aporte a la comprensión de los fenómenos naturales. Valorar las aportaciones de las máquinas en la evolución de la sociedad. Reconocimiento de la utilidad de las leyes de la física para interpretar los fenómenos de nuestro entorno. Interés en recabar informaciones históricas sobre la evolución de las explicaciones científicas a los fenómenos magnéticos.

3 Valoración del impacto de la teoría de la relatividad en la cultura contemporánea. Interés en recabar informaciones históricas sobre el origen y la evolución de la física cuántica. 4. Contenidos 4.1Contenidos sintéticos: Cantidad de movimiento. Impulso. Movimiento circular. Energía. Trabajo. Potencia. Hidrostática. Hidrodinámica. Viscosidad. Gases. Fenómenos de transporte: Difusión y Ósmosis. Calor y temperatura. Leyes de la termodinámica. Fenómenos ondulatorios. Electrostática. Electrodinámica. Electromagnetismo. Interacción de la radiación con la materia. Modelo atómico de Bohr. Radiactividad. Fisión y Fusión nuclear. 4.2 Contenidos analíticos: Unidad I: Mecánica Cantidad de movimiento lineal. Impulso. Conservación. Choque. Movimiento Circular Uniforme. Dinámica del movimiento Circular Uniforme. Momento Angular. Conservación. Formas no mecánicas de la energía. Trabajo biológico. Potencia y velocidad metabólica. Teorema de conservación de la Energía. Rendimiento. Unidad II: Mecánica de los fluidos Caracterización de un fluido. Densidad. Densidad Relativa. Peso Específico. Presión. Variación de la presión en los fluidos. Medida de presión: Manómetros y Barómetros. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes. Caudal. Ecuación de Continuidad. Energía de los fluidos. Ecuación de Bernoulli.

4 Unidad III: Fenómenos de volumen y superficie Fases de la materia. Interfaces. Viscosidad. Regímenes laminar y turbulentos. Número de Reynolds. Ley de Poiseuille. Tensión Superficial. Diferencia de presión entre las caras de una superficie líquida: Ley de Laplace. Agentes tenso activos. Fenómenos capilares: Ley de Jurin. Absorción. Difusión: Ley de Fick. Osmosis. Presión Osmótica. Transporte de agua en los árboles. Propiedades mecánicas de los sólidos. Unidad IV: Termodinámica Temperaturas: escalas. Ley cero de la termodinámica. Calor. Calor específico. Capacidad calorífica. Calor latente. Calor de combustión. Equilibrio térmico. Calorimetría. Sistemas termodinámicos. Primer principio de la termodinámica. Segundo principio de la termodinámica. Entropía Entalpía. Energía libre. Unidad V: Propiedades Térmicas de la materia Constitución de la materia. Ecuación de Estado de los Gases Ideales y Reales. Calores Específicos de los gases Ideales. Superficies Termodinámicas: Cuerpos puros. Máquinas Térmicas. Ciclos de Otto y Diesel. Transmisión del calor por conducción y convección. Dilatación Térmica. Esfuerzo Térmico. Unidad VI: Fenómenos Ondulatorios Ondas. Movimiento armónico simple. Ondas armónicas. Ondas elásticas. Velocidad de propagación. Intensidad de un movimiento ondulatorio. Ondas sonoras. Óptica. Ley de refracción y reflexión. Interferencia. Difracción y Polarización. Unidad VII: Electromagnetismo Carga eléctrica. Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. Corriente eléctrica. Resistencia. Ley de Ohm. Circuitos eléctricos. Resistencia en serie y en paralelo. Electromagnetismo. Leyes. Energía electromagnética. Espectro de radiación electromagnético. Luz. Unidad VIII: Física moderna Interacción de la radiación con la materia. Fotones. Emisión y absorción de radiación por un átomo. Espectros. Dualidad onda partícula. Principio de incerteza. Modelo de Bohr del átomo. Estructura nuclear. Radiactividad. Periodo de semidesintegración. Fisión nuclear. Fusión nuclear. Partículas elementales. 5. Metodología de enseñanza-aprendizaje

5 5.1 Fundamentos La materia tiene un ritmo intensivo de 7 horas semanales, donde en un cuatrimestre se desarrolla los contenidos básicos de la mecánica de sólidos y fluidos. El tiempo de asimilación está muy acotado, sumado al inconveniente de que los alumnos cursan matemática en forma paralela. Por ello, Fisica I, en Ingeniería Agronómica demanda de la cátedra y de los estudiantes un gran esfuerzo, de modo de desarrollar con éxito una materia que es base de toda el área mecánica y biológica de la carrera. 5.2 Actividades teóricas y prácticas Las clases teóricas no son de carácter netamente expositivas sino que se pretende la participación del alumno desde sus observaciones y experiencias. En todo momento se presentará el tema y se plantearán semejanzas y diferencias con el tema anterior. Se pretende de esta manera aprovechar los organizadores previos y favorecer la fijación de los nuevos conceptos. Para ello se desarrollarán: Actividades de introducción y motivación Actividades de desarrollo Para detectar ideas previas De descubrimiento dirigido De tipo comprobatorio De trabajo grupal Resolución de problemas Actividades de búsqueda de información Comunicación de resultados Actividades de recuperación 6. Evaluación Para la regularización de la materia se requiere la aprobación de 3 exámenes parciales con un puntaje igual o mayor a 6. Los alumnos regulares deberán presentarse a una instancia final globalizadora aprobando con 4 o más. Los alumnos libre deberán rendir un examen práctico correspondiente a una unidad seleccionada por el tribunal y un examen oral sobre los contenidos teóricos del programa. 7. Bibliografía Bibliografía Obligatoria Burbano de Ercilla, S.; Burbano García, E.; Gracia Muñoz, C. (2007). Problemas de física. Óptica, relatividad y física atómica. (27a. ed., Tomo 3). México: Alfaomega. 3 ejemplares. Cromer, A. (2004). Física para las ciencias de la vida. (2a. ed.). Barcelona, España: Reverté. 2 ejemplares. Halliday, D.;Resnick, R.; Walker, J. (2001). Fundamentos de física. (3a. ed.). Méxixo: CECSA. 2 ejemplares. Hewitt, Paul G. (2007). Física concepctual. (10a. ed.). México: Pearson educación. 2 ejemplares. Kane, Joseph W.; Sternheim, Morton M. (2007). Física. (2a. ed.). Barcelona, España: Reverté. 2 ejemplares.

6 Tipler, P.A; Mosca, G. (2005). Física para la ciencia y la tecnología. (5a. ed., Vol. 1A-1B-1C-2). Barcelona, España: Reverté. 3 ejemplares.