FÍSICA EXPERIMENTAL I

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1 PROGRAMA DE ESTUDIOS FÍSICA EXPERIMENTAL I Área a la que pertenece: ÁREA SUSTANTIVA PROFESIONAL Horas teóricas: 0 Horas prácticas: 3 Créditos: 3 Clave: F0044 Asignaturas antecedentes y subsecuentes PRESENTACIÓN Los avances científicos y tecnológicos que se observan en las diversas áreas de la ciencia, han sido posibles con el apoyo de métodos de observación, modelación matemática y experimentación, que en conjunto constituyen el método científico. La divulgación de éstos avances depende de la habilidad que se tenga para su presentación en forma de reportes técnicos, para tal fin se requiere el uso de técnicas de medición, evaluación de errores de medición, manejo estadístico y graficación de datos OBJETIVO GENERAL Desarrollar las herramientas metodológicas indispensables que le permitan al estudiante el diseño, ejecución y evaluación de prácticas experimentales, así como el análisis estadístico de los datos obtenidos y la presentación de los resultados mediante un reporte científico. CONTENIDO 1 ANTECEDENTES HISTORICOS Objetivo El alumno comprenderá el papel que ha jugado el método particular científico en el desarrollo de las sociedades modernas. 30 F0044_Física Experimental I 1/5

2 1.1 La experimentación pre-galileana 1.2 Galileo y el método científico 1.3 Descartes y su método científico 1.4 Siglo XX y el desarrollo de la ciencia El estudiante comprenderá el surgimiento y desarrollo del método científico. Sabrá distinguir entre el conocimiento científico y otros tipos de conocimiento. Apreciará el papel que ha jugado el método científico a lo largo de la historia. 2 ELABORACIÓN DE UN REPORTE DE INVESTIGACIÓN Objetivo El alumno conocerá e identificará los elementos que constituyen la particular estructura de un reporte de investigación. 2.1 Tipos de investigación: Documental y experimental 2.2 Elementos de un reporte de investigación Antecedentes Objetivos e hipótesis 2.3 Marco teórico Métodos y materiales Evaluación y resultados Discusión y conclusiones Bibliografía El estudiante sabrá distinguir entre la investigación documental y aquella que se deriva de la práctica experimental. Conocerá las características principales de un reporte experimental. 3 MEDICIÓN E INCERTIDUMBRE Objetivo El alumno aprenderá a estimar errores en el proceso de medición particular mediante la realización de experimentos apropiados. 3.1 El proceso de medición 3.2 Incertidumbre y su propagación 3.3 Errores sistemáticos y aleatorios 3.4 Cifras significativas El estudiante conocerá los diferentes tipos de errores asociados a las mediciones. Sabrá operar con magnitudes que tienen asociada una incertidumbre. F0044_Física Experimental I 2/5

3 4 TÉCNICAS DE MANEJO DE DATOS EXPERIMENTALES Objetivo El alumno aprenderá el uso de herramientas estadísticas, de particular graficación y regresión para el análisis e interpretación de datos experimentales 4.1. Tabulación 4.2. Cálculos estadísticos de los datos experimentales Promedios Estimación de la dispersión Efecto del tamaño de la muestra 4.3. Graficación Selección de la escala Tipos de gráficas 4.4. Cálculo de regresión Ajuste de mínimos cuadrados 4.5. Cálculo de correlación Coeficiente de correlación de Pearson Coeficiente de correlación de Spearman El estudiante sabrá organizar los datos obtenidos en tablas. Podrá realizar gráficas a partir de las cuales determinará la relación entre las variables involucradas en el experimento. Será capaz de llevar a cabo un análisis estadístico de los datos, empleando herramientas como el cálculo de la dispersión, los coeficientes de correlación, de Sperman y el método de mínimos cuadrados. Sugerencias didácticas En la unidad 1 se sugiere que el profesor: Estimule la discusión entre los estudiantes en torno a las diferentes vías de obtener el conocimiento. Planteará las características del saber obtenido a partir del sentido común de la Filosofía y del Arte. En la unidad 2 se sugiere que el profesor: Encargue a los estudiantes que realicen una investigación documental acerca del método científico. Realizará en clase un experimento demostrativo, mostrando los procedimientos y pasos necesarios para realizarlo. En la unidad 3 se sugiere que el profesor: F0044_Física Experimental I 3/5

4 Lleve a los estudiantes al laboratorio para que realicen una práctica experimental sencilla, donde tengan que realizar medidas directas con reglas y cronómetros. En la unidad 4 se sugiere que el profesor Muestre por medio de un proyector de acetatos o con un cañón proyector-, ejemplos de tablas de datos bien organizadas y de gráficas y sus ajustes. Estrategias de evaluación del aprendizaje Se sugiere se tomen en cuenta los siguientes puntos para evaluar el logro del objetivo de esta asignatura. El profesor podrá designar un porcentaje a cada uno de estos. Examen escrito Exposiciones orales Tareas Trabajo en equipo Bibliografía Básica. 1. Bunge Mario. La investigación científica. Siglo XXI Cano, L. J. Método e hipótesis científica. Trillas Comboni, S. y Juárez J. Ml. Técnicas de investigación. Trillas Hernández, S. R.y Fernández Collado. Metodología de la investigación. McGraw Hill Méndez, R. I., Namihira, G. D. Y Sosa de Mtez. C. El protocolo de investigación (Lineamientos para su elaboración y análisis). Trillas, Bunge Mario. La ciencia: Su método y su filosofía. Nueva Imagen: Editorial Siglo XXI Gutiérrez, Z. R. Introducción al método científico. Esfinge Tamayo y Tamayo M. El proceso de la investigación científica. Tercera edición. LIMUSA Oda, B., Introducción al análisis gráfico de datos experimentales, Facultad de Ciencias, UNAM, México Halliday, D., Resnick, R., Walker, J., Fundamentals of physics, fifth edition, John Wiley & Sons, Inc., N.Y., USA, Taylor, J.R.,, An introduction to error analysis: The study of uncertainties in physical measurements, 2a edición, ed. University Science Books, USA Lyons, L.,, A practical guide to data analysis for physical science students, ed. Cambridge University Press, GB. Cooke, C., 1996, 13. Lyons, L., An introduction to experimental physics, ed. Taylor & Francis, USA. Baird, D.C.,, An introduction to measurement theory and experiment design, 3a edición, ed. Prentice Hall, USA F0044_Física Experimental I 4/5

5 14. Campbell, P.D.Q.,, An introduction to measurement and calibration ed. Industrial Pr., USA Alonso, M., Finn, J.E., Física, Addison-Wesley Iberoamericana, México, Rosas, L. Iniciación al método científico. Trillas Rojas, S. R. El proceso de la investigación científica. Trillas. México Zorrilla, A. S. Introducción a la metodología de la investigación. Editorial Aguilar León. México Bibliografía Complementaria. 1. French, A.P., Mecánica newtoniana, Editorial Reverté, México, Ingard, U., Kraushaar, W.L., Introducción al estudio de la mecánica, materia y ondas, Editorial Reverté S.A., México, Meiners, H.F., Physics demonstration experiments, Vol. II, The Ronald Press Co., US, Bentley, J.P., Principles of measurement systems, 3a edición, ed. Longman Publishing Group, GB. 1995, 5. Hewitt, P., Conceptual Physics, Harper-Collins, New York, Staudenmaier, H.M., 1995, Physics experiments using PCs: A guide for instructors and students, ed. Springer Verlag, Alemania Bevington, P.R., Robinson, D.K.,, Data reduction and error analysis for the physical sciences (book and disc), 2a edición, ed. McGraw Hill, USA Baird, D.C., Experimentación: una introducción a la teoría de mediciones y al diseño de experimentos, Pearson Education, segunda edición, Preston, D.W., Dietz, E.R., Art of experimental physics, ed. John Wiley & Sons, USA, Dunlap, R.A.,, Experimental physics, Oxford University Press, GB Eisberg, R.M., Lerner, S.L., Física, Vol. 1, McGraw-Hill, México,1984. F0044_Física Experimental I 5/5

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