Contenido Programático Detallado

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1 Contenido Programático Detallado ASIGNATURA: LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA Y FLUIDOS Dirección de Ciencias Naturales Área de: FÍSICA CÓDIGO: Mnemónico: FIML Numérico: 1. OBJETIVOS GENERALES Desarrollar en el estudiante la capacidad de analizar, tanto cualitativa como cuantitativamente, situaciones experimentales elementales enmarcadas en el contexto de la mecánica newtoniana. Contribuir en la formación científica y humana del estudiante incentivando valores como responsabilidad, honestidad, calidad y excelencia en sus procesos académicos, mediante el descubrimiento de sus capacidades y potencialidades, para que así se pueda enfrentar a la exploración del mundo no sólo en el ambiente físico sino en cualquier campo del conocimiento, utilizando diferentes técnicas de diseño experimental. Proporcionar las condiciones para que el estudiante pueda desarrollar las habilidades necesarias para que sea capaz de utilizar los métodos experimentales fundamentales para la medición de diferentes magnitudes físicas ESPECÍFICOS Al terminar el curso el estudiante estará en capacidad de: Identificar las variables dependientes e independientes en una práctica experimental. Analizar la tabla de datos obtenidos en la práctica y establecer la relación entre las variables involucradas. Representar gráficamente los datos experimentales de acuerdo con la identificación de las variables. Formular la forma de la ecuación de acuerdo con su análisis gráfico. Aplicar el método de mínimos cuadrados en la obtención de una ecuación lineal. Utilizar las gráficas realizadas en papel logarítmico con el fin de estimar la pendiente y término independiente. Aplicar el método de regresión lineal para obtener la ecuación cuadrática que relaciona dos variables.

2 Comparar las apreciaciones o error absoluto y el error relativo obtenido al realizar una única medición de una misma magnitud física con diferentes instrumentos de medición Aplicar el cálculo de error de una magnitud física derivada, de acuerdo con las mediciones e incertidumbres de las magnitudes físicas involucradas. Aplicar el cálculo de error de acuerdo con el número de mediciones realizado para una misma magnitud física. Expresar la ecuación de movimiento de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Deducir el valor de la aceleración de la gravedad o intensidad de campo gravitatorio en el laboratorio. Comprobar experimentalmente la segunda ley de Newton. Comparar el resultado experimental y el resultado teórico, identificando las constantes involucradas. Aplicar la conservación del momento lineal y comparar los resultados prácticos en una colisión inelástica. Comprobar la conservación de la energía en el movimiento de rodadura de una partícula esférica. Comparar los resultados obtenidos tanto para una esfera grande como para una esfera pequeña, teniendo en cuenta la separación de los puntos de contacto en el riel fotocinemático. Aplicar las condiciones de equilibrio a un cuerpo rígido. Comparar los resultados teórico-prácticos de las tensiones en una viga de dos apoyos. Aplicar la dinámica rotacional para determinar el momento de inercia de cuerpos de diferente geometría. Comparar los resultados teóricos-prácticos obtenidos para los momentos de inercia, respecto a un eje de rotación, de cuerpos de diferente geometría. Comparar los resultados prácticos obtenidos de la densidad de líquidos, aplicando el principio de Arquímedes, aplicando la relación de masa y volumen y mediante el uso del densímetro. 2. JUSTIFICACIÓN Al tratarse de una ciencia experimental, las prácticas de laboratorio juegan un papel fundamental en el desarrollo de cualquier curso de física. En el caso particular de la mecánica newtoniana, las prácticas de laboratorio están diseñadas para enfrentar al estudiante a problemas prácticos que debe solucionar con técnicas estructuradas que además de darle conocimiento, les inculque la importancia de una preparación técnico científica, para su futura vida profesional. Además, mediante montajes experimentales sencillos se puede facilitar la comprensión de conceptos fundamentales que en general son difíciles de comprender en un curso puramente teórico. 3. REQUISITOS ACADÉMICOS Clasificación ICFES nivel ALTO en matemáticas y física, o FFIS

3 4. CORREQUISITO ACADÉMICO FIMF 5. CRÉDITOS ACADÉMICOS Tiempo presencial (en horas al semestre) 24 Tiempo independiente (en horas al semestre) 16 Total de créditos académicos (*) (*) Los créditos académicos se incluyen el formato correspondiente a la parte teórica de la asignatura 6. INTENSIDAD SEMANAL Exposición Magistral 0 Laboratorio 1.5 Trabajo individual 1.0 Total de horas/semana (*) 2.5 (*) Estas horas se encuentran incluidas en el formato correspondiente a la parte teórica de la asignatura. 7. CONTENIDO PROGRAMÁTICO RESUMIDO (PRÁCTICAS) 1. ANÁLISIS GRÁFICO. 2. MEDICIONES Y CÁLCULO DE ERROR 3. CINEMÁTICA. 4. DINÁMICA. 5. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA. 6. EQUILIBRIO DE CUERPO RÍGIDO. 7. DINÁMICA ROTACIONAL. 8. HIDROSTÁTICA. 8. CONTENIDO PROGRAMÁTICO DETALLADO 1. ANÁLISIS GRÁFICO. Identificar las variables dependientes e independientes en una práctica experimental. Analizar la tabla de datos obtenidos en la práctica y establecer la relación entre las variables involucradas. Representar gráficamente los datos experimentales obtenidos de acuerdo con la identificación de las variables.

4 Formular la forma de la ecuación de acuerdo con su análisis gráfico. Aplicar el método de mínimos cuadrados en la obtención de una ecuación lineal. Utilizar las gráficas realizadas en papel logarítmico con el fin de estimar la pendiente y término independiente. Aplicar el método de regresión lineal para obtener la ecuación cuadrática que nos relaciona dos variables. Entender qué es, cómo se realiza y cómo se representa una medición física, haciendo énfasis en mediciones asociadas con fenómenos electromagnéticos. 2. MEDICIONES Y CÁLCULO DE ERROR. Comparar las apreciaciones o error absoluto y el error relativo obtenido al realizar una única medición de una misma magnitud física con diferentes instrumentos de medición Aplicar el cálculo de error de una magnitud física derivada, de acuerdo con las mediciones e incertidumbres de las magnitudes físicas involucradas. Aplicar el cálculo de error de acuerdo con el número de mediciones realizado de una misma magnitud física. 3. CINEMÁTICA. Expresar la ecuación de movimiento de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Deducir el valor de la aceleración de la gravedad o intensidad de campo gravitatorio en el laboratorio. 4. DINÁMICA.. Comprobar experimentalmente la segunda ley de Newton. Comparar el resultado experimental y el resultado teórico, identificando las constantes involucradas 5. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Comprobar la conservación de la energía en el movimiento de rodadura de una partícula esférica. Comparar los resultados obtenidos tanto para una esfera grande como para una esfera pequeña, teniendo en cuenta la separación de los puntos de contacto en el riel fotocinemático. 6. EQUILIBRIO DE CUERPO RÍGIDO Aplicar las condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido. Comparar los resultados teórico-prácticos de las tensiones en una viga de dos apoyos 7. DINÁMICA ROTACIONAL.

5 Aplicar la dinámica rotacional para determinar el momento de inercia de cuerpos de diferente geometría. Comparar los resultados teóricos-prácticos de los momentos de inercia, respecto a un eje de rotación, de cuerpos de diferente geometría. 8. HIDROSTÁTICA Comparar los resultados prácticos de la densidad de líquidos, aplicando el principio de Arquímedes, aplicando la relación de masa y volumen y mediante el uso del densímetro. 9. METODOLOGÍA El curso se desarrolla de manera exclusiva mediante prácticas de laboratorio que tendrán una duración de una a dos sesiones. Las prácticas y los informes correspondientes se elaboran en grupo y todo el trabajo debe ser presencial. Dependiendo del tema a estudiar las prácticas podrán ser puramente cualitativas o una combinación de análisis cualitativo y cuantitativo; en cualquiera de los dos casos, los informes presentados por los grupos de trabajo deberán reflejar el entendimiento más profundo posible de las leyes estudiadas. 10. EVALUACIÓN La gestión universitaria de la Escuela Colombiana de Ingeniería esta enmarcada por la evaluación continúa de sus actividades y de los resultados. Teniendo en cuenta que la evaluación del desempeño del estudiante es un proceso de evaluación continua de la enseñanza aprendizaje acorde con los objetivos enmarcados en la asignatura, han de realizarse evaluaciones de las prácticas experimentales que le permitan valorar su capacidad de análisis, orientar y reajustar su formación experimental 11. BIBLIOGRAFÍA Texto principal GUÍAS DE LABORATORIO Otras referencias para consultas EXPERIMENTO Y SIMULACIÓN OPCIONES DIDÁCTICAS EN LA ENSEÑANZA, Hurtado Márquez Alejandro, Lombana Arroyave Carlos A, Editorial Universidad Distrital francisco José de Caldas. DESCUBRIENDO LA FÍSICA, Moreno-Moreno, Editorial el Manual Moderno MANUAL DEL LABORATORIO DE FÍSICA, Hewitt, Editorial Pearson

6 12. VIGENCIA Y MODIFICACIONES Contenidos vigentes desde: 15/08/2009 Contenidos vigentes hasta: Nueva actualización Última fecha de actualización: 01/09/2008 Penúltima fecha de actualización: 19/04/2004