PROGRAMA OPERATIVO PARA LA PLANEACIÓN DIDÁCTICA (Colegio de Ciencias y Humanidades)

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1 PROGRAMA OPERATIVO PARA LA PLANEACIÓN DIDÁCTICA (Colegio de Ciencias y Humanidades) 1 DATOS DE LA INSTITUCIÓN Nombre: COLEGIO MADRID, A. C. Clave 2011 DATOS DEL PROFESOR Nombre: Melina Gastélum Vargas, Roberto Martínez C. Dictamen Fecha de revisión final y Fecha de elaboración Junio 2013 firma del Director Técnico DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre: Física III Clave: 1506 Optativa/obligatoria Obligatoria Ciclo lectivo: Horas por semana: 4 Horas teóricas 2 Horas prácticas 2 Plan de estudios: CCH-04 Grupo (s): Opción D Clases por semana: 2 PROPÓSITOS U OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO El alumno: Describa vectorialmente el comportamiento de un sistema mecánico, tanto en reposo como en movimiento. Proponga modelos matemáticos a partir de resultados experimentales, que expresen relaciones entre las magnitudes que caracterizan diferentes movimientos de un sistema de partículas, cuerpos sólidos y de fluidos y compararlos con modelos establecidos. Formule y resuelva situaciones o problemas donde se manifiesten: procesos de transmisión o de conservación de masa, energía, ímpetu lineal e ímpetu angular. Desarrolle y presente proyectos de investigación escolar, ya sean experimentales, de campo, de desarrollo tecnológico o documentales, relativos al curso y que respondan a sus intereses, desde una perspectiva científica y social. Valore la trascendencia y el impacto de los sistemas mecánicos en la sociedad contemporánea.

2 PLANEACIÓN GLOBAL 2 CALENDARIZACIÓN DE UNIDADES Y CÁLCULO DE HORAS, CLASES Y PRÁCTICAS UNIDADES HORAS CLASES TEÓRICAS CLASES PRÁCTICAS TOTAL TEÓRICAS PRÁCTICAS NÚMERO FECHAS NÚMERO HRS. FECHAS 1 SISTEMAS SÓLIDOS AGO-5 OCT AGO-29 SEP 2 SISTEMAS FLUIDOS OCT-29 NOV OCT-29 NOV OBSERVACIONES En el número de horas totales están incluidos los tiempos de: a) Exámenes parciales y bimestrales b) Prácticas de campo c) Actividades culturales d) Días no laborables TOTALES

3 3 SISTEMA DE EVALUACIÓN ELEMENTOS DESCRIPCIÓN Factores por evaluar Factores Ponderación Instrumentos Aprendizaje del programa de estudios. 10% 10% 20% 20% 10% Examen parcial 1 Examen parcial 2 Examen bimestral 1 Tareas y Participación en clase Trabajo extra clase Prácticas 30 % Trabajo en laboratorio Periodos de evaluación y unidades por evaluar Período Unidades Primer bimestre Unidad 1 Segundo bimestre Unidad 2 Criterios de exención Asignación de calificaciones El alumno que obtenga un promedio mínimo de 9.0 y un 90% de asistencias a clase tendrá derecho de exención. Calificación por bimestre: Exámenes de aprendizajes del programa de estudios. Trabajos y tareas. Laboratorio Ponderación 40% 30% 30% Calificación final: Promedio semestral (promedio del 1º y 2º bimestre) Examen final departamental 60% 40%

4 4 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Y DE CONSULTA Giancoli, Douglas C. Física, principios con aplicaciones. Cuarta Edición. Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. Hecht, Eugene. Física en perspectiva. Addison Wesley Iberoamericana Moulton, F. R. y Schifferes, J. J. Autobiografía de la Ciencia. Fondo de Cultura Económica Tippens, P. E. Física, conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill, RECURSOS DIDÁCTICOS Libro de texto Pizarrón Videos Computadora Acetatos Bitácora (portafolio) Laboratorio Internet Conferencias Biblioteca

5 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes El alumno: Identifica y maneja las magnitudes escalares y vectoriales. - Distingue una cantidad vectorial de una escalar. -Dibuja esquemas de vectores como flechas en el plano cartesiano. - Efectúa sumas de vectores y las representa en esquemas. - Descompone vectores en el plano cartesiano por cálculos de senos y cosenos de ángulos. - Resuelve problemas que involucren descomposición de vectores. Determina el vector de posición del centro de masa de un sistema partículas y de sólidos geométricos homogéneos. - Calcula las coordenadas del centro de masa de un conjunto de partículas. - Determina la posición del centro de masa de cuerpos simétricos. - Encuentra experimentalmente la posición del centro de masa de diversos cuerpos. Utiliza los conceptos de rapidez, velocidad y aceleración para describir el movimiento de traslación y de rotación de cuerpos sólidos aplicando las leyes de la dinámica. - Distingue los conceptos de rapidez y velocidad. - Resuelve problemas que involucren cálculos de velocidades y aceleraciones. - Distingue los movimientos que componen al movimiento de un proyectil. - Reconoce las ecuaciones que describen los movimientos componentes del proyectil. - Identifica la aceleración del proyectil con la de la gravedad. - Grafica los movimientos que componen al movimiento de un proyectil. Sistemas sólidos Número 1 Temática Vectores, operaciones y su representación gráfica. Centro de masa, de conjunto de partículas y de cuerpos sólidos. Rapidez y velocidad. Velocidad angular. Aceleraciones lineal y angular. Movimiento de proyectiles. Descomposición de velocidades, aceleración. programadas 5 14 ago ago ago sep Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Ejercicios y problemas de operaciones con vectores y su representación gráfica. Calcular la posición del centro de masa de un sistema de partículas y de cuerpos sólidos. Discusión sobre casos especiales: esfera hueca, llanta. Problemas y ejercicios sobre movimientos en dos dimensiones. Discusión sobre independencia de movimientos en el proyectil. Solución de problemas. Centros de masa. Sesión 1. Centros de masa. Sesión 2. Equilibrio estático Sesión 1. movimientos circular y armónico simple. Equilibrio estático Sesión 2. movimiento parabólico de gotas de agua. reales 5

6 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes Reconoce que el momento de inercia depende de la distribución de masa y del eje de rotación elegido. -Calcula el momento de inercia de una partícula respecto a un eje. Explica cualitativa y cuantitativamente situaciones experimentales y cotidianas de movimientos de traslación y de rotación aplicando las leyes de la dinámica. - Reconoce las gráficas de los movimientos componentes del movimiento circular uniforme. - Traza flechas que representan a la velocidad y la aceleración en un esquema de trayectoria de movimiento circular uniforme. - Enumera las leyes de Newton. - Resuelve problemas de aplicación de la segunda ley de Newton. - Describe el comportamiento de la amplitud en el movimiento de un oscilador amortiguado. - Hace una analogía entre las cantidades de inercia, aceleración, torca y fuerza. - Enuncia la manera de calcular una torca. - Reconoce el signo de una torca según el sentido de rotación del movimiento que produce al actuar sola. - Describe la manera en que una fuerza se descompone. - Enumera las condiciones para que ocurra equilibrio estático. - Calcula el valor de una torca. - Hace diagramas de descomposición de fuerzas por coordenadas. - Calcula una suma de torcas y de fuerzas para verificar equilibrio estático. - Resuelve problemas de equilibrio estático. Sistemas sólidos Número 1 Temática Momento de inercia de partículas y de cuerpo rígido. Movimientos de traslación y rotación, su relación con fuerzas y torcas. Leyes de Newton. Movimientos acelerados de traslación y de rotación. Equilibrio estático. Condiciones necesarias. programadas 5-11 sep sep sep oct Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Distribución de masa alrededor de un eje. Cálculo de momentos de inercia de partículas. Discusión sobre representación de velocidades y aceleraciones en forma vectorial. Ejercicios y problemas. Discusión sobre ejemplos de movimientos, aplicación de la segunda ley de Newton. Ejercicios y problemas. Discusión sobre casos de oscilador amortiguado. Manejo de ecuaciones de suma de fuerzas y suma de torcas. Ejercicios y problemas. Discusión sobre casos especiales. movimiento de rotación con rueda de bicicleta. Equilibrio estático Sesión 3. Péndulo balístico. Sesiones 1 y 2. oscilador amortiguado. Péndulo balístico. Sesión 3. Elaboración de un programa sencillo de cómputo que simula un oscilador amortiguado. reales 6

7 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes Propone y resuelve situaciones en donde se apliquen los principios de conservación de la energía mecánica y de los ímpetus lineal y angular. - Enuncia el principio de conservación del ímpetu. - Enuncia el principio de conservación de la energía mecánica. - Reconoce las ecuaciones de la energía cinética y la energía potencial de gravedad. - Calcula el valor del ímpetu de un sistema de dos cuerpos. - Reconoce las formas de la energía potencial de gravedad, de resorte. - Resuelve problemas de aplicación de los principios de conservación del ímpetu y la energía mecánica. Sistemas sólidos Número 1 Temática Principios de conservación del ímpetu y de energía. programadas oct. Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Ejercicios y solución de problemas de aplicación de los principios de conservación. Análisis de juegos de feria aplicando los principios de conservación. Exposición de resultados experimentales. Salida a juegos de feria. Aplicación de lo visto en movimientos y principios de conservación. reales 7

8 8 Recursos didácticos Bibliografía básica y de consulta Sistema de evaluación Libro de texto Pizarrón Videos Bitácora Biblioteca Laboratorio Giancoli, Douglas C. Física, principios con aplicaciones. Cuarta Edición. Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. Hecht, Eugene. Física en perspectiva. Addison Wesley Iberoamericana Moulton, F. R. y Schifferes, J. J. Autobiografía de la Ciencia. Fondo de Cultura Económica Tippens, P. E. Física, conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill, Factores Ponderación Instrumentos Examen escrito 40% Aprendizaje declarativo Prácticas 30 % Reportes Bitácora Tareas y trabajos. 30 % Escala estimativa

9 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes El alumno: Reconoce que la energía interna de un sistema mecánico cambia debido al trabajo realizado por o sobre el sistema. - Identifica los términos de trabajo, energía interna y transferencia de calor en la ecuación de conservación de la energía. - Resuelve problemas de aplicación de conservación de la energía. Identifica las características y las propiedades de los fluidos. - Enuncia la relación entre presión, fuerza y área. - Enuncia la manera en que la presión depende de la profundidad en un líquido en reposo. - Reconoce que en el fenómeno de la flotación hay una relación con equilibrio de fuerzas. - Calcula valores de presión a partir de fuerzas y áreas Emplea los principios de Pascal y de Arquímedes en la explicación de diferentes situaciones: flotación, vasos comunicantes, prensa hidráulica. - Expresa la densidad como masa por unidad de volumen. - Explica la relación que hay entre volumen, presión y temperatura en un gas. - Enuncia el principio de Pascal. - Enuncia el principio de Arquímedes. - Describe el experimento de Torricelli. - Explica el experimento de Torricelli en términos de la presión atmosférica. - Describe el funcionamiento de un barómetro. Sistemas fluidos Número 2 Temática Relación trabajo energía en diversos sistemas. Presión estática en fluidos. Fuerzas en la flotación. Densidad en líquidos y gases. Ecuación de los gases. Principios de Pascal, Arquímedes. programadas 9-15 oct oct oct. 31 oct. 6 nov. Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Análisis de sistemas en los que se puede definir energía interna. Ejercicios sobre la ecuación de estado de los gases. Ejercicios de conversión de unidades de energía. Discusión sobre fuerzas involucradas en la flotación. Ejercicios y problemas sobre flotación. Ejercicios y problemas de cálculo de densidades y su relación con otras variables. Ejercicios y problemas de aplicación del principio de Arquímedes. Flotación. Sesión 1. máquina térmica. Flotación. Sesión 2. flotación. Presión atmosférica. Sesión 1. Presión atmosférica. Sesión 2. reales 9

10 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes - Resuelve problemas sobre presión estática en líquidos al aplicar el principio de Pascal. - Traza diagramas de objetos sumergidos en los que se distinguen diversas profundidades. - Resuelve problemas de aplicación del principio de Arquímedes. - Hace esquemas que representan el experimento de Torricelli. - Maneja ecuaciones relacionadas con la flotación en términos de densidad y de pesos. - Resuelve problemas de aplicación de la ecuación de estado de los gases. Describe las características de un flujo laminar y un flujo turbulento e identifica sus diferencias. - Describe el flujo de un fluido en términos de volumen y tiempo. - Hace esquemas de líneas de flujo para describir flujos laminares. - Explica las diferencias entre flujo laminar y flujo turbulento. Aplica la ecuación de continuidad en la determinación de gastos en un fluido en situaciones cotidianas. - Hace cálculos de flujo basándose en la ecuación de continuidad. - Resuelve problemas usando la ecuación de continuidad. Sistemas fluidos Número 2 Temática Presión atmosférica. Experimento de Torricelli. Barómetros y manómetros. Flotación en gases. Diagramas de líneas de flujo. Expresión para el gasto y la continuidad. Viscosidad y flujo. programadas Ejercicios sobre presión atmosférica. Discusión sobre construcción y funcionamiento de 7-13 nov. barómetros. Problemas y ejercicios sobre flotación en gases y líquidos nov. Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Discusión sobre flujo laminar y turbulento. Elaboración de diagramas de líneas de flujo. Problemas sobre flujo. Discusión sobre efectos de la viscosidad en el flujo. Presión atmosférica. Sesión 3. Flujo. Sesión 1. fenómenos de fluidos en movimiento. Construcción de globos de aire caliente. 10 reales

11 PLANEACIÓN DE UNIDAD Unidad/ Tema Aprendizajes Aplica el principio de Bernoulli en la determinación de la velocidad de flujo o la posición del flujo o diferencia de presión. - Reconoce los términos en la ecuación de Bernoulli. - Resuelve problemas usando la ecuación de Bernoulli. Explica a través de los conceptos y principios de los fluidos el funcionamiento de drenajes, suministro de agua, caídas de agua, flujo sanguíneo, bombas y compresoras, entre otras aplicaciones. Sistemas fluidos Número 2 Temática Ecuación de Bernoulli. Ejemplos de flujos. Aplicaciones de lo tratado en mecanismos. programadas nov Estrategias de enseñanza-aprendizaje CLASE LABORATORIO EXTRA CLASE Principio de conservación de la energía y la ecuación de Bernoulli. Ejercicios y problemas de aplicación de la ecuación de Bernoulli. Flujo. Sesión 2. Exposición de resultados experimentales. 11 reales

12 12 Recursos didácticos Bibliografía básica y de consulta Sistema de evaluación Libro de texto Pizarrón Videos Bitácora Biblioteca Laboratorio Giancoli, Douglas C. Física, principios con aplicaciones. Cuarta Edición. Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. Factores Examen escrito Ponderación 40% Instrumentos Aprendizaje declarativo Prácticas 30 % Reportes Hecht, Eugene. Física en perspectiva. Addison Bitácora Wesley Iberoamericana Tareas Moulton, F. R. y Schifferes, J. J. Autobiografía de la Ciencia. Fondo de Cultura Económica 30 % Escala estimativa Tippens, P. E. Física, conceptos y aplicaciones. McGraw-Hill, 1996.