UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES SÍLABO DE LA CÁTEDRA DE FÍSICA II SEGUNDO SEMESTRE
Periodo Académico Septiembre 2013 – Enero 2014
Universidad Nacional de Chimborazo Facultad de Ingeniería, Ingeniería en Sistemas Computacionales Sílabo de Física II
INSTITUCIÓN FACULTAD NOMBRE DE LA CARRERA SEMESTRE(AÑO) NOMBRE DE LA ASIGNATURA CÓDIGO DE LA ASIGNATURA NÚMERO DE CRÉDITOS TEÓRICOS NÚMERO DE CRÉDITOS PRÁCTICOS NÚMERO TOTAL DE CRÉDITOS
Universidad Nacional de Chimborazo Ingeniería Ingeniería en Sistemas Computacionales Segundo Física II SIC202 2.01.MCBI.FISI.2 4,17 N.H.T.S. 4 N.H.T.SE. N.H.P.SE. N.H.T.S. 4,17
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DESCRIPCIÓN DEL CURSO El curso de Física II corresponde al segundo semestre de la formación de la escuela de Ingeniería en Sistemas Computacionales. El curso es de naturaleza teórico práctico y contribuye a formar un profesional con sólida formación científica, tecnológica y humanística, proporcionándole conocimientos y competencias básicas de los contenidos sobre las leyes fundamentales de electrostática, electricidad y magnetismo, proyectando su aplicación en la Ingeniería en Sistemas y además proporciona la base para el desarrollo de los cursos de la especialidad, ya que por su naturaleza la física es una ciencia que observa, describe, analiza, evalúa, diagnostica fenómenos físicos, los cuales pueden ser orientados a ejercitar habilidades a los estudiantes para la investigación científica.
PRERREQUISITOS Física I SIC201
CORREQUISITOS Cálculo diferencial e integral SIC202 Métodos de investigación y técnicas de estudio SIC205 Programación I SIC206
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Docente: Dr. Mario Audelo G
Universidad Nacional de Chimborazo Facultad de Ingeniería, Ingeniería en Sistemas Computacionales Sílabo de Física II
OBJETIVOS DEL CURSO -
Comprender los fenómenos de la Electrostática, la relación entre carga y materia
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Aplicar los principios fundamentales de la Electrostática, la Electricidad y Magnetismo.
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Identificar los parámetros concernientes a la electrostática, electricidad y magnetismo.
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Comprender la manifestación estática y dinámica de las cargas eléctricas.
UNIDAD 1 FUERZA, CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTROSTATICO
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Carga eléctrica Ley de Coulomb Campo eléctrico Ley de Gauss Potencial electrostático
Practica: Producción de carga eléctrica por contacto Practica: Inducción
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No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS 20/1-6 Distingue entre materiales aislantes y conductores. Conoce los mecanismos para electrificar diferentes cuerpos. Calcula la fuerza eléctrica, campo eléctrico y potencial electrostático para diferentes distribuciones de carga. Grafica líneas de fuerza para diferentes distribuciones de carga. Resuelve correctamente aplicaciones en problemas prácticos. CLASES PRÁCTICAS 4/4-6 Simula correctamente Lleva a cabo experimentos que
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que conoce como electrizar un cuerpo, calcula la fuerza, campo y potencial electrostático de diferentes configuraciones de cargas y grafica líneas de fuerza y superficies equipotenciales de configuraciones de carga básicas. Trabajos que demuestran que llevan a cabo
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Electrostática Practica: Ley de Coulomb Practica: Líneas De Campo Eléctrico Practica: El generador de Van de Graff Practica: la Jaula de Faraday.
permiten contrastar la teoría con la practica Participa activamente con sus compañeros de grupo. Observa en la
experimentos y observan el cumplimiento de las leyes físicas, además desarrollan el en práctica el cumplimiento trabajo equipo. (fichas de de los principios observación, teóricos. informes de laboratorio y respaldos magnéticos)
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
UNIDAD 2 CONDUCTIVIDAD Y CAPACITANCIA
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Capacitores Definición de capacitancia Capacitancia de un capacitor de placas paralelas Materiales dieléctricos Capacitores con dieléctricos Capacitores en serie y en paralelo Energía electrostática de capacitores
Practica: Capacitancia Practica: Carga y descarga de un capacitor Practica: Capacitores en Página 4 de 12
No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS 8/7-9 Define el concepto de capacitancia. Comprende el carácter geométrico de la capacitancia en un arreglo de conductores. Reconoce el efecto de agregar materiales dieléctricos entre los conductores que forman el capacitor. Resuelve correctamente aplicaciones en problemas prácticos. CLASES PRÁCTICAS 4/8-9 Lleva a cabo experimentos que permiten contrastar la
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que define capacitancia y su relación con la geometría del capacitor, calcula la capacitancia de un arreglo de capacitores en serie y paralelo.
Trabajos que demuestran que llevan a cabo experimentos y
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serie y paralelo
teoría con la practica Participa activamente con sus compañeros de grupo. Observa en la
observan el cumplimiento de las leyes físicas, además desarrollan el trabajo en práctica el cumplimiento de los principios equipo. (fichas de observación, teóricos. informes de laboratorio y respaldos magnéticos)
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
UNIDAD 3 CAMPOS MAGNETICOS Y LEYES FUNDAMENTALES
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Campo magnético Definición de campo magnético Fuerza magnética sobre una partícula cargada en movimiento Fuerza de Lorentz Ley de Biot – Savart Ley de Ampere Magnetización de la materia Susceptibilidad y permeabilidad magnética
Utilización
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de
la
No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS 14/10-14 Define el concepto de campo magnético. Distingue entre el campo magnético y la inducción magnética. Comprende el concepto de magnetización en los materiales, así como el significado de la noción de permeabilidad magnética. Distingue las diferentes fuentes del campo magnético tratadas hasta el momento Resuelve correctamente aplicaciones en problemas prácticos. CLASES PRÁCTICAS 6/12-14 Simula correctamente
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que define el concepto de campo magnético, calcula la fuerza magnética producida por una corriente eléctrica en diferentes configuraciones.
Trabajos
que
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computadora para simulaciones. Campo magnético terrestre Campo magnético alrededor de un conductor lineal Balanza de corriente
Lleva a cabo experimentos que permiten contrastar la teoría con la practica Participa activamente con sus compañeros de grupo. Observa en la
demuestran que llevan a cabo experimentos y observan el cumplimiento de las leyes físicas, además desarrollan el en práctica el cumplimiento trabajo equipo. (fichas de de los principios observación, teóricos. informes de laboratorio y respaldos magnéticos)
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
UNIDAD 4 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
CONTENIDOS – TEMAS (Que debe saber)
Ley de Faraday Ley de Lenz Inductancia Autoinductancia Energía del campo magnético
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No DE RESULTADOS DEL HORAS/ APRENDIZAJE (Qué debe SEMANAS ser capaz de hacer) CLASES TEÓRICAS 12/15-18 Describe la ley de Faraday y Lenz. Comprende que el cambio en el flujo de un campo magnético genera una corriente eléctrica en un conductor. Entender que la ley de Lenz es resultado de la ley de la conservación de la energía. Resuelve correctamente aplicaciones en problemas prácticos. CLASES PRÁCTICAS 4/17-18 Lleva a cabo
EVIDENCIAS DE LO APRENDIDO
Trabajos de los estudiantes en los que se demuestra que describe la ley de Faraday y Lenz y comprende que la variación de campo magnético produce corriente eléctrica en un conductor.
Trabajos que demuestran que
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experimentos que permiten contrastar la teoría con la practica Participa activamente con sus compañeros de grupo. Observa en la
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
llevan a cabo experimentos y observan el cumplimiento de las leyes físicas, además desarrollan el trabajo en práctica el cumplimiento de los principios equipo. (fichas de observación, teóricos. informes de laboratorio y respaldos magnéticos) Realizar una simulación en computadora de uno de los fenómenos estudiados en la asignatura, con la utilización de software libre.
CONTRIBUCIÓN DEL CURSO EN LA FORMACIÓN DEL PROFESIONAL La Física es una ciencia básica que contribuye a la formación de la persona y particularmente al Ingeniero en Sistemas y Computación, dado que los principios fundamentales de esta carrera se sustentan en la Física y la Matemática, en este sentido el presente curso pretende poner las bases de dichos conocimientos.
RELACIÓN DEL CURSO CON EL CRITERIO RESULTADO DE APRENDIZAJE La asignatura contribuye para que el estudiante tenga una formación crítica, basada en el análisis y en el desarrollo de habilidades y destrezas para solucionar problemas del entorno.
ASPECTOS DE CONDUCTA Y COMPORTAMIENTO ETICO Se exige puntualidad, no se permitirá el ingreso de los estudiantes con retraso La copia de exámenes será severamente castigada. Art. 207 literal g. Sanciones (b) de la LOES Respeto en las relaciones docente-estudiante y alumno-alumno. Art. 86 de la LOES Página 7 de 12
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En los trabajos se debe incluir las citas y referencias de los autores consultados, usando las normas APA. El plagio puede dar motivo a valorar con cero el respectivo trabajo. No se receptarán trabajos o deberes u otro fuero de la fecha prevista, salvo justificación debidamente aprobada por la autoridad competente. (Y otros que tengan relación con el código de ética institucional)
METODOLOGÍA Clases de teoría Consistirá, básicamente, en la exposición de los contenidos básicos del tema. El ciertas ocasiones se apoyara en material multimedia con el fin de mostrar alguna imagen, vídeo o simulación que ayude al alumno a la comprensión. En estos casos el material se dejará disponible a los alumnos en la Plataforma Virtual de la Institución. Clases de problemas Las clases de problemas estarán basados, principalmente, en el método de resolución de casos. Las hojas de problemas estarán disponibles con anterioridad para que el alumno tenga tiempo de trabajar sobre ellos. En la clase se resolverán los de mayor dificultad (a opinión del profesor o a petición del alumno). Prácticas de laboratorio Las sesiones de prácticas de laboratorio son de gran importancia porque el alumno encontrará en ellas la base experimental de los temas estudiados en clase de manera teórica. Además, para una mejor asimilación, las sesiones de prácticas se tratarán de impartir después de la correspondiente teoría, de manera que cuando comienzan a hacer una práctica, ya hayan visto previamente su fundamento en la clase de teoría. Como formación adicional del alumno se impartirá un seminario sobre laboratorios virtuales, en el que se realizarán aplicaciones interesantes sobre alguna temática del curso. Las tutorías grupales tendrán por objetivos a) Hacer hincapié en algún aspecto importante (y de mayor dificultad de asimilación, según Página 8 de 12
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la experiencia del profesor) a partir de problemas tipo b) Resolver dudas de los alumnos previamente a las pruebas de evaluación. Trabajos autónomos (individual y/o en grupo) Después de las clases de teoría, el alumno deberá realizar un trabajo individual de asimilación y comprensión del tema expuesto en clase. A continuación, deberá intentar resolver los problemas propuestos del tema para comprobar su nivel de asimilación. Si no es capaz de resolver los problemas de nivel "básico o sencillo" deberá volver a repasar al tema hasta alcanzar el nivel de asimilación necesario para resolver dicho problema. Después intentará resolver los problemas de nivel "avanzado". La ayuda necesaria para resolver este tipo de problemas deberá buscarla en la bibliografía seleccionada para la asignatura o en las tutorías (grupales o individuales).
EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE COMPONENTE
%
Trabajos de investigación y sustentación Prácticas de Laboratorio Simulaciones realizadas en clase
20% 30%
Lecciones, pruebas, talleres 30% Examen teórico – práctico de fin de 20% semestre
CASILLAS DEL ACTA DE CALIFICACIONES Promedio de Aportes (Investigación, experimentación y aplicaciones prácticas) Promedio de Evaluaciones (de contenidos programáticos)
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
HALLIDAY David, Física Parte 2, Trad: Dr. Raúl Gómez G.,México, 7ma Edición D. G. Giancolli, Física Principios y Aplicaciones, Parte 2, Dr. Julián Fernández,España, 6ta Edición TIPLER Paúl, Física Tomo 2, Trad: Dr. J. Aguilar Peris, España, 7ma Edición WEIDNER Y SELLS, Física Elemental Clásica y Moderna, Trad: Raúl Gómez González,
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México, 5ta Edición. YOUNG, HUGH D. y R. FREEDMAN, Física Universitaria, Volumen 2, 12ava Edición. SERWAY – JEWETT, Física para Ciencias e Ingeniería, Volumen 2, Trad: Víctor campos H, 7ma EDICIÓN. MCKELVEY, JOHN F; GROTCH, HOWARD, Física Para Ciencias E Ingeniería tomo II Editorial Oxford University Press Harla Mexico, S. A. de C. V.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
FRANK AIRES, Cálculo Diferencial e Integral, 6ta Edición CRAW IEN, Avanced Calculus and Análisis, 8va. EDICIÓN
LECTURAS RECOMENDADAS
http://revcolfis.org/ojs/index.php/rcf
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
http://aransa.upc.es/EM/pdf/prob-elec-vac.pdf
http://todoejercicios.com/resueltos/Fisica/Campo-Electrico
http://laplace.us.es/F2(GITI)/Apuntes/10-11/tema3-condensadores.pdf
http://www.salvemoslamontanaleonesa.info/data/documentos/10082005220819.pdf
RESPONSABLE DE LA ELABORACIÓN DEL SILABO FECHA
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Dr. Mario Audelo Guevara Agosto de 2013
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TABLA 2.B-1 RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE DEL CURSO Objetivo No. 1: Capacitar en ciencias básicas, generales e ingeniería para fundamentar el ejercicio profesional.
RESULTADOS O LOGROS DE APRENDIZAJE a) Habilidad para aplicar conocimientos de computación y matemáticas apropiados a su disciplina.
CONTRIBUCION, ALTA, MEDIA BAJA ALTA
b) Habilidad para analizar un problema, e identificar y definir los requerimientos computacionales apropiados para su solución.
ALTA
c)Habilidad para diseñar, implementar, y evaluar un sistema basado en computadoras, procesos, componentes o programas que cumplan necesidades específicas. d) Habilidad para funcionar efectivamente en equipos para alcanzar una meta común.
ALTA
e) Comprensión de las responsabilidades profesionales, éticas, legales, de seguridad y sociales.
MEDIA
f) Habilidad para comunicarse efectivamente con un rango
ALTA
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ALTA
EL ESTUDIANTE DEBE Aplicar conceptos, propiedades, principios, leyes generales a la modelación de sistemas físicos reales. Obtener datos desde la observación y experimentación de un fenómeno físico, analizarlos mediante software apropiados para emitir sus conclusiones Aplicar las leyes y principios de la física en el diseño básico de software educacional.
Trabajar en equipos multidisciplinarios entre pares de la misma materia al elaborar un informe de laboratorio. Conocer los reglamentos y políticas de la UNACH, y su forma de comportamiento dentro de su campo profesional. Redactar reportes e informes de laboratorio de
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de audiencias.
g) Habilidad para analizar el impacto local y global de la computación sobre los individuos, organizaciones y sociedad.
ALTA
h) Reconocer la necesidad para y la habilidad de involucrarse en un desarrollo profesional continúo. i) Habilidad para usar técnicas, habilidades, y herramientas actuales, necesarias para la práctica de la computación.
BAJA
j) Capacidad de liderar, gestionar o emprender proyectos.
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ALTA
BAJA
las observaciones de fenómenos físicos reales, hacer presentaciones efectivas en clases y apoyar a sus pares en el proceso de enseñanza y aprendizaje. Conocer el impacto que tiene la computación en la educación al permitir la realización de simulaciones de fenómenos físicos mejorando su entendimiento. Conocer que inicia su navegación en el aprendizaje de por vida. Utilizar software tal como easy java simulations y acceder a internet para conseguir información relevante al curso. Desarrollar proyectos de investigación en el curso lo que le dará liderazgo y capacidad de emprendimiento.
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