UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FISICA II
PAGE 4 PROGRAMA DE ASIGNATURA FISICA II Ciclo I/2015
I- GENERALIDADES
CODIGO DE ASIGNATURA
: FIR-215
PREREQUISITO
: FSICA I y MATEMTICA II
CICLO
: I
AO
: 2015UNIDADES VALORATIVAS
: 4
DURACIN
: 16 SEMANAS
NIVEL
: 3er. CICLO
POBLACIN
: ESTUDIANTES CON OPCIN A LAS CARRERAS DE INGENIERA.
COORDINADOR DE CTEDRA : ING. ROBERTO ARVDIO VILLALTA
CARRILLOCOORDINADOR DE DISCUSIN : ING. JULIO CSAR MARTNEZ
COORDINADOR DE LABORATORIO:ING. SALVADOR ATILIO PANIAGUA PEREZ
PROFESORES
ING. ALBERTO ANTONIO ROSA LUE INGRA. TANIA PATRICIA CAMPOS ESPAA
INGRA. EDITH CARLOTA DE MARROQUN
LIC. RAUL ANTONIO CHAVARRIA ORELLANAII- DESCRIPCIN DE LA
ASIGNATURA
Esta asignatura comprende el estudio de la Esttica y Dinmica de
los fluidos, Oscilaciones y movimiento ondulatorio, temperatura,
calor y la primera ley de la Termodinmica, Entropa y la segunda ley
de la Termodinmica. El curso requiere del clculo diferencial e
integral.
III- OBJETIVOS GENERALES
Que el estudiante:
a) Adquiera los conocimientos fundamentales de la mecnica de
fluidos, oscilaciones y ondas, calor y termodinmica que le permitan
entender y explicar algunos fenmenos fsicos fundamentales para el
estudio posterior de algunas asignaturas de su especialidad.b) Se
capacite en el anlisis y solucin de problemas, tanto tericos como
experimentales y en la correcta interpretacin de sus resultados
c) Adquiera habilidades y destrezas en el manejo de equipo,
lecturas de escalas, uso de procedimientos y tcnicas que le
permitan resolver problemas experimentales.IV- METODOLOGA
Para el desarrollo de las diferentes unidades del curso y el
logro de los objetivos planteados, se utilizarn los siguientes
medios pedaggicos:
1. Clase Expositiva.
2. Discusin de Problemas.
3. Laboratorios Experimentales.
4. Consulta Programada.
1. CLASE EXPOSITIVAEn esta actividad el profesor desarrollar los
contenidos del curso, relacionndolos con ejemplos prcticos de
inters en ingeniera. Adems, har nfasis en la aplicacin de los
conceptos a la solucin de problemas modelo; para mejor comprensin
de los temas tratados. Se realizarn dos sesiones semanales con una
duracin de cien minutos cada una. 2. DISCUSIN DE PROBLEMASLas
sesiones de discusin de problemas son semanales, tienen una duracin
de 100 minutos y la asistencia a estas es obligatoria. En esta
actividad el estudiante complementa su aprendizaje con la aplicacin
de conceptos vistos en la clase a la solucin de problemas. El
alumno dispondr con suficiente anticipacin de una gua de discusin
de problemas y los respectivos planes de discusin en el cual se
plantean preguntas para una revisin conceptual y problemas que
permiten aplicar dichos conceptos.
ACTIVIDADES EN LA DISCUSINEn todas las sesiones el instructor
promover la participacin de los estudiantes ya sea en forma
individual o colectiva tratando de que la discusin sea dinmica y
participativa. Con el objeto de incentivar la participacin de los
estudiantes, stos contaran con un plan de discusin sobre el
desarrollo de cada actividad de discusin el cual indica las
preguntas y problemas que se abordaran. La participacin ( P ) de
los estudiantes tiene una ponderacin global del 5% de la nota
final. Los criterios de dicha evaluacin debern ser conocidos por
los estudiantes en la primera discusin de problemas a realizarse en
la segunda semana del ciclo. El nmero de participaciones mnimas ser
definido por la ctedra, debiendo ser informados los estudiantes con
la debida anticipacin. EVALUACIN DE LA DISCUSIN
La evaluacin sumativa de esta actividad se realizara mediante
tres exmenes escritos individuales todos con igual ponderacin, los
cuales se efectuarn en las semanas sealadas en la programacin
teniendo una duracin de 50 minutos cada uno. En estos se examinar
el material de discusiones anteriores (teora y problemas), se
programarn en locales y horarios diferentes a las sesiones de
discusin, permitiendo examinar simultneamente a todos los
estudiantes de la asignatura. La ponderacin global de los exmenes
individuales es del 15%3. LABORATORIOS EXPERIMENTALESEl trabajo
experimental de la ctedra comienza en la tercera semana, se
realizarn 7 laboratorios durante el ciclo segn se indica en la
programacin. Cada laboratorio tendr una duracin de 100 minutos y la
asistencia a stos es obligatoria. El estudiante deber acatar
estrictamente las normas de laboratorios publicadas anexas a la gua
de laboratorio N 1.Con la debida anticipacin los estudiantes
contarn con una gua de laboratorio que debern adquirir y estudiarla
antes de la realizacin de ste.ACTIVIDADES EN EL LABORATORIOLa
actividad de laboratorio consta de 3 partes.
a. Examen pre-laboratorio. Es individual y sin apuntes, se
evaluar sobre los temas a repasar o investigar y el contenido de la
gua de laboratorio. Su duracin es 10 minutos mximo y se realizar al
inicio de cada sesin.
b. Desarrollo experimental. En cada sesin, el docente encargado
del grupo de laboratorio dar explicaciones sobre el uso del equipo
y partes relevantes del experimento. El tiempo mximo es de 10
minutos. Luego los alumnos integrados a las mesas de trabajo,
procedern a realizar el laboratorio.
c. Al final de cada sesin de laboratorio, es obligatorio que
cada mesa de trabajo entregue a su instructor los datos
experimentales obtenidos en el formato proporcionado para ello y
una semana posterior al laboratorio presentar un reporte a su
instructor el da, hora y local convenidos.EVALUACIN DEL
LABORATORIO
La ponderacin para obtener cada nota de laboratorio ser as:
Un examen de pre-laboratorio con una ponderacin del 40 % ,
reporte de laboratorio con una ponderacin del 60%, ambos del total
de la nota de laboratorio. La suma de estas notas ponderadas dar la
nota del correspondiente laboratorio. El promedio de las notas de
laboratorio (PL) obtenidas, tendr una ponderacin respecto a la nota
de ciclo de 20%.
EVALUACIONES
Las Evaluaciones con fines de promocin del curso sern las
efectuadas en discusin de problemas, en laboratorios experimentales
y exmenes parciales.
Las ponderaciones globales son las siguientes: 3 exmenes
parciales
60 %
7 laboratorios experimentales
20 %
3 exmenes individuales sobre la discusin 15%
participacin de los estudiantes en discusin 5%SOBRE LOS EXAMENES
PARCIALES
Esta prueba es individual y evala, en el rea cognoscitiva, los
niveles de conocimiento, comprensin, aplicacin, anlisis y sntesis
alcanzados por el estudiante de acuerdo a los objetivos propuestos
en cada unidad. Cada examen parcial tendr una duracin de 100
minutos y ser estructurado en dos partes: La primera parte
preguntas de opcin mltiple, y la segunda parte resolucin de
problemas. Ambas partes tendrn una extensin y ponderacin de acuerdo
a los contenidos a evaluar. El examen parcial tres ser totalmente
de opcin mltiple.Para el clculo de la Nota de Ciclo (NC), se
aplicar la ecuacin siguiente:
NC= P1(0.20) + P2(0.20) + P3 (0.20) + ED1 (0.05) + ED2 (0.05) +
ED3 (0.05) + PL (0.20 ) + P (0.50 )
Los Laboratorios experimentales que se realizarn son:
L1:Determinacin experimental de la densidad de lquidos y
slidosL2:Principio de Arqumedes.L3: Flujo de fluidos.
L4: Movimiento Armnico Simple.
L5: Pndulo fsico.
L6:Determinacin del calor especfico de un metal.
L7. Enfriamiento del agua.4.CONSULTA PROGRAMADA
Esta actividad tiene por finalidad proporcionar al estudiante
una orientacin que le permita superar las dudas que tenga despus de
haber estudiado la teora y haber trabajado en la solucin de
problemas o en el desarrollo del informe de laboratorio. Se atender
de acuerdo a un horario y local establecido por la ctedra.V-
CONTENIDOSUNIDAD I: ESTTICA DE FLUIDOS
1.1 Concepto de Fluidos. 1.1.1 Estados fundamentales de la
materia.1.2 Densidad.1.2.1 Concepto de densidad absoluta.
Unidades.1.2.2 Densidad relativa o gravedad especfica. 1.3 Peso
especfico. Unidades.
1.4 Presin. Definicin y unidades.1.4.1 Variacin de la presin en
un fluido en reposo.1.4.2 Medida de la presin. Manmetros.
1.4.3 Variacin de la presin con la altura en la atmsfera. 1.5
Principio de Pascal. Enunciado.1.5.1 La prensa hidrulica. 1.6
Principio de Arqumedes. Enunciado.1.6.1 Fuerza de flotacin o empuje
o fuerza boyante.UNIDAD II: DINMICA DE FLUIDOS
2.1 Conceptos generales del flujo de fluidos.3.1.1. Tipos de
flujo. 2.1.2 Lneas y tubos de corriente o de flujo.2.2 Ecuacin de
continuidad.2.2.1 Flujo msico.2.2.2 Razn de flujo volumtrico o
caudal o gasto.2.3 Ecuacin de Bernoulli.2.3.1 Conservacin de la
energa en los fluidos.2.4 Aplicaciones de la ecuacin de Bernoulli y
la ecuacin de continuidad.2.4.1 Ley de Torricelli2.4.2 El Medidor
de Venturi.
2.4.3 El Tubo de Pitot2.4.4 El sifn.2.4.5 Empuje (ascendente)
dinmico .
UNIDAD III: OSCILACIONES
3.1 Sistemas oscilatorios.3.1.1 Conceptos de: movimiento
oscilatorio, oscilacin, posicin de equilibrio, fuerza de
restitucin, desplazamiento, amplitud, perodo, frecuencia y
frecuencia angular.3.2 El oscilador armnico simple. 3.2.1 Sistema
masa-resorte.3.3 Movimiento armnico simple.3.3.1 Solucin de la
ecuacin diferencial. Ecuaciones x t, v - t y a t.3.3.2 Grficos x t,
v t y a t .3.4 Movimiento armnico simple y movimiento circular
uniforme. 3.5 Energa en el movimiento armnico simple.3.5.1 Energa
mecnica total.3.5.2 Grficos K t, U t, y K x, U - x.3.6 Aplicaciones
del movimiento armnico simple.
3.6.1 Pndulo simple.
3.6.2 El pndulo fsico.
3.6.3 El pndulo de torsin. 3.7 Movimiento armnico
amortiguado.3.7.1 Ecuacin del oscilador armnico amortiguado.3.7.2
Movimientos crticamente amortiguado, sobre amortiguado y
sub amortiguado. Ejemplos.
3.8 Oscilaciones forzadas y resonancia. 3.8.1 Ecuacin del
oscilador armnico forzado.3.8.2 Frecuencia de la fuerza impulsora,
frecuencia natural de oscilacin, amplitud del oscilador forzado y
resonancia.
UNIDAD IV: MOVIMIENTO ONDULATORIO
4.1 Generalidades sobre movimiento ondulatorio.4.1.1 Concepto de
onda.4.1.2 Tipos de ondas.4.2 Ondas viajeras.
4.2.1 Ondas senoidales: amplitud, nmero de onda, frecuencia
angular, fase, constante de fase.
4.2.2 Velocidad y aceleracin transversal.
4.3 Rapidez de onda en una cuerda estirada.
4.3.1 Anlisis mecnico.4.4 Energa en el movimiento
ondulatorio.
4.4.1 Potencia e intensidad en el movimiento ondulatorio.4.5 El
principio de superposicin.4.6 Interferencia de ondas.4.7 Ondas
estacionarias en una cuerda.4.7.1 Modos normales de una cuerda.
Resonancia.4.8 Ondas sonoras.4.8.1 Propiedades de las ondas sonoras
4.9 Ondas sonoras viajeras. 4.9.1 El sonido como onda de
desplazamiento. 4.10 La rapidez del sonido
4.11 Potencia e intensidad de las ondas sonoras. 4.11.1 Potencia
en trminos de la amplitud de presin. 4.11.2 Intensidad, nivel de
intensidad y decibel.UNIDAD V: TEMPERATURA
5.1 Temperatura. Concepto.
5.2 Sistema termodinmico. 5.2.1 Tipos de sistema: cerrado,
abierto y aislado 5.2.2. Variables termodinmicas. 5.3 Temperatura y
equilibrio trmico. Ley cero de la termodinmica. 5.4 Medicin de la
temperatura.
5.4.1. Propiedades termomtricas. 5.4.2 Relacin
temperatura-propiedad termomtrica.
5.4.3 Tipos de termmetros. 5.5 Escalas de temperatura Celsius y
Fahrenheit.5.6 Termmetro de gas a volumen constante.5.6.1 Escala de
temperatura de un gas ideal.5.6.2 La escala internacional de
temperatura.
5.7 Expansin trmica.5.7.1 Lineal, superficial, volumtrica.5.8 El
gas ideal. 5.8.1 Ecuacin de estado del gas ideal. 5.8.2 Ley de
Avogadro, Ley de Boyle, Ley de Charles-Gay Lussac.UNIDAD VI: CALOR
Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA
6.1 Concepto y unidades de calor. 6.2 Equivalente mecnico del
calor.6.3 Capacidad calorfica, calor especfico y calor latente. 6.4
Calorimetra.6.4.1 Temperatura de equilibrio trmico en un proceso de
mezcla. 6.4.2 Curvas de calentamiento y de enfriamiento
6.4.3 Proceso de enfriamiento del agua6.5 Mecanismos de
transferencia de calor. 6.5.1 Conduccin.
6.5.1 Conveccin.
6.5.3 Radiacin.6.6 Trabajo y calor en los procesos
termodinmicos. Trayectoria entre estados termodinmicos.6.6.1
trabajo realizado sobre el sistema en un proceso termodinmico
cuasiesttico. Dependencia de la trayectoria.
6.6.2 Calor agregado en un proceso termodinmico. Dependencia de
la trayectoria.
6.7 Primera Ley de la Termodinmica. Energa interna6.8
Aplicaciones de la Primera Ley a diferentes tipos de procesos
termodinmicos.6.8.1 Proceso isobrico.6.8.2 Proceso isotrmico.6.8.3
Proceso isocrico o isovolumtrico
6.8.4 Proceso adiabtico.6.8.5 Expansin libre.6.8.6 Procesos
cclicos.6.9 Teora cintica de los gases ideales.
6.9.1 Hiptesis de la teora cintica.6.9.2 Interpretacin cintica
de la presin.6.9.3 Interpretacin cintica de la temperatura.6.10
Energa interna de un gas ideal.6.11 Calores especficos molares de
un gas ideal a volumen y presin constantes.6.11.1 Relaciones entre
Cv y Cp.6.12 Expansin y compresin adiabtica.6.12.1 Relaciones P V y
V T, en los procesos adiabticos.UNIDAD VII : ENTROPA Y SEGUNDA LEY
DE LA TERMODINMICA
7.1 Direccin de los procesos termodinmicos. 7.1.1 Desorden y
procesos termodinmicos.7.2 Mquinas trmicas.7.2.1 Fuente fra y
fuente caliente.7.2.2 Diagramas de flujo de energa y eficiencia7.3
Refrigeradores y bombas de calor.
7.3.1 Refrigeradores. Coeficiente de rendimiento o de
ejecucin.7.3.2 Bombas de calor. Coeficiente de rendimiento.7.4 La
Segunda Ley de la Termodinmica.7.4.1 Planteamiento de
Kelvin-Planck.
7.4.2 Planteamiento de Clausius.7.5 El ciclo de Carnot.
7.5.1 Etapas del ciclo de Carnot.
7.5.2 Mquina de Carnot. Eficiencia.
7.5.3 El refrigerador de Carnot.
7.5.4 El ciclo de Carnot y la segunda ley.
7.5.5 La escala de temperatura absoluta.7.6 Entropa.
Definicin.7.6.1 Entropa y desorden.
7.6.2 Entropa en los procesos reversibles.7.6.3 Entropa en los
procesos cclicos.
7.6.4 Entropa en los procesos irreversibles: conduccin del
calor, expansin libre, cambios de estado y procesos de
mezclado.
7.7 Entropa y la segunda ley.VI -OBJETIVOS GENERALES Y
ESPECFICOS POR UNIDADUNIDAD I:ESTTICA DE FLUIDOSOBJETIVOS
GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad
de:
1. Explicar los conceptos y las leyes fundamentales de los
fluidos Ideales en reposo 2. Aplicar a la solucin de problemas de
inters en ingeniera, los conceptos y leyes de los fluidos en
reposo.OBJETIVOS ESPECFICOS:
Al finalizar esta unidad, el estudiante:
1. Definir, explicar enunciar segn sea el caso, los siguientes
trminos: fluido, slido, lquido, gas, esfuerzo de corte, esfuerzo
normal, peso real, peso aparente, fuerza de flotacin o empuje,
densidad, densidad relativa o gravedad especfica, peso especfico,
presin, presin atmosfrica, presin hidrosttica, presin manomtrica,
presin absoluta, barmetro, manmetro de tubo en U abierto a la
atmosfera, principio de Pascal, prensa hidrulica y principio de
Arqumedes.
2. Determinar la densidad, densidad relativa o gravedad
especfica y el peso especfico de fluidos en forma experimental
terica.3. Explicar las caractersticas ms sobresalientes de la
presin ejercida por los fluidos en reposo y el porqu la presin no
es una magnitud vectorial.4. Calcular la presin hidrosttica y la
fuerza sobre una superficie horizontal o vertical asociada con esa
presin.5. Explicar lo que es la presin atmosfrica, cmo se mide y su
variacin con la altura.6. Explicar como funcionan los manmetros de
tubo abierto en U, qu es la presin absoluta y presin manomtrica o
relativa de un fluido.7. Resolver problemas sobre presin
atmosfrica, presin manomtrica y presin absoluta.8. Explicar el
principio de Pascal y lo aplicar a la solucin de problemas.9.
Explicar el principio de Arqumedes y lo aplicar a la solucin de
problemas tanto tericos como experimentales.
UNIDAD II: DINMICA DE LOS FLUIDOSOBJETIVOS GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad
de:
1. Explicar los conceptos y las leyes fundamentales de la
dinmica de los fluidos.2. Aplicar a la solucin de problemas de
inters en Ingeniera, los conceptos y las leyes de la dinmica de los
fluidos.3. Aplicar experimentalmente las leyes fundamentales de la
dinmica de los fluidos a un circuito hidrulico.
OBJETIVOS ESPECFICOS:Al finalizar esta unidad, el estudiante:1.
Explicar en que consisten las siguientes caractersticas generales
de los siguientes tipos flujo de fluidos: estacionario, no
estacionario, compresible, incompresible, viscoso, no viscoso,
rotacional e irrotacional. Distinguir por sus caractersticas un
flujo en rgimen laminar y turbulento2. Explicar e indicar el
principio en que se basan las ecuaciones de continuidad y de
Bernoulli y las aplicar en la solucin de problemas sobre flujo
tanto tericos como experimentales.
3. Explicar mediante esquemas la aplicacin de las ecuaciones de
continuidad y de Bernoulli en el clculo de la velocidad de salida
de un lquido por un orificio en una pared delgada, el medidor de
Venturi, el Tubo de Pitot, el sifn, y el empuje ascendente dinmico
en el ala de un avin.UNIDAD III: OSCILACIONESOBJETIVOS
GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad
de:
1. Conocer las caractersticas fsicas de los sistemas
oscilatorios.2. Analizar algunos sistemas fsicos que oscilan con
movimiento armnico simple, movimiento armnico amortiguado y un
movimiento armnico forzado.
3. Aplicar las ecuaciones de un movimiento armnico simple, un
movimiento armnico amortiguado y un movimiento armnico forzado a la
solucin de problemasOBJETIVOS ESPECIFICOS:
Al finalizar esta unidad, el estudiante:
1. Explicar los siguientes trminos: movimiento peridico,
movimiento armnico simple (M.A.S.), movimiento armnico amortiguado
(M.A.A.), movimiento armnico forzado (M.A.F.).2. Definir y
relacionar los siguientes trminos: desplazamiento, amplitud,
frecuencia, perodo, frecuencia angular, fase del movimiento,
constante de fase.3. Calcular la posicin, velocidad y aceleracin de
una partcula que oscile con M.A.S., en cualquier instante que se le
indique; conocida la amplitud, frecuencia angular y constante de
fase.4. Analizar experimentalmente el desplazamiento de un sistema
masa-resorte, calculando las cantidades mencionadas en el objetivo
anterior.
5. Resolver problemas sobre la correspondencia de propiedades
del M.A.S. a M.C.U. y viceversa.6. Utilizar las ecuaciones que
definen la energa potencial, energa cintica y la energa total de
una partcula que oscila con M.A.S. en la resolucin de problemas.7.
Calcular la energa potencial mxima y energa cintica mxima en un
M.A.S.8. Resolver problemas de aplicacin del M.A.S. relacionados
con pndulo simple, pndulo fsico y pndulo de torsin.Analizar
experimentalmente un problema de aplicacin del MAS: el pndulo
Fsico.
9. Explicar el significado de los trminos de la ecuacin:
correspondiente a un movimiento armnico amortiguado (M.A.A.),
calcular el tiempo de vida media de la oscilacin (() y la
frecuencia del movimiento (().10. Resolver problemas sobre M.A.A.
en las que estn involucradas la masa, la constante de fuerza
restauradora a que es sometido el cuerpo, la fuerza de resistencia
que acta sobre el cuerpo y la frecuencia de oscilacin.11. Explicar
cuando un movimiento oscilatorio se considera crticamente
amortiguado, sobre amortiguado y sub amortiguado.
12. Explicar lo que se entiende por oscilaciones forzadas.13.
Explicar el significado de los trminos que aparecen en la ecuacin
deducida para oscilador armnico simple, forzado y amortiguado.14.
Explicar cuando un sistema se encuentra en estado de
resonancia.
15. Resolver problemas de un oscilador forzado con
amortiguamiento, conocida la masa del cuerpo que oscila, la
constante de fuerza, la constante de amortiguamiento, la fuerza
impulsora, la frecuencia y la amplitud de la oscilacin.
UNIDAD IV: MOVIMIENTO ONDULATORIOOBJETIVOS GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad
de:
1. Describir en palabras y matemticamente las ondas armnicas.2.
Resolver problemas de fenmenos en los que se involucran ondas
mecnicas.3. Conocer las propiedades de las ondas sonoras, su
propagacin y su produccin.4. Aplicar los conocimientos adquiridos
sobre ondas sonoras en la resolucin de problemas.
OBJETIVOS ESPECFICOS:Al finalizar esta unidad, el estudiante:1.
Definir o explicar los siguientes trminos: pulso, tren de ondas,
onda mecnica, onda transversal, onda longitudinal, onda
unidimensional, onda bidimensional, onda tridimensional, frente de
onda plana, frente de onda esfrica, onda viajera, onda senoidal,
nmero de onda, velocidad de fase o fase de la onda, amplitud de la
onda, longitud de onda, constante de fase, frecuencia, frecuencia
angular, perodo.2. Identificar cada uno de los elementos en la
ecuacin que representa a una onda senoidal indicando las
caractersticas fundamentales de sta (amplitud, longitud de onda,
frecuencia) y la direccin de propagacin.3. Calcular la velocidad de
propagacin de una onda a partir de su longitud de onda y su
frecuencia o la frecuencia angular y el nmero de onda .4. Calcular
la velocidad o aceleracin transversal de una onda senoidal en un
determinado valor de x ( punto del medio en que se propaga ) y en
un instante dado t a partir de la ecuacin respectiva.5. Determinar
la diferencia de fase entre dos puntos de un medio en que se
propaga una onda armnica dadas la distancia entre los puntos y la
longitud de onda.6. Calcular la velocidad de propagacin de las
ondas en una cuerda dadas su densidad lineal y la tensin o calcular
cualquiera de estas dos ltimas magnitudes si se conocen las otras
dos.7. Deducir las ecuaciones de la rapidez con la que una onda en
una cuerda estirada transporta energa cintica y energa potencial.8.
Resolver problemas sobre potencia de las ondas en una cuerda donde
se aplique la ecuacin: y deducir como se afecta la potencia al
variar cualquiera de las magnitudes que aparecen en la expresin.9.
Deducir la ecuacin de la onda resultante al combinar dos ondas
armnicas de igual frecuencia y amplitud con desfase o no.10.
Explicar en que consiste el fenmeno de interferencia y el principio
de superposicin.11. Explicar cmo se producen las ondas
estacionarias en una cuerda y obtendr la ecuacin de esta.
12. Determinar la distancia entre nodos y antinodos de una onda
estacionaria a partir de su propia ecuacin o de la ecuacin de las
ondas interferentes.
13. Definir o explicar los siguientes trminos: acstica, onda
sonora, perturbacin, compresin, rarefaccin, onda de presin,
amplitud de presin, onda de desplazamiento, potencia e intensidad
de las ondas sonoras, nivel de sonido, decibel.14. Resolver
problemas que involucren ondas de presin y ondas de
desplazamiento
15. Mencionar algunos sistemas vibratorios y fuentes de
sonido.16. Resolver problemas sobre rapidez, potencia e intensidad
de ondas sonoras.16. Resolver problemas sobre nivel de intensidad
del sonido utilizando la Escala de Decibeles.UNIDAD V:
TEMPERATURAOBJETIVOS GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad
de:
1. Definir temperatura y las escalas de temperatura.
2. Conocer los instrumentos de medicin de la temperatura y los
efectos sobre los cuerpos debido a su variacin.
3. Enunciar y aplicar la Ley cero de la Termodinmica.OBJETIVOS
ESPECFICOS:Al finalizar esta unidad, el estudiante:
1. Definir o explicar los siguientes trminos: temperatura,
sistema termodinmico, equilibrio trmico, pared adiabtica, pared
diatrmica, termmetro, escala de temperatura, sistema termodinmico,
propiedad termomtrica, termmetro de gas a volumen constante,
escalas Kelvin, Celsius y Fahrenheit, coeficientes de expansin
lineal superficial y volumtrico, gas ideal.
2. Resolver problemas sobre la relacin entre la temperatura y
una propiedad termomtrica3. Resolver problemas sobre conversin de
escalas termomtricas entre grados Kelvin, Celsius y Fahrenheit4.
Resolver problemas sobre expansin trmica lineal, superficial y
volumtrica5. Explicar las siguientes leyes: ley del gas ideal, la
ley de Avogadro, ley de Boyle y ley de Charles - Gay Lussac.6.
Aplicar en la solucin de problemas la Ley del gas ideal, la ley de
Avogadro, la ley de Boyle y la ley de Charles - Gay Lussac. UNIDAD
VI: CALOR Y LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICAOBJETIVOS
GENERALES:
Al finalizar esta unidad, el estudiante estar en capacidad de:1.
Explicar los diferentes procesos de transferencia de calor y
resolver problemas sobre procesos de conduccin y radiacin.
2. Explicar la primera ley de la termodinmica y aplicarla a
procesos termodinmicos en sistemas que contienen gas ideal.
3. Explicar las propiedades macroscpicas de un gas ideal a
partir de las propiedades de sus molculas.OBJETIVOS ESPECFICOS:
Al finalizar esta unidad, el estudiante:
1. Definir o explicar los siguientes trminos: calor, conduccin,
conveccin, radiacin, capacidad calorfica, calor especfico, calor
latente, calor especfico, calor especfico molar, sistema
termodinmico, proceso termodinmico, trabajo, energa interna.2.
Resolver problemas sobre mezclas en los que se tenga que determinar
la temperatura de equilibrio trmico del sistema o el calor
especfico de alguno de los componentes.
3. Determinar experimentalmente el calor especfico de un metal y
lo identificar.
4. Obtendr terica y experimentalmente la relacin exponencial
entre el cambio de temperatura y el tiempo para el enfriamiento del
agua. Resolver problemas de aplicacin.5. Explicar cualitativamente
los mecanismos de transferencia de calor: conduccin, conveccin y
radiacin.
6. Resolver problemas de conduccin del calor a lo largo de
barras, placas planas y tuberas en las cuales se relacionan la
conductividad del material, el gradiente de temperatura y la razn
de flujo calorfico.
7. Calcular la potencia radiada y la potencia neta radiada de un
cuerpo a partir de su temperatura, emisividad, rea de radiacin y la
temperatura del ambiente.
8. Explicar los siguientes procesos: cuasiesttico, isobrico,
isotrmico, isovolumtrico o isocrico, adiabtico y cclico.
9. Calcular el trabajo realizado por o sobre un gas ideal que
cambia de volumen isobricamente, isotrmicamente y
adiabticamente.
10. Explicar en que consiste la energa interna de un sistema
termodinmico, porqu se le llama funcin de estado y como se
relaciona con el calor y el trabajo.
11. Aplicar la primera ley de la termodinmica en problemas que
involucren los siguientes procesos: adiabtico, isovolumtrico o
isocrico, isotrmico, isobrico, expansin libre y proceso cclico.
12. Explicar cada una de las hiptesis que plantea la teora
cintica del gas ideal.
13. Definir un gas ideal en funcin de las hiptesis de la Teora
Cintica.
14. Interpretar a nivel microscpico la presin de un gas ideal y
como sta se relaciona con la velocidad raz cuadrtica media de las
molculas.
15. Dada la presin de un gas ideal y su densidad calcular la
velocidad raz cuadrtica media de las molculas de gas.
16. Explicar la relacin entre la temperatura de un gas ideal con
la energa cintica traslacional media de las molculas.17. Explicar
en que consiste la energa interna de un gas ideal.
18. Establecer la relacin entre la temperatura de un gas ideal y
su energa interna, realizando clculos al respecto.
19. Enunciar el principio de equiparticin de la energa y
explicar en base a ste porque los calores especficos son diferentes
para gases monoatmicos, diatmicos y poliatmicos.
20. Determinar los valores de Cp y Cv para gases ideales mono,
di y poliatmicos.
21. Conocidos Cp Cv calcular el cambio en energa interna que los
gases ideales experimentan en un proceso dado.
22. Deducir la ecuacin que relaciona la presin y el volumen y a
partir de esta obtener la relacin entre el volumen y la temperatura
en los procesos adiabticos. 23. Aplicar las ecuaciones PV y TV-1 a
procesos de expansin o compresin adiabtica.
UNIDAD VII: ENTROPA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINMICAOBJETIVOS
GENERALES:
Al finalizar esta unidad el estudiante estar en capacidad
de:
1. Conocer el funcionamiento de algunas mquinas trmicas y
mquinas trmicas invertidas.
2. Conocer algunos procesos termodinmicos reversibles e
irreversibles3. Explicar y definir las diferentes versiones de la
segunda ley de la Termodinmica.4. Aplicar la segunda ley de la
termodinmica a diferentes procesos termodinmicosOBJETIVOS
ESPECFICOS.Al finalizar esta unidad el estudiante:
1. Definir o explicar los siguientes conceptos: mquina trmica,
eficiencia, refrigerador, bomba de calor, coeficiente de
rendimiento , proceso reversible, proceso irreversible, ciclo de
Carnot, entropa.
2. Enunciar la Segunda Ley de la Termodinmica segn
Kelvin-Planck, segn Clausius y en trminos de la entropa.
3. Explicar como sera una mquina trmica o un refrigerador
perfecto y lo que expresa el teorema de Carnot.4. Resolver
problemas sobre mquinas trmicas en los cuales se establecen
relaciones entre la eficiencia, el calor del depsito de alta
temperatura, el calor del depsito de baja temperatura y el
trabajo.
5. Resolver problemas sobre refrigeradores o bombas de calor en
los cuales se deban establecer relaciones entre el coeficiente de
rendimiento, el calor del depsito fro, el calor del depsito
caliente y el trabajo.
6. Dadas las condiciones de trabajo de un refrigerador de
Carnot, calcular su eficiencia o coeficiente de rendimiento segn
sea el caso y lo comparar con los de otra mquina o refrigerador que
trabaje entre las mismas temperaturas7. Calcular el cambio de
entropa para procesos reversibles en gases ideales y su entorno, as
como tambin para los procesos irreversibles de conduccin, cambios
de estado, procesos de mezclado y expansin libre.
8. Explicar la relacin entre desorden molecular, entropa y la
segunda ley de la Termodinmica.VII -BIBLIOGRAFIA
1. RESNICK/HALLIDAY/KRANE; FSICA, Volumen 1, Quinta Edicin 2002.
Editorial Continental (CECSA), Mxico.
2. SEARS/ZEMANSKY/YOUNG/FREEDMAN; FSICA UNIVERSITARIA, Volumen
1, Decimo segunda Edicin 2006. Pearson / Addison Wesley, Mxico.3.
SERWAY/JEWETT; FSICA PARA CIENCIAS E INGENIERA, volumen 1 sptima
edicin 2008. CENGAGE LEARNING EDITORES S.A. de C.V. Mxico.4.
BAUER/WESTFALL; FSICA PARA CIENCIAS E INGENIERA, volumen 1 primera
edicin 2011. McGraw Hill MxicoIX - PROGRAMACIN
SEMANAUNIDADCONTENIDOSDISCUSINLABORATORIOEVALUACIONES
1I1.1 - 1.4.3NO HAY NO HAY
2I1.5 - 1.6.1DI (1.1 - 1.4.3)NO HAY
3II2.1 - 2.3.1DI ( 1.5 - 1.6.1)L1
4II2.4 - 2.4.5D2 (2.1 - 2.3.1)L2 ED1 (1.1 -1.6.1)
5III3.1 - 3.5.2D2 (2.4. - 2.4.5)
6III3.6 - 3.8.2D3 (3.1 - 3.5.2)L3 P1 ( UII )
7IV4.1 - 4.4.1D3 (3.6 - 3.8.2)
8IV4.5 - 4.7.1D4 (4.1 - 4.4.1) L4
9IV4.8 - 4.11.2D4 (4.5 - 4.7.1)L5
10V5.1 - 5.6.2D4 (4.8 - 4.11.2) P2 ( UIII,UIV hasta 4.7.1 )
11V5.7 - 5.8.2D5 (5.1 - 5.6.2)
12VI6.1 - 6.5.3D5 (5.7 - 5.8.2)ED2 (4.8- 4.11.2 )
13VI6.6 - 6.8.6D6 (6.1 - 6.5.3)L6
14VI6.9 - 6.12.1D6 (6.6 - 6.8.6)L7ED3 (5.1-5.8.2)
15VII7.1 - 7.5.5D6 (6.9 - 6.12.1)
16VII7.6 - 7.7D7 (7.1 - 7.7)
en clase
17 P3 ( UVI Y UVII )
18 Examen de Suficiencia
PROGRAMA DE ASIGNATURA
FSICA II
UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA
UNIDAD DE CIENCIAS BSICAS
8
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