UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERIA GEOGRAFICA Y ECOTURISMO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOGRAFICA
PROGRAMA FISICA II
Profesor : ING. ECHEVARRIA ARDILES, Hernán
II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
El curso debe proveer a los estudiantes los conceptos fundamentales de la materia en sus tres estados, sus propiedades y fenómenos que le permitan comprender los avances científicos y la tecnología, también cierta soltura para resolver problemas clásicos de la física y que les permita abordar los cursos posteriores de mayor complejidad y de profesión sin demasiados problemas. Se fomenta el uso de las tecnologías de información como complemento, laboratorios virtuales para la mayor comprensión de la fenomenología física además de los recursos clásicos que suele tener los estudiantes. Tanto los ejemplos hechos en clase, como los problemas dejados en las tareas, son en gran parte tomado de la vida diaria o de la tecnología.
III. SUMILLA
El curso empieza con los sólidos, profundizando sus propiedades elásticas: Esfuerzos y deformaciones. Oscilaciones: Movimiento Armónico Simple, Amortiguadas y Forzadas. Movimiento Ondulatorio. Luego el estudio de los líquidos y sus propiedades. Hidrostática: Principio de Pascal y Arquímedes. Tensión superficial, Hidrodinámica y Viscosidad: Ecuación de continuidad, Ecuación de Bernoulli. Ley de Poiseuille. Temperatura y Dilatación. Calor. Cambios de Estados. Se estudia los gases, sus propiedades y su uso como sustancia de trabajo para el estudio de Termodinámica. Teoría Cinética de Gases. Leyes de Termodinámica. Maquinas Térmicas y Bombas de Calor.
FACULTAD DE INGENIERIA GEOGRAFICA Y ECOTURISMO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOGRAFICA
PROGRAMA FISICA II
Profesor : ING. ECHEVARRIA ARDILES, Hernán
II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA
El curso debe proveer a los estudiantes los conceptos fundamentales de la materia en sus tres estados, sus propiedades y fenómenos que le permitan comprender los avances científicos y la tecnología, también cierta soltura para resolver problemas clásicos de la física y que les permita abordar los cursos posteriores de mayor complejidad y de profesión sin demasiados problemas. Se fomenta el uso de las tecnologías de información como complemento, laboratorios virtuales para la mayor comprensión de la fenomenología física además de los recursos clásicos que suele tener los estudiantes. Tanto los ejemplos hechos en clase, como los problemas dejados en las tareas, son en gran parte tomado de la vida diaria o de la tecnología.
III. SUMILLA
El curso empieza con los sólidos, profundizando sus propiedades elásticas: Esfuerzos y deformaciones. Oscilaciones: Movimiento Armónico Simple, Amortiguadas y Forzadas. Movimiento Ondulatorio. Luego el estudio de los líquidos y sus propiedades. Hidrostática: Principio de Pascal y Arquímedes. Tensión superficial, Hidrodinámica y Viscosidad: Ecuación de continuidad, Ecuación de Bernoulli. Ley de Poiseuille. Temperatura y Dilatación. Calor. Cambios de Estados. Se estudia los gases, sus propiedades y su uso como sustancia de trabajo para el estudio de Termodinámica. Teoría Cinética de Gases. Leyes de Termodinámica. Maquinas Térmicas y Bombas de Calor.
CONTENIDOS POR SEMANAS
SEMANA 01.
Sólidos. Modelo de un sólido, clases de sólidos: cristalino y amorfo. Propiedades de los sólidos: físicas y mecánicas. Distancias interatómicas y fuerzas elásticas. Limites de Elasticidad. Esfuerzos de compresión y tracción. Deformaciones longitudinales: absoluta y unitaria. Ley De R. hook.
Problemas de aplicación de la Ley de R. Hook para esfuerzos de compresión y tracción longitudinal.
Lab 1: Introducción al laboratorio, seguridad, procedimientos y elaboración de presentación de reportes. Verificación de la Ley de R. Hook.
SEMANA 02.
Elasticidad. Deformación axial y el coeficiente Poisson. Esfuerzos de cizallas. Deformaciones por cizallamiento. Torsión: ángulo de giro. Deformación biaxial y triaxial. Ley de Hook Generalizada. Relación entre módulos elásticos. Deformación por temperatura. Problemas de aplicación.
Lab 2: Determinación del módulo de Rigidez.
PRIMERA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 03.
Oscilaciones. Oscilaciones libres y mecánicas. Movimiento Armónico Simple. Cinemática, dinámica, relaciones energéticas en la MAS. Ecuación Diferencial del MAS. Sistema Masa-Resorte. Péndulo simple. Problemas de MAS.
Lab 3: Péndulo Compuesto.
SEMANA 04.
Oscilaciones. Superposición de movimiento armónico simple. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones Forzadas. Resonancia mecánica. Problemas.
Lab 4: Oscilaciones Amortiguadas.
SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 05.
Hidrostática: Fluidos. Presión hidrostática. Ecuación diferencial de la hidrostática. Manómetros. Principio de Pascal y Principio de Arquímedes. Fuerza y torque ejercido por un fluido sobre una superficie sumergida. Centro de presiones. Sistemas de fluidos acelerados. Problemas.
Lab 5: Principio de Arquímedes
SEMANA 06.
Hidrodinámica. Flujo. Tipos de flujo. Caudal. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli. Velocidad de Flujo de un tanque. Problemas. Tubo de Venturi. Tubo de Pitot
Lab 7: Tubo de Venturi.
TERCERA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 06.
Viscosidad. Viscosidad: Ley de Poiseuille. Caudal. Flujo viscoso. Numero de Reynolds. Ley de Stokes. Problemas.
Lab 7: Determinación del coeficiente de viscosidad.
SEMANA 08. Examen parcial
SEMANA 09.
Tensión Superficial y acción capilar. Fuerza de Tensión superficial. Coeficiente de tensión superficial. Adhesión, cohesión y acción capilar.
Lab 8: Determinación del coeficiente de tensión superficial.
SEMANA 10.
Temperatura, Dilatación y calor. Temperatura: Escalas de Temperatura. Termómetros. Dilatación Lineal, Superficial y Volumétrica. Calor y Equilibrio Térmico. Equivalente mecánico del calor. Calor de combustión capacidad calorífica, calor específico. Cambios de fase y calor latente. Problemas.
Lab 9: Determinación del calor específico de una sustancia.
SEMANA 11.
Transferencia de Calor. Formas de Propagación del calor: conducción, convección y radiación. Problemas.
Lab 10: Velocidad de propagación del calor.
CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA
SEMANA 12.
Teoría Cinética de los Gases. Modelo de un Gas Ideal. Presión y Movimiento Molecular. Interpretación Microscópica de la Temperatura. Distribuciones de Probabilidad. Distribución de Velocidades moleculares en los Gases. Distribución de Maxwell-Boltzmann y el teorema de Equipartición de la Energía.
Lab 11: Construcción de un Termómetro de Gas y elaboración de escalas.
SEMANA 13.
Termodinámica (1era Parte). Trabajo efectuado por sistemas térmicos. Función Energía Interna. Primera Ley de Termodinámica. Transformaciones termodinámicas.
Lab 12: Verificación de la Ley de Boyle
SEMANA 14.
Termodinámica (2da Parte). Procesos Reversibles e Irreversibles. Expansión libre. Maquinas Térmicas. Ciclos Termodinámicos. Ciclo y Teorema de Carnot. Refrigeradores y Bombas de Calor Coeficientes de Eficiencia. Entropía y la Segunda Ley de Termodinámica. Entropía y los Gases Ideales.
QUINTA PRÁCTICA CALIFICADA
SEMANA 15.
Movimiento Ondulatorio. Ondas Mecánicas. Tipos de Ondas. Calculo de la velocidad de una onda. Energía y Potencia de una onda periódica. Principio de superposición. Ondas estacionarias. Frecuencias características. Ecuación matemática de una onda. Sonido. Velocidad del sonido. Interferencia y Pulsaciones.
Lab 15: Determinación de una frecuencia sonora y mecánica
SEMANA 16: Examen Final
SEMANA 17: Examen Sustitutorio.
X. BIBLIOGRAFÍA GENERAL.
1. Rojas Saldaña Ausberto; Física II; San Marcos; 1994.
2. Paul Tipler; Física para ciencia y la tecnología, volumen 1; Reverte; 2001.
3. Fishbane - Gasiorowicz - Thorton; Física para ciencia e ingeniería; Prentice Hall; 1993.
4. Jerry de Wilson; Física; Pearson Educación; 1994.
5. M.Alonso - E. J. Finn; Física; Adinson Wesley Iberoamerica; 1995.
6. Serway; Física Cuarta edición; Mc Graw Hill; 2001.
7. Robert Resnick – David Halliday; Física Parte I; C.E.C.S.A; 1992.
XI. BIBLIOGRAFÍA ESPECIALIZADA.
1. Fitzgerald Robert; Mecánica de Materiales.
2. Giles Ronald V.; Mecánica de Fluido e Hidráulica.
3. Potter Merle C.; Mecánica de Fluidos.
4. Kirillin V. A.- Sichev V. V. – Sheidlin A.E.; Termodinámica Tecnica.
5. Abbot-Van Ness; Teoría y Problemas de Termodinámica.
Sólidos. Modelo de un sólido, clases de sólidos: cristalino y amorfo. Propiedades de los sólidos: físicas y mecánicas. Distancias interatómicas y fuerzas elásticas. Limites de Elasticidad. Esfuerzos de compresión y tracción. Deformaciones longitudinales: absoluta y unitaria. Ley De R. hook.
Problemas de aplicación de la Ley de R. Hook para esfuerzos de compresión y tracción longitudinal.
Lab 1: Introducción al laboratorio, seguridad, procedimientos y elaboración de presentación de reportes. Verificación de la Ley de R. Hook.
SEMANA 02.
Elasticidad. Deformación axial y el coeficiente Poisson. Esfuerzos de cizallas. Deformaciones por cizallamiento. Torsión: ángulo de giro. Deformación biaxial y triaxial. Ley de Hook Generalizada. Relación entre módulos elásticos. Deformación por temperatura. Problemas de aplicación.
Lab 2: Determinación del módulo de Rigidez.
PRIMERA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 03.
Oscilaciones. Oscilaciones libres y mecánicas. Movimiento Armónico Simple. Cinemática, dinámica, relaciones energéticas en la MAS. Ecuación Diferencial del MAS. Sistema Masa-Resorte. Péndulo simple. Problemas de MAS.
Lab 3: Péndulo Compuesto.
SEMANA 04.
Oscilaciones. Superposición de movimiento armónico simple. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones Forzadas. Resonancia mecánica. Problemas.
Lab 4: Oscilaciones Amortiguadas.
SEGUNDA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 05.
Hidrostática: Fluidos. Presión hidrostática. Ecuación diferencial de la hidrostática. Manómetros. Principio de Pascal y Principio de Arquímedes. Fuerza y torque ejercido por un fluido sobre una superficie sumergida. Centro de presiones. Sistemas de fluidos acelerados. Problemas.
Lab 5: Principio de Arquímedes
SEMANA 06.
Hidrodinámica. Flujo. Tipos de flujo. Caudal. Ecuación de continuidad. Ecuación de Bernoulli. Velocidad de Flujo de un tanque. Problemas. Tubo de Venturi. Tubo de Pitot
Lab 7: Tubo de Venturi.
TERCERA PRACTICA CALIFICADA
SEMANA 06.
Viscosidad. Viscosidad: Ley de Poiseuille. Caudal. Flujo viscoso. Numero de Reynolds. Ley de Stokes. Problemas.
Lab 7: Determinación del coeficiente de viscosidad.
SEMANA 08. Examen parcial
SEMANA 09.
Tensión Superficial y acción capilar. Fuerza de Tensión superficial. Coeficiente de tensión superficial. Adhesión, cohesión y acción capilar.
Lab 8: Determinación del coeficiente de tensión superficial.
SEMANA 10.
Temperatura, Dilatación y calor. Temperatura: Escalas de Temperatura. Termómetros. Dilatación Lineal, Superficial y Volumétrica. Calor y Equilibrio Térmico. Equivalente mecánico del calor. Calor de combustión capacidad calorífica, calor específico. Cambios de fase y calor latente. Problemas.
Lab 9: Determinación del calor específico de una sustancia.
SEMANA 11.
Transferencia de Calor. Formas de Propagación del calor: conducción, convección y radiación. Problemas.
Lab 10: Velocidad de propagación del calor.
CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA
SEMANA 12.
Teoría Cinética de los Gases. Modelo de un Gas Ideal. Presión y Movimiento Molecular. Interpretación Microscópica de la Temperatura. Distribuciones de Probabilidad. Distribución de Velocidades moleculares en los Gases. Distribución de Maxwell-Boltzmann y el teorema de Equipartición de la Energía.
Lab 11: Construcción de un Termómetro de Gas y elaboración de escalas.
SEMANA 13.
Termodinámica (1era Parte). Trabajo efectuado por sistemas térmicos. Función Energía Interna. Primera Ley de Termodinámica. Transformaciones termodinámicas.
Lab 12: Verificación de la Ley de Boyle
SEMANA 14.
Termodinámica (2da Parte). Procesos Reversibles e Irreversibles. Expansión libre. Maquinas Térmicas. Ciclos Termodinámicos. Ciclo y Teorema de Carnot. Refrigeradores y Bombas de Calor Coeficientes de Eficiencia. Entropía y la Segunda Ley de Termodinámica. Entropía y los Gases Ideales.
QUINTA PRÁCTICA CALIFICADA
SEMANA 15.
Movimiento Ondulatorio. Ondas Mecánicas. Tipos de Ondas. Calculo de la velocidad de una onda. Energía y Potencia de una onda periódica. Principio de superposición. Ondas estacionarias. Frecuencias características. Ecuación matemática de una onda. Sonido. Velocidad del sonido. Interferencia y Pulsaciones.
Lab 15: Determinación de una frecuencia sonora y mecánica
SEMANA 16: Examen Final
SEMANA 17: Examen Sustitutorio.
X. BIBLIOGRAFÍA GENERAL.
1. Rojas Saldaña Ausberto; Física II; San Marcos; 1994.
2. Paul Tipler; Física para ciencia y la tecnología, volumen 1; Reverte; 2001.
3. Fishbane - Gasiorowicz - Thorton; Física para ciencia e ingeniería; Prentice Hall; 1993.
4. Jerry de Wilson; Física; Pearson Educación; 1994.
5. M.Alonso - E. J. Finn; Física; Adinson Wesley Iberoamerica; 1995.
6. Serway; Física Cuarta edición; Mc Graw Hill; 2001.
7. Robert Resnick – David Halliday; Física Parte I; C.E.C.S.A; 1992.
XI. BIBLIOGRAFÍA ESPECIALIZADA.
1. Fitzgerald Robert; Mecánica de Materiales.
2. Giles Ronald V.; Mecánica de Fluido e Hidráulica.
3. Potter Merle C.; Mecánica de Fluidos.
4. Kirillin V. A.- Sichev V. V. – Sheidlin A.E.; Termodinámica Tecnica.
5. Abbot-Van Ness; Teoría y Problemas de Termodinámica.
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