SÍLABO DEL CURSO MECÁNICA OSCILACIONES Y ONDAS
I. INFORMACIÓN GENERAL
1.1. Facultad Ingeniería
1.2. Carrera Profesional Ingeniería en Sistemas Computacionales
1.3. Departamento ---
1.4. Requisito
1.5. Periodo lectivo 2014-I
1.6. Ciclo de estudios 3
1.7. Inicio-término 24 de Marzo de 2014 – 19 de Julio de 2014 1.8. Extensión horaria 6 HC(3HT+3HLab) y 03 HNP
1.9. Créditos 5
II. SUMILLA
III. LOGRO DEL CURSO
El curso de mecánica oscilaciones y ondas es un curso básico de naturaleza teórico – práctico, cuya finalidad es proporcionar al estudiante una presentación clara y lógica de los conceptos, principios básicos y leyes del movimiento oscilatorio y reforzando la comprensión de estos conceptos mediante la discusión de aplicaciones a la técnica, la simulación de sistemas físicos en la computadora
Los temas principales son: • Mecánica de partículas. • Mecánica de sólido rígido
• Oscilaciones y ondas mecánicas.
Al finalizar el curso, el estudiante resuelve problemas relacionados a oscilaciones y ondas mecánicas, haciendo uso de las leyes de la mecánica y los sistemas de unidades adecuados, para aplicarlos en el estudio de ondas mecánicas.
IV. UNIDADES DE APRENDIZAJE Nombre de Unidad I:Mecánica de la partícula
Logro de Unidad: Al finalizar la primera unidad, el estudiante resuelve problemas relacionados a mecánica de partículas, haciendo uso de las leyes de la mecánica y los sistemas de unidades adecuados, para aplicarlos en el estudio de ondas mecánicas, demostrando perseverancia en la tarea. Sem Contenido Saberes básicos Actividades de Aprendizaje Recursos Criterios de evaluación Horas Presenciales Horas No Presenciales 1 Silabo Vectores: representaci ón y operaciones. Representac ión paramétrica del vector. Laboratorio. • Socializa el silabo. • Identifica en forma grupal la presencia de vectores en su entorno. • Representa gráfica y analíticamente un vector en sus diferentes parámetros. • Resuelve en grupo, ejercicios propuestos aplicando operaciones vectoriales • Forma grupos de laboratorio.
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio •Identifica los vectores en su entorno. •Representa gráfica y analíticamente un vector en sus diferentes parámetros. •Resuelve ejercicios aplicando operaciones vectoriales. •Rubrica de Laboratorio 2 • Cinemática: MRU y MRUV • Tipos y gráficas de movimientos. • Movimiento parabólico y circular. • Laboratorio Nº1: Instrumentos de medición. •Ilustra ejemplos de los tipos de movimientos. • Identifica en grupo las características de los diferentes tipos de movimientos. • Grafica en la pizarra los diferentes tipos de movimientos con la ayuda del docente. • Presenta de las ecuaciones del movimiento por parte del docente.
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa de Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica las características de los tipos de movimiento. Traza gráficas de los diferentes tipos de movimientos. Resuelve de ejercicios de cinemática, teniendo en cuenta las características y ecuaciones de los diferentes tipo de movimiento. Rubrica de Laboratorio.
• Resuelve en grupo y en la pizarra ejercicios de cinemática, teniendo en cuenta las características y ecuaciones de los diferentes tipo de movimiento. Práctica de Laboratorio 3 • Fuerzas. • Diagrama de cuerpo libre. • Leyes de Newton. • Laboratorio Nº2: Medición e incertidumbre • Identifica las fuerzas que existen en nuestro entorno. • Identifica y grafica en la pizarra los diferentes tipo de fuerzas en un sistema físico. • Analiza las características que presentan las tres leyes de Newton. • Resuelve ejercicios propuestos aplicando las características de las fuerzas y leyes de Newton. • Práctica de Laboratorio
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa de Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Esquematiza de diagrama de cuerpo libre de los tipos de fuerzas en un sistema físico. Resuelve ejercicios aplicando las características de las fuerzas y leyes de Newton. Rubrica de Laboratorio 4 •Estática de la partícula. Primera condición de equilibrio. • Resuelve ejercicios en la pizarra aplicando la primera condición de equilibrio. Examen de Laboratorio • Usa el aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. • Proyecto de investigación. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Resuelve ejercicios aplicando la primera condición de equilibrio. Rubrica de Laboratorio Rubrica de Proyecto Evaluación: (T1): EE (0.60), TG (0.30), PO (0.1)
4
Examen escrito (EE),Trabajo grupal (PG), Participación oral (PO)
5 • Fuerzas de fricción, centrípeta. • Laboratorio Nº3: Modelación de datos y ajuste de curvas. • Identifica las fuerzas de fricción centrípeta en un sistema físico. • Resuelve ejercicios en la pizarra que involucren fuerzas de fricción y fuerzas centrípetas. • Realiza mediciones en laboratorio, aplica al modelación de datos y ajuste de curvas. Sustenta la fase 1 del proyecto de Investigación Usa el aula virtual (revisión de material, foros y chat). Usa Biblioteca. Trabajos fuera de aula (individual y grupal). Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica de modo correcto de las fuerzas de fricción centrípeta en un sistema físico. Calcula el módulo y la dirección de la fuerza de fricción y centrípeta. Rubrica de Laboratorio 6 • Trabajo, energía y potencia. • Laboratorio Nº4: Movimiento parabólico. • Explica sobre los sistemas físicos que realizan trabajo y energía, además, la relación con las fuerzas conservativas y no conservativas. • Identifica fuerzas que realizan trabajo. • Resuelve ejercicios en la pizarra y en forma grupal para determinar el trabajo realizado por un sistema físico. • Resuelve ejercicios propuestos considerando Usa el aula virtual (revisión de material, foros y chat). Usa la Biblioteca. Trabaja fuera de aula (individual y grupal). Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Comenta sobre los tipos de trabajo realizado y las fuerzas que realizan dicho trabajo. Identifica fuerzas que realizan trabajo. Calcula el trabajo que realizan las fuerzas en un sistema. Resuelve el trabajo perdido debido a fuerzas conservativas y no conservativas. Resuelve la potencia utilizada, suministrada y perdida de un sistema físico. Rubrica de Laboratorio
fuerzas no conservativas, y la energía que pierde un sistema físico por dichas fuerzas. • Desarrolla ejercicios en la pizarra que determinan la potencia utilizada, suministrada y perdida de un sistema físico. • Práctica de Laboratorio
Nombre de Unidad II:Mecánica del Sólido Rígido
Logro de Unidad: Al finalizar la segunda unidad, el estudiante resuelve problemas relacionados a Mecánica del sólido rígido, haciendo uso de las leyes de la mecánica y los sistemas de unidades adecuados, para aplicarlos en el estudio de ondas mecánicas.
Sem Contenido Saberes básicos Actividades de Aprendizaje Recursos Criterios de evaluación Horas Presenciales Horas No Presenciales 7 Centro de masa. Estática cuerpo rígido. Laboratorio Nº5: Equilibrio estático y su aplicación en una viga voladiza. Se muestra virtualmente cuerpos en los cuales se ubica geométricam ente su centro de masa. Resuelve en grupo ejercicios propuestos para obtener el centro de masa de un sistema físico. Analiza la tendencia a la rotación de un cuerpo rígido. Interpreta las característic as de la estática de • Uso de aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Uso de Biblioteca. • Trabajos fuera de aula (individual y grupal). • Resolución de ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica acertada del punto geométrico de su centro de masa. Calcula correctamente el centro de masa de un sistema físico. Resuelve ejercicios considerando las características de la estática de un cuerpo rígido. Resuelve ejercicios de momento de una fuerza para un cuerpo rígido. Rubrica de Laboratorio
6 cuerpo rígido con la ayuda del docente. Resuelve ejercicios en la pizarra considerand o las característic as de la estática del un cuerpo rígido. Determina el momento de una fuerza para un cuerpo rígido. Práctica de Laboratorio 8 • Distribucione s de fuerzas. • Identifica las fuerzas distribuidas que afectan a un cuerpo rígido. • Resuelve ejercicios en grupo que involucren distribución de fuerzas. • Práctica de Laboratorio • Usa el aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica las fuerzas distribuidas que afectan a un cuerpo rígido. Resuelve ejercicios que involucren distribución de fuerzas. Evaluación Parcial 9 • Momento de inercia. • Ley fundamental torque. • Laboratorio Nº6: Centro de gravedad. • Explicación por parte del docente de momento de Inercia, y la ley fundamental del torque. • Resuelve ejercicios de en grupo y en la pizarra, utilizando las leyes del torque y del momento de inercia. • Ubica experimentalm ente el centro • Uso de aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Uso de Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. • Proyecto de investigación. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Resuelve ejercicios de momento de Inercia. Rubrica de Laboratorio.
de masa de figuras planas. Examen de Laboratorio 10 • Energía cinética de rotación. Analiza la el movimiento rotacional y la energía que adquiere un cuerpo rígido, identificando las característic as del mismo. Determina la energía de rotación que adquiere un cuerpo rígido. Sustenta la fase 2 del proyecto de Investigación • Usa el aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa el Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. • Proyecto de investigación. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica las características del movimiento rotacional. Resuelve ejercicios de energía de rotación que adquiere un cuerpo rígido. Rubrica de Laboratorio. Rubrica de Proyecto Evaluación: (T2): EE (0.60), TG (0.30), PO (0.1)
Examen escrito (EE),Trabajo grupal (PG), Participación oral (PO)
11 Momento angular. Laboratorio Nº7: Momento de Inercia: La rueda de Maxwell. Identifica las característic as del momento angular y determina sus leyes. Resuelve ejercicios en la pizarra de cuerpos rígidos en rotación aplicando sus leyes y considerand o sus característic as. Práctica de Laboratorio
Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). Usa Biblioteca. Trabaja fuera de aula (individual y grupal). Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Identifica las características del momento angular. Resuelve ejercicios de cuerpos rígidos en rotación aplicando sus leyes y considerando sus características. Rubrica de Laboratorio.
8 Nombre de Unidad III: Oscilaciones y Ondas
Logro de Unidad: Al finalizar la tercera unidad, el estudiante resuelve problemas relacionados a Oscilaciones y ondas, haciendo uso de las leyes de las oscilaciones y los sistemas de unidades adecuados, para aplicarlos en el estudio de ondas mecánicas, demostrando dominio del tema.
Sem Contenido Saberes básicos Actividades de Aprendizaje Recursos Criterios de evaluación Horas Presenciales Horas No Presenciales 12 Movimient o armónico simple. Laboratori o Nº8: Péndulo simple. Analiza las ecuaciones del movimiento Armónico simple. Resuelve en grupo y en la pizarra ejercicios propuestos utilizando las ecuaciones del movimiento Armónico Simple. Práctica de Laboratorio.
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Resuelve ejercicios relacionados la posición, velocidad y aceleración de un oscilador armónico simple. Rubrica de Laboratorio. 13 Oscilaci ones amortigu adas. Oscilaci ones Forzada s Resonan cia. Laborato rio Nº9: Péndulo Físico y el teorema de Steiner. El docente explica las características y los tipos de oscilaciones, y el fenómeno de la resonancia, así como, las ecuaciones que la gobiernan. Soluciona de ejercicios tipos por el docente. Forma grupos para resolver ejercicios propuestos aplicando las ecuaciones que gobiernan las oscilaciones amortiguadas. Práctica de Laboratorio
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Resuelve ejercicios de oscilaciones, aplicando las ecuaciones de las gobiernan. Identifica fenómeno de resonancia. Rubrica de Laboratorio. 14 Tipos de ondas Visualiza virtualmente
• Usa aula virtual (revisión de
Multimedia Identifica as características y
Energía Onda Mecánica. Intensida d de las ondas. Laboratori o Nº10: Ondas estaciona rias en una cuerda vibrante. los diferentes tipos de ondas. Identifica las características y parámetros de las ondas mecánicas. Resuelve ejercicios en la pizarra usando las ecuaciones que intervienen en ondas mecánicas. Sustenta la parte Final del proyecto de Investigación material, foros y chat). • Usa el Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio
tipo s del as ondas mecánicas. Resuelve ejercicios usando las ecuaciones que intervienen en ondas mecánicas. Rubrica de Laboratorio. Rubrica de Laboratorio 15 • Ondas sonoras. • Identifica las ondas sonoras que se presentan en el entorno. • Practica grupal para resolver ejercicios que involucren las ondas sonoras. Examen de Laboratorio
• Usa aula virtual (revisión de material, foros y chat). • Usa Biblioteca. • Trabaja fuera de aula (individual y grupal). • Resuelve ejercicios. Presenta proyecto de investigación. Multimedia Plumones Guía de práctica Biblioteca Aula virtual Guía de Laboratorio Resuelve ejercicios que involucren las ondas sonoras. Rubrica de Laboratorio. Rubrica de Proyecto. EVALUACION FINAL
Evaluación (EF): EE (0.60), PA(0.4) Examen escrito (EE), Portafolio (PA) EVALUACION SUSTITUTORIA
10 V. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS
La estrategia didáctica a desarrollar para el curso de mecánica oscilaciones y ondas es un aprendizaje activo por parte del estudiante, donde el docente es un facilitador del aprendizaje del estudiante. Entre las metodologías y técnicas a utilizar están:
Metodologías Técnicas
Aprendizaje Basado en Proyectos.
Aprendizaje colaborativo. Trabajo en equipo
Desarrollo de prácticas grupales
Examen de conceptos básicos (se evalúa en cualquier momento)
Desarrollo de proyectos de investigación. Investigación bibliográfica.
Participación activa en clase. Prácticas de laboratorio.
Actividades en aula virtual - Argos
VI. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO
El peso de cada T es :
EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL
T1 20 2,4
T2 35 4,2
T3 45 5,4
TOTAL 100% 12
Los pesos ponderados de los resultados de evaluación son los siguientes:
EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL
PARCIAL 20 4
CONTINUA (Ts) 60 12
FINAL 20 4
TOTAL 100% 20
Eventos UPN – Live (dirigido a docentes y estudiantes)
EVENTO FECHA
World Leadership Forum (México) 09 y 10 de abril
ESPECIFICACIÓN DE ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN CONTINUA EN EL CURSO
T Descripción Semana
T1
• Se evaluarán problemas sobre vectores, cinemática, leyes de Newton y estática de partículas.
4
T2
• Se evaluarán problemas sobre fuerzas de rozamiento. Estática del cuerpo rígido y momento de inercia.
12
T3 • Se evaluarán problemas sobre momento
World Innovation Forum (New York) 04 y 05 de junio World Business Forum (New York) 07 y 08 de octubre
VII. BIBLIOGRAFÍA
1. Bibliografía Básica
N° CÓDIGO AUTOR TITULO AÑO
1 530 SEAR 1998 SEAR ZEMANSKY YOUNG FISICA UNIVERSITARIA (VOL. 1) 1988 2 530 OHAN OHANIAN, HANS C FÍSICA PARA INGENIERÍA Y CIENCIAS (VOL. 1) 2009 2. Bibliografía Complementaria
N° CÓDIGO AUTOR TITULO AÑO
1 30 TIPL/F 2010 TIPLER, PAUL ALLEN FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA (VOL. 1) 2010 2 530 SERW 2009 REYMOND SERWAY FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA (VOL. 1) 2009
3. Páginas Web para consultar en Internet
N° AUTOR TÍTULO LINK AÑO
1 Angel Franco Garcia Física con Ordenador http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ 2011 2 Salvador Gil y Eduardo Rodriguez Física Recreativa http://www.fisicarecreativa.com/ 2009 VIII. ANEXOS
Competencias Generales UPN Competencias Descripción
1. Liderazgo Inspira confianza en un grupo, lo guía hacia el logro de una visión compartida y genera en ese proceso desarrollo personal y social. 2. Trabajo en
Equipo
Trabaja en cooperación con otros de manera coordinada, supera conflictos y utiliza sus habilidades en favor de objetivos comunes. 3. Comunicación
Efectiva
Intercambia información a través de diversas formas de expresión y asegura la comprensión mutua del mensaje.
12 4. Responsabilidad
Social
Asegura que sus acciones producirán un impacto general positivo en la sociedad y en la promoción y protección de los derechos humanos. 5. Pensamiento
Crítico
Analiza e Interpreta, en contextos específicos, argumentos o proposiciones. Evalúa y argumenta juicios de valor.
6. Aprendizaje Autónomo
Busca, identifica, evalúa, extrae y utiliza eficazmente información contenida en diferentes fuentes para satisfacer una necesidad personal de nuevo conocimiento.
7. Capacidad para Resolver
Problemas
Reconoce y comprende un problema, diseña e implementa un proceso de solución y evalúa su impacto.
8. Emprendimiento Transforma ideas en oportunidades y acciones concretas de creación de valor para la organización y la sociedad.
