Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Datos de la materia

Nombre de la materia:

Física II

Clave de la materia: F1003

Liga al programa de la asignatura:

https://serviciosva.itesm.mx/PlanesEstudio/Consultas/Materias/ConsultaMaterias.aspx?ClaveMateria=F1003

Competencias a desarrollar:

C1. Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos C2. Solucionar problemas integrando y aplicando los conocimientos de la materia.

C3. Construir y aplicar modelos matemáticos para solucionar problemas.

Datos del grupo y docente

Horario de clase:

Salón:

Nombre del/la docente: M en C. Marcela Martha Villegas Garrido

Datos de contacto: Aulas I, Planta Baja, Departamento de Ciencias Básicas mvillega@itesm.mx

Asesoría:

Objetivo general de la asignatura (tomado del programa de estudios): 1. Aplicar los conceptos y principios físicos de la mecánica de fluidos, fenómenos ondulatorios y la termodinámica en la solución de problemas y la descripción de dispositivos sencillos. 2. Aplicar las leyes de la termodinámica, de la mecánica de fluidos y del movimiento ondulatorio para determinar las características físicas (calor, temperatura, presión, equilibrio, movimiento, etc.) de un sistema físico.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Políticas generales para el desarrollo del curso: En el salón de clase. 1.- El profesor de la materia es la autoridad dentro del salón de clase. 2.- El profesor de la materia supervisa y controla todas las actividades que se desarrollan en el salón de clase y aquéllas relacionadas con la materia fuera del salón de clase. 3.- Las clases dentro del ITESM-CEM deben comenzar siempre 5 minutos después de la hora de entrada y terminar 5 minutos antes de la hora de salida. Se toma asistencia en cada clase. 4.- No existen retardos y el alumno que no asista no podrá justificar su falta por ningún motivo. 5.- No se pueden consumir alimentos y bebidas dentro del salón de clase. 6.- No se pueden usar teléfonos celulares ni dispositivos electrónicos (radiolocalizadores, iPod, iPad, etc.) durante el horario de clase. Las calculadoras y computadoras serán utilizadas durante las sesiones de clase como material de trabajo bajo la autorización expresa del profesor. 7.- Al salir deben dejarse las bancas debidamente ordenadas. 8.- No existen recesos ni permisos dentro del horario de clase para abandonar el salón, salvo en situaciones de fuerza mayor. 9.- Cualquier situación no contemplada en estas políticas se regirá por el reglamento general del Campus o de alumnos (ver Art. 35-38, 52, 53, 60, 61 y otros del reglamento general de alumnos) De la evaluación. Evaluaciones parciales: Las evaluaciones parciales son de carácter departamental y se elaborarán con preguntas de final abierto, donde se considerará para su evaluación: orden, desarrollo lógico, respuesta, limpieza, etc. Examen final. El examen final será departamental y consistirá de preguntas de final abierto de todo el curso, donde se considerará

para su evaluación: orden, desarrollo lógico, respuesta, limpieza, etc. . Tareas: Las tareas se entregan en clase en la fecha estipulada por el profesor, deben contener: nombre, matrícula, grupo y

enunciados de los problemas y ejercicios, además deberá estar engrapada en caso de entregarse en clase. Actividades: Las actividades se enviarán al mail del profesor. La forma de evaluación seguirá las políticas de las tareas.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Otros 1.- Durante las evaluaciones está prohibido transmitir o recibir información, así como intercambiar objetos. La violación de ello se castiga con la nota DA (Deshonestidad Académica) en la evaluación y en la materia si se trata del examen final. Invariablemente esta nota va al expediente académico. 2.- Durante las evaluaciones solamente podrán ser usadas calculadoras básicas. El uso de cualquier otro tipo de equipo electrónico durante las evaluaciones deberá ser autorizado expresamente por el profesor. 3.- La copia de tareas y/o trabajos invalida a las mismas y se considera DA en el expediente académico. 4.- En caso de indisciplina o violación de las políticas del Departamento de Ciencias Básicas o del reglamento general de alumnos el profesor podrá amonestar y/o aplicar medidas correctivas al estudiante en cuestión. Si la falta lo amerita podrá remitir al estudiante a comité disciplinario. (Ver Art. 37, 38, 60 y 61 del reglamento general de alumnos). 5.- Si una evaluación no se presenta, se deberá solicitar al profesor durante los tres días posteriores a la siguiente clase a que se asista y será a criterio del profesor si se autoriza su presentación. 6.- La calificación mínima aprobatoria es de 70. 7.- Para tener derecho a presentar el examen final se requiere tener un máximo de 6 inasistencias (inasistencias equivalentes al número de clases en 3 semanas). 8.- El no cumplimiento del inciso anterior amerita la nota SD (Sin Derecho) en la materia; una vez terminadas las clases el profesor no podrá realizar cambios en el número de faltas por lo que se sugiere administrar y revisar las faltas en los reportes parciales.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

GUÍA INSTRUCCIONAL

No. de sesió

n

Fecha

Objetivos de Aprendizaje

para el desarrollo de competencias institucionales

Contenidos Actividades de instrucción Recursos de

Apoyo

Tipos de

Evidencia de

aprendizaje

Instrumentos de

Evaluación

1

Densidad y Presión. Definir los conceptos de densidad, presión, densidad relativa, peso aparente, fuerza boyante y resolver problemas.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

2

Presión como función de la profundidad en líquidos. Resolver problemas de estática de fluidos.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

3

Principio de Arquímedes. Describir la fuerza boyante y resolver problemas de estática de fluidos.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

4

Dinámica de Fluidos. Deducir la ecuación de continuidad y la ecuación de Bernoulli y resolver problemas de dinámica de fluidos.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 3

Construir y aplicar un

modelo físico y matemático

para representar

un fenómeno

Estática y dinámica de fluidos Actividad de modelación de fluidos.

Bibliografía, recursos computacionales.

CD con la

simulación en Excel.

Guía de observación

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

susceptible a ser modelado

5

Dinámica de Fluidos. Analizar situaciones donde intervenga la dinámica de fluidos.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Estática y dinámica de fluidos. Práctica de laboratorio de fluidos.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

6 Ecuación de Bernoulli. Resolver problemas de dinámica de fluidos.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 2

Estática y dinámica de fluidos. Resolver problemas donde intervenga la estática y dinámica angular.

Tarea integradora del parcial.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Problemas

resueltos

por el alumno

Cuestionario

7

Movimiento Armónico Simple. Obtener las ecuaciones de posición, velocidad y aceleración de la onda del MAS. Definir las cantidades que aparecen en esas ecuaciones. Resolver problemas del MAS.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

8 Movimiento Armónico Simple. Obtener las ecuaciones de energía y

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

potencia de la onda. Resolver problemas de MAS.

Apuntes de clase

9

Movimiento Armónico Simple. Obtener las ecuaciones del péndulo simple para pequeñas oscilaciones. Resolver problemas de péndulos.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Movimiento ondulatorio. Práctica de laboratorio de movimiento ondulatorio.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

10

. Movimiento Armónico Simple. Obtener las ecuaciones para el péndulo físico, péndulo de torsión y péndulo físico. Resolver problemas de péndulos.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

11

Movimiento Armónico Simple. Resolver problemas de MAS y sus aplicaciones.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

12

Ondas. Obtener las ecuaciones de desplazamiento, velocidad y aceleración de una onda transversal. Definir las cantidades que aparecen en esas ecuaciones. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

13

Ondas en Cuerdas. Obtener la relación entre tensión, densidad lineal

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

de masa y rapidez de propagación. Resolver problemas del tema.

Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Movimiento ondulatorio. Práctica de laboratorio de movimiento ondulatorio.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

14

Ondas en Cuerdas. Obtener la ecuación de la energía del movimiento ondulatorio. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 3

Construir y aplicar un

modelo físico y matemático

para representar

un fenómeno susceptible a

ser modelado.

Movimiento ondulatorio Actividad de modelación de movimiento ondulatorio.

Bibliografía, recursos computacionales.

CD con la

simulación en Excel.

Guía de observación

15

Ondas en Cuerdas. Analizar la interferencia de ondas, condiciones de frontera, superposición. Obtener la ecuación de una onda estacionaria y sus modos normales de oscilación.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Competencia 2

Movimiento ondulatorio. Resolver problemas de MAS, sus aplicaciones y de ondas en cuerdas.

Tarea integradora del parcial.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Problema

s resueltos

por el

alumno

Cuestionario

16

Sonido. Obtener la relación entre onda de desplazamiento y onda de presión. Resolver problemas del tema.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

17 Sonido. Obtener la expresión de la energía propagada en una onda de sonido. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Sonido. Práctica de laboratorio de sonido.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

18

Sonido. Obtener la expresión de la intensidad y nivel de intensidad en una onda de sonido. Resolver problemas del tema.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

19

Sonido. Deducir la expresión de una onda estacionaria y de los modos normales en tubos abiertos y en tubos cerrados. Resolver problemas del tema.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

20

Sonido. Describir el efecto Doppler del sonido considerando la velocidad del viento. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

21

Temperatura. Analizar las escalas de temperatura y obtener las ecuaciones de la dilatación Térmica. Resolver problemas del tema.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Termodinámica Práctica de laboratorio de termodinámica.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

22

Temperatura. Analizar diferentes situaciones donde hay que considerar el efecto de la dilatación térmica.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

23

Calor. Definir el calor y como difiere de la temperatura. Resolver problemas de cambio de fase.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 3

Construir y aplicar un

modelo físico y matemático

para

Termodinámica. Actividad de modelación de termodinámica.

Bibliografía, recursos computacionales.

CD con la

simulación en Excel.

Guía de observación

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

representar un fenómeno susceptible a

ser modelado.

24 Calor. Resolver problemas de cambios de fase.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 2

Sonido y termodinámica: Resolver problemas de sonido y de los diferentes subtemas de termodinámica.

Tarea integradora del parcial.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Problemas

resueltos por el

alumno

Cuestionario

25

Calor. Analizar el fenómeno de transferencia de calor. Resolver problemas del tema.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 1

Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos a través de prácticas de laboratorio

Termodinámica. Práctica de laboratorio de termodinámica.

Manual de la práctica

Reporte de la

práctica

Guía de observación

26

1a Ley de la Termodinámica. Relacionar la presión, el volumen y la temperatura de un gas. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

27

1a Ley de la Termodinámica. Relacionar la transferencia de calor y el trabajo efectuado en un proceso termodinámico. Resolver problemas del tema.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

28

1a Ley de la Termodinámica. Analizar diferente ciclos termodinámicos. Resolver problemas del tema

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

29

2a Ley de la Termodinámica. Definir procesos termodinámicos reversibles e irreversibles. Definir que es una máquinas térmicas y como se calcula su eficiencia. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

30

Entropía. Analizar cómo se relacionan los refrigeradores y las máquinas térmicas y analizar el rendimiento de un refrigerador. Entender el concepto de entropía y como utilizarla para analizar los procesos termodinámicos.

Técnica de diálogo – discusión, modalidad de interacción.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Competencia 2

Termodinámica. Resolver problemas de primera y segunda ley de la termodinámica.

Tarea integradora del parcial.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Problemas

resueltos

por el alumno

Cuestionario

31

Entropía. Analizar los procesos termodinámicos con la segunda ley de la termodinámica. Resolver problemas del tema.

Técnica expositiva, modalidad de presentación.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

32

Entropía. Analizar los procesos termodinámicos con la segunda ley de la termodinámica. Resolver problemas del tema.

Modalidad de estudio individual. Resolución de ejercicios por parte del alumno.

Libro de texto y de consulta. Apuntes de clase

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Metodología de enseñanza-aprendizaje (breve descripción de cómo se desarrollará el curso): Técnicas didácticas:

- Resolución de Problemas, Aprendizaje Colaborativo y Aprendizaje basado en problemas. Las actividades de aprendizaje y otras técnicas didácticas son: - Exposición del profesor y de los alumnos - Actividades para desarrollar las competencias disciplinares, personales y transversales. - Prácticas de laboratorio. - Actividades demostrativas en el salón de clases.

- Capacidad de observación.

- Investigación de tópicos relacionados con los temas del curso

Competencias disciplinares:

- Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimientos - Solucionar problemas integrando y aplicando los conocimientos de la materia. - Construir y aplicar modelos matemáticos para solucionar problemas.

Intención del curso en el contexto general del plan de estudios Es un curso de nivel básico que tiene la intención de desarrollar en el alumno la habilidad de resolución de problemas de mecánica de fluidos, movimiento ondulatorio y termodinámica mediante la aplicación de los conocimientos y leyes fundamentales de la Física; la comprensión de los conceptos a través del análisis teórico y práctico de los fenómenos físicos; la capacidad de observación y la habilidad de relacionar los eventos físicos de la vida cotidiana con los conceptos de la Física. Requiere conocimientos previos de cálculo diferencial e integral en una variable.

Bibliografía obligatoria y/o básica: Libro de texto: Bauer W., y Westfall G. Física para Ingeniería y Ciencias. Volumen I, segunda edición. Editorial Mc Graw Hill 2014.

REFERENCIAS ADICIONALES: Serway R., y Jewett J. Física para ciencias e ingeniería, volumen 1, novena edición., editorial Cengage 2014.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Tipler P. A., y Mosca G., Física para la ciencia y la tecnología, Sexta edición, Volumen I, editorial Reverté 2010. Young H., y Freedman R. Física Universitaria, volumen 1, treceava edición, editorial Pearson 2013.

Sistema de evaluación:

Sistema de evaluación integral/fechas a considerar

Primera evaluación 30%

(Primer registro: martes 18 de septiembre) - (2) Examen parcial 70% - Actividad reto 10%

- Exámenes rápidos 10% - Tareas 10%

Segunda evaluación 30%

(Segundo registro: martes 29 de octubre) - (2) Examen parcial 70% - Actividad reto 10% - Exámenes rápidos 10% - Tareas 10%

Evaluación Final 25%

(Tercer período: calendario escolar)

- Examen final 80% - Exámenes rápidos 10% - Tareas 10%

Laboratorio 10% Semana i 5%

Primer Registro: martes 18 de septiembre. Segundo registro: martes 29 de octubre

Asueto: lunes 19 de noviembre

Último día de clases: 21 de noviembre Finales: Calendario escolar 23 de noviembre al 4 de diciembre

Semana i: 24-28 de septiembre 2018.

Síntesis curricular de tu profesor/profesor:

Licenciatura en Ciencias Químicas ITESM-MTY Maestría en Educación, especialidad en Física ITESM-Eugenio Garza La Güera Maestría en Ciencias, especialidad en Ingeniería Ambiental ITESM-MTY Estudiante del Doctorado en Derecho Privado, Especialidad Derecho Ambiental ITESM-USAL ESPAÑA Certificado GRI KPMG-GRI Certificado ISO 14001:2004 Auditor Interno SGS Cervecería Cuauhtémoc y Famosa. Departamento de Control de Calidad e Investigación

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

Escuela de Ingeniería y Ciencias Departamento de Ciencias

Química Investigadora del área de Investigación y Desarrollo ITESM-CEM Profesora de tiempo completo del Departamento de Ciencias Directora de Posgrado Coordinadora del proyecto de transversalidad del desarrollo sostenible en ITESM RZMCM Proyecto Novus: mphyslab Proyectos de vinculación academia-empresa-gobierno.