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SÍLABO
Cálculo aplicado a la física III (100000G16T)
2022 - Ciclo 1 Marzo
1. DATOS GENERALES
1.1.Carrera: Ingeniería Civil
Ingeniería Industrial
Ingeniería de Seguridad Industrial y Minera
1.2. Créditos: 5
1.3. Modalidad: Semi Presencial
1.4. Horas semanales: 6
2. FUNDAMENTACIÓN
Esta asignatura permite que el estudiante desarrolle habilidades de análisis, pensamiento crítico y
razonamiento cuantitativo de fenómenos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos aplicados a la
ingeniería. Así mismo, incorpora herramientas que les permitirá abordar los cursos propios de su formación
utilizando los conceptos y utilizando los modelos matemáticos apropiados.
3. SUMILLA
Este curso desarrolla habilidades analíticas para fenómenos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos. En
ese sentido, abarcará los siguientes tópicos: nociones básicas de resistencia de materiales, movimiento
oscilatorio, fundamentos de mecánica de fluidos, y termodinámica.
4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE
Al finalizar el curso, el estudiante analiza modelos matemáticos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos
para resolver problemas relacionados al campo de la ingeniería.
5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE
Unidad de aprendizaje 1:
Nociones básica de elasticidad.
Semana 1
Logro específico de aprendizaje:
Al finalizar la unidad, el estudiante determina la deformación elástica de los cuerpos sólidos, utilizando el concepto
de módulo de elasticidad.
Temario:
Esfuerzo, Deformación. Módulo de elasticidad. Ley de Hooke. Fuerzas axiales y de corte. Límites elásticos.
Coeficiente de Poisson.
Gráficas de funciones trigonométricas. Identidades trigonométricas.
Taller 01
Unidad de aprendizaje 2:
Oscilaciones.
Semana 2,3,4,5,6 y 7
Logro específico de aprendizaje:
Al finalizar la unidad, el estudiante analiza la teoría del movimiento vibracional en medios mecánicos usando las
ecuaciones del movimiento ondulatorio.
Temario:
Avance del proyecto
Coordenadas esféricas y cilíndricas.
Ecuación diferencial ordinaria I
Ecuaciones diferenciales ordinarias II.
Gráfica de funciones e identidades trigonométricas.
Los estudiantes deben entregar la lista de los integrantes de su grupo y el tema de su trabajo. Practica
calificada 01
Movimiento armónico amortiguado y forzado.
Movimiento armónico simple (MAS). Ecuaciones del MAS. Energía del MAS. Péndulo simple.
Ondas estacionarias en una cuerda. Modos normales de vibración.
Ondas mecánicas. Ecuación de una onda mecánica. Velocidad de propagación de una onda en una cuerda.
Ondas sonoras. Propagación de ondas sonoras. Intensidad y nivel de sonido
Práctica Dirigida grupal. Laboratorio N°.1.
Repaso de derivadas e integrales.
Repaso de integrales y derivadas.
Superposición de ondas mecánicas. Interferencia constructiva y destructiva. Laboratorio N°. 1
Taller 02
Taller 03 Avance de proyecto
Taller 04
Unidad de aprendizaje 3:
Mecánica de fluidos..
Semana 8 y 9
Logro específico de aprendizaje:
Al finalizar la unidad, el estudiante analiza el comportamiento de los fluidos utilizando la ecuación de Bernoulli y el
principio de Arquímedes.
Temario:
Avance de proyecto. Laboratorio N°. 2
Funciones de varias variables.
Hidrodinámica. Ecuación de continuidad. Principio de Bernoulli. Principio de Torricelli. Viscosidad.
Hidrostática. Presión en un fluido. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes. Laboratorio N°. 2
Taller 05
Unidad de aprendizaje 4:
Termodinámica.
Semana 10,11,12,13,14,15,16,17
y 18
Logro específico de aprendizaje:
Al finalizar la unidad, el estudiante aplica los conceptos de temperatura y calor para determinar las propiedades
térmicas de la materia, utilizando las leyes de la termodinámica.
Temario:
Avance de proyecto. Laboratorio N°. 3.
Avance de proyecto. Laboratorio N°.4.
Calorimetría. Calor latente de fusión y vaporización. Cambios de fase. Transferencia de calor: Conducción,
convección y radiación. Laboratorio N°. 3.
Derivas parciales.
Distribuciones de probabilidades.
Ecuaciones diferenciales parciales.
Ecuaciones diferenciales parciales I.
Ecuaciones diferenciales parciales II.
Examen final
EXAMEN PARCIAL
Exposición del trabajo final
Exposición del trabajo final Trabajo grupal de repaso
Integral de Línea.
Integrales dobles.
Máquinas térmicas. Refrigeradores. Ciclo de Carnot. Tercera ley de la Termodinámica. Entropía
PRACTICA CALIFICADA 02
Primera ley de la termodinámica. Energía interna.
Procesos termodinámicos. Isobárico, isotérmico e isovolumétrico. Trabajo de un gas ideal. Proceso adiabático.
Ciclos termodinámicos. Laboratorio N°.4
Segunda ley de la termodinámica. Energía libre de Gibbs y Helmholtz.
Taller 06
Taller 07
Taller 08 Avance de proyecto
Temperatura. Termómetros. Escalas de temperatura. Ley cero de la termodinámica. Dilatación térmica.
Teoría cinética de los gases ideales. Modelo de Van der Waals. Gases monoatómicos y diatómicos. Capacidad
calorífica a presión y volumen constante. Energía de un gas ideal.
6. METODOLOGÍA
La asignatura es un curso teórico práctico que permite que los estudiantes construyan sus aprendizajes bajo la
guía del docente en forma colaborativa y autónoma, así mismo fortalecer las competencias de trabajo en
equipo y razonamiento cuantitativo.
Para el desarrollo de la asignatura se tiene sesiones presenciales en aula y en laboratorio.
En las sesiones presenciales se incorporan ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos
digitales publicados en la plataforma virtual. Durante estas clases está previsto construir y aclarar conceptos
físicos con algún experimento demostrativo virtual o presencial y resolver ejercicios estableciendo espacios de
debate con los estudiantes. Los estudiantes desarrollarán trabajos grupales calificado, individualmente se
evaluarán sobre aspectos conceptuales y se agruparán resolviendo ejercicios para consolidar los temas
desarrollados en clase, colaborativamente, apoyándose con sus apuntes de clase y con la orientación del
docente.
En las sesiones de laboratorio desarrollarán experimentos trabajando colaborativamente y apoyándose con una
guía de trabajo, en las diferentes etapas de la experimentación como son el montaje del experimento, la
adquisición y tratamiento de datos, el análisis de resultados y estableciendo las conclusiones.
Los estudiantes reforzarán su aprendizaje a través de lecciones que serán presentadas en el aula virtual Canvas.
En esta plataforma podrán encontrar materiales sobre los aspectos principales del curso, ejercicios resueltos y
ejercicios propuestos, estos materiales contribuirán a su preparación para afrontar exitosamente las
evaluaciones.
Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son:
• Aprendizaje autónomo
• Aprendizaje para la era digital.
• Aprendizaje colaborativo
7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
El cálculo del promedio final se hará de la siguiente manera:
(5%)PC1 + (5%)LC1 + (5%)EP1 + (5%)LC2 + (20%)EXPA + (5%)LC3 + (5%)LC4 + (10%)PC2 +
(5%)EP2 + (15%)TF + (20%)EXFI
Donde:
Tipo Descripción Semana Observación
PC1 PRÁCTICA CALIFICADA 1 2 Individual/Presencial
LC1 LABORATORIO CALIFICADO 1 5 Grupal/Presencial
EP1 EVALUACIÓN PERMANENTE 1 7 Promedio de las Tareas calificadas 1 - 2 - 3 y el Foro de Debate 1
LC2 LABORATORIO CALIFICADO 2 8 Grupal/Presencial
EXPA EXAMEN PARCIAL 10 Individual/Presencial
LC3 LABORATORIO CALIFICADO 3 11 Grupal/Presencial
LC4 LABORATORIO CALIFICADO 4 13 Grupal/Presencial
PC2 PRÁCTICA CALIFICADA 2 15 Individual/Presencial
EP2 EVALUACIÓN PERMANENTE 2 16 Promedio de las Tareas calificadas 4 - 5 - 6 y el Foro de Debate 2
TF TRABAJO FINAL 17 Grupal/Presencial
EXFI EXAMEN FINAL INDIVIDUAL Individual/Presencial
Indicaciones sobre Fórmulas de Evaluación:
1. La nota obtenida en el EXFI reemplaza la nota NS de la PC2 o en el caso que PC2 sea menor.
2. No es necesario que el alumno gestione trámite alguno para que este remplazo se realice.
3. Los alumnos que no rindan el EXFI o el EXPA puedan dar el el Examen Rezagado, que, a su vez,
reemplazara la nota de la PC que corresponda, según la indicación anterior. El alumno podrá rezagar el
EXPA o el EXFI, en ningún caso podrá rezagar los dos.
4. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso.
5. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce).
6. En el caso de prácticas calificadas, de Laboratorio y exámenes, los alumnos tiene una tolerancia de 15
minutos para ingresar a rendirlos. Pasado este tiempo, no se les permitirá el ingreso al aula.
7. Una vez empezado el examen o la práctica, los alumnos no pueden retirarse del aula sino hasta después
de los 15 minutos de haberse iniciado la evaluación
8. Evaluación Permanente 1 ( EP1 ). Se promedia 4 actividades calificadas: Tarea calificada 1, 2 y 3. Foro de
Debate 1 Evaluación Permanente 2 ( EP2 ). Se promedia 4 actividades calificadas: Tarea calificada 4, 5 y 6.
Foro de Debate 2
9. Laboratorios ( PC). Se realizan 4 laboratorios durante el ciclo. La evaluación del Laboratorio será de forma
grupal. Al finalizar el experimento, el grupo de estudiantes de cada mesa presentará un reporte escrito de
resultados.
10. Trabajo Final aplicado ( TF). En la semana 1 se presenta el trabajo a los estudiantes En la semana 2, los
estudiantes entregan al docente el equipo formado con el coordinador del grupo. En la semana 6, 7, 8, 11,
13, 14 y 16, presentan el avance del trabajo presencial y/o a través de la plataforma Canvas. Semana 17,
la presentación y sustentación del trabajo final. Trabajo grupal. Resolución de un proyecto planteado por el
docente (aprendizaje basado en problemas). Debe ser sustentada, entrega de un informe y PPT de
exposición. La evaluación será durante todo el semestre.
11. La nota obtenida en el EXPA reemplaza a la PC1 no rendida o en el caso de que la nota de la PC1 sea
menor a la obtenida en este examen.
8. FUENTES DE INFORMACIÓN
Bibliografía Base:
SERWAY, RAYMOND A. Física para ciencias e ingeniería
SEARS, FRANCIS W. (2013) Física universitaria, Pearson Educación
Bibliografía Complementaria:
TIPLER, PAUL A. (2010) Física para la ciencia y la tecnología, Reverté
HALLIDAY, DAVID (2008) Física Vol. 2, Continental
FEYNMAN, R. Y OTROS (2005) Física, Fondo Educativo interamericano
9. COMPETENCIAS
Carrera Competencias específicas
Ingeniería Industrial
Competencia básica en STEM (Science, Technology, Engineering and
Mathematics)
Ingeniería de Seguridad Industrial y
Minera
Ingeniería Civil
10.CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Unidad de
aprendizaje
Semana Sesión Tema
Actividades y
evaluaciones
Unidad 1
Nociones básica de
elasticidad
1
1
Sesión
Virtual
Gráficas de funciones trigonométricas.
Identidades trigonométricas.
Observa el vídeo
de Presentación
del curso.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales de la
semana 1.
Resuelve la
primera
autoevaluación
que te servirá
para reforzar los
temas vistos en la
presente unidad.
Si tiene alguna
duda respecto a
algún tema usa,
utilice el foro de
consulta para que
el docente pueda
ayudarlo.
2
Esfuerzo, Deformación. Módulo de
elasticidad. Ley de Hooke. Fuerzas
axiales y de corte. Límites elásticos.
Coeficiente de Poisson.
El docente da la
bienvenida y
explica la
modalidad del
curso. Se define
la fecha y hora de
las
vídeoconferencias
y se elige al
delegado(a) del
aula.
Se aclaran las
dudas y se
profundizan en
los temas vistos
en la sesión
virtual.
El docente
explica el
proyecto que se
debe desarrollar
en el curso
correspondiente
al TF.
Taller 01
El docente
realizará la clase
expositiva y
conjuntamente
con los
estudiantes
3 discutirá
ejercicios
aplicados.
Se realizará un
repaso de las
funciones
trigonométricas.
2
4
Sesión
Virtual
Repaso de derivadas e integrales.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 2.
Desarrolla la
Tarea calificada
01 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 1
(EP1)
Participa en la
Videoconferencia
1 del curso.
5
Movimiento armónico simple (MAS).
Ecuaciones del MAS. Energía del MAS.
Péndulo simple.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Participación del
alumno en la
resolución de
ejercicios vistos
en la sesión
virtual.
6
Los estudiantes deben entregar la lista
de los integrantes de su grupo y el tema
de su trabajo. Practica calificada 01
PRÁCTICA
CALIFICADA 1
3
7
Sesión
Virtual
Repaso de integrales y derivadas.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 3.
Participa en el
Foro de debate
01 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 1
(EP1)
8
Movimiento armónico amortiguado y
forzado.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
Unidad 2
Oscilaciones
virtual.
9
Taller 02
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
el repaso del
cálculo
diferencial e
integral.
4
10
Sesión
Virtual
Coordenadas esféricas y cilíndricas.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales de la
semana 4.
Desarrolla la
Tarea calificada
02 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 1
(EP1).
11
Ondas mecánicas. Ecuación de una onda
mecánica. Velocidad de propagación de
una onda en una cuerda.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
12
Taller 03 Avance de proyecto
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
13
Sesión
Virtual
Gráfica de funciones e identidades
trigonométricas.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 5.
Participa en la
Videoconferencia
2 del curso.
Superposición de ondas mecánicas.
5
14 Interferencia constructiva y destructiva.
Laboratorio N°. 1
LABORATORIO
CALIFICADO 1
15
Práctica Dirigida grupal. Laboratorio
N°.1.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
6
16
Sesión
Virtual
Ecuación diferencial ordinaria I
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 6.
17
Sesión
Virtual
Ondas estacionarias en una cuerda.
Modos normales de vibración.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
la clase
expositiva sobre
la onda
estacionaria.
18
Avance del proyecto
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
entregan el
primer avance de
la Tarea Final (TF)
en aula, el
docente asesora
integrando los
principios y
fenómenos físicos
con los modelos
matemáticos.
19
Sesión
Virtual
Ecuaciones diferenciales ordinarias II.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 7.
Desarrolla la
Tarea calificada
03 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 1
(EP1).
7
Resuelve la
segunda
autoevaluación
que te servirá
para reforzar los
temas vistos en la
presente unidad.
Participa en la
Videoconferencia
3 del curso.
20
Ondas sonoras. Propagación de ondas
sonoras. Intensidad y nivel de sonido
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
una clase
expositiva sobre
las ondas
sonoras.
21
Taller 04
Entrega del
Segundo Avance
de la Tarea Final
(TF).
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
EVALUACIÓN
PERMANENTE 1
8
22
Sesión
Virtual
Funciones de varias variables.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 8.
Presentación
virtual de un
avance de la
monografía de la
Tarea Final (TF).
El docente
asesorará
integrando los
principios y
fenómenos físicos
con los modelos
matemáticos.
23
Hidrostática. Presión en un fluido.
Principio de Pascal. Principio de
Arquímedes. Laboratorio N°. 2
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
LABORATORIO
CALIFICADO 2
Avance de proyecto. Laboratorio N°. 2
Se aclaran las
dudas y se
Unidad 3
Mecánica de fluidos.
24
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente hace
un repaso de
Ecuaciones
diferenciales
ordinarias III.
9
25
Sesión
Virtual
Funciones de varias variables.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 9.
Participa en el
Foro de debate
02 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 2
(EP2)
Resuelve la
tercera
autoevaluación
que te servirá
para reforzar los
temas vistos en la
presente unidad.
26
Hidrodinámica. Ecuación de continuidad.
Principio de Bernoulli. Principio de
Torricelli. Viscosidad.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente hace
un repaso de
funciones de
varias variables.
27
Taller 05
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
10
28
Sesión
Virtual
Derivas parciales.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 10.
29
Temperatura. Termómetros. Escalas de
temperatura. Ley cero de la
termodinámica. Dilatación térmica.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
un repaso de
integrales
múltiples.
30
EXAMEN PARCIAL
EXAMEN PARCIAL
11
31
Sesión
Virtual
Ecuaciones diferenciales parciales.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 11.
Presentación
virtual de un
avance de la
monografía de la
Tarea Final (TF).
32
Calorimetría. Calor latente de fusión y
vaporización. Cambios de fase.
Transferencia de calor: Conducción,
convección y radiación. Laboratorio N°.
3.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
un repaso de
integrales de
línea.
33
Avance de proyecto. Laboratorio N°. 3.
LABORATORIO
CALIFICADO 3
12
34
Sesión
Virtual
Distribuciones de probabilidades.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 12.
Desarrolla la
Tarea calificada
04 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 2
(EP2)
35
Teoría cinética de los gases ideales.
Modelo de Van der Waals. Gases
monoatómicos y diatómicos. Capacidad
calorífica a presión y volumen constante.
Energía de un gas ideal.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente
explica la
distribución de
probabilidades
aplicados a
procesos
termodinámicos.
Taller 06
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
Unidad 4
Termodinámica
36
sesión virtual.
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
13
37
Ecuaciones diferenciales parciales I.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 13.
Presentación
virtual de un
avance de la
monografía de la
Tarea Final (TF).
Participa en la
Videoconferencia
4 del curso.
38
Procesos termodinámicos. Isobárico,
isotérmico e isovolumétrico. Trabajo de
un gas ideal. Proceso adiabático. Ciclos
termodinámicos. Laboratorio N°.4
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente
explica los
procesos
térmicos, además
realiza un repaso
de la distribución
de probabilidades
aplicado a
procesos
termodinámicos.
39
Avance de proyecto. Laboratorio N°.4.
LABORATORIO
CALIFICADO 4
14
40
Sesión
Virtual
Ecuaciones diferenciales parciales II.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 14.
Desarrolla la
Tarea calificada
05 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 2
(EP2)
41
Primera ley de la termodinámica.
Energía interna.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
un repaso de
ecuaciones
diferenciales
parciales.
42
Taller 07
El docente brinda
retroalimentación
de los avance
presentados
hasta fecha del
Trabajo Final (TF).
Los estudiantes
resuelven en
forma grupal
ejercicios de
aplicación, sobre
los temas vistos
en la sesión
virtual.
15
43
Sesión
Virtual
Integral de Línea.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 15.
44
Segunda ley de la termodinámica.
Energía libre de Gibbs y Helmholtz.
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
un repaso de
ecuaciones
diferenciales
parciales.
45
PRACTICA CALIFICADA 02
PRÁCTICA
CALIFICADA 2
16
46
Sesión
Virtual
Integrales dobles.
Observa los
vídeos
explicativos y
materiales
correspondientes
a la semana 16.
Desarrolla la
Tarea calificada
06 Corresponde a
la nota de
Evaluación
permanente 2
(EP2)
47
Máquinas térmicas. Refrigeradores. Ciclo
de Carnot. Tercera ley de la
Termodinámica. Entropía
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente realiza
un resumen de
integrales dobles
y propone
ejercicios a
resolver con los
estudiantes.
48
Taller 08 Avance de proyecto
Se aclaran las
dudas y se
profundiza en los
temas vistos en la
sesión virtual.
El docente brinda
retroalimentación
a los avances de
la Trabajo Final
(TF) presentados.
EVALUACIÓN
PERMANENTE 2
17
49
Sesión
Virtual
Exposición del trabajo final
Entrega del
trabajo final (TF)
Autoevaluación 4;
resuelve la cuarta
autoevaluación
que te permitirá
reforzar los temas
vistos en la
presente unidad.
Participa en la
Videoconferencia
5 del curso.
50
Exposición del trabajo final
TRABAJO FINAL
51
Exposición del trabajo final Trabajo
grupal de repaso
Exposición del
Trabajo Final (TF)
18
52
Sesión
Virtual
Examen final
Revisa todos los
temas del curso
antes del examen
final (EXFI).

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  • 1. SÍLABO Cálculo aplicado a la física III (100000G16T) 2022 - Ciclo 1 Marzo 1. DATOS GENERALES 1.1.Carrera: Ingeniería Civil Ingeniería Industrial Ingeniería de Seguridad Industrial y Minera 1.2. Créditos: 5 1.3. Modalidad: Semi Presencial 1.4. Horas semanales: 6 2. FUNDAMENTACIÓN Esta asignatura permite que el estudiante desarrolle habilidades de análisis, pensamiento crítico y razonamiento cuantitativo de fenómenos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos aplicados a la ingeniería. Así mismo, incorpora herramientas que les permitirá abordar los cursos propios de su formación utilizando los conceptos y utilizando los modelos matemáticos apropiados. 3. SUMILLA Este curso desarrolla habilidades analíticas para fenómenos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos. En ese sentido, abarcará los siguientes tópicos: nociones básicas de resistencia de materiales, movimiento oscilatorio, fundamentos de mecánica de fluidos, y termodinámica. 4. LOGRO GENERAL DE APRENDIZAJE Al finalizar el curso, el estudiante analiza modelos matemáticos ondulatorios, hidrodinámicos y termodinámicos para resolver problemas relacionados al campo de la ingeniería. 5. UNIDADES Y LOGROS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE Unidad de aprendizaje 1: Nociones básica de elasticidad. Semana 1 Logro específico de aprendizaje: Al finalizar la unidad, el estudiante determina la deformación elástica de los cuerpos sólidos, utilizando el concepto de módulo de elasticidad. Temario: Esfuerzo, Deformación. Módulo de elasticidad. Ley de Hooke. Fuerzas axiales y de corte. Límites elásticos. Coeficiente de Poisson. Gráficas de funciones trigonométricas. Identidades trigonométricas. Taller 01 Unidad de aprendizaje 2: Oscilaciones. Semana 2,3,4,5,6 y 7 Logro específico de aprendizaje: Al finalizar la unidad, el estudiante analiza la teoría del movimiento vibracional en medios mecánicos usando las ecuaciones del movimiento ondulatorio.
  • 2. Temario: Avance del proyecto Coordenadas esféricas y cilíndricas. Ecuación diferencial ordinaria I Ecuaciones diferenciales ordinarias II. Gráfica de funciones e identidades trigonométricas. Los estudiantes deben entregar la lista de los integrantes de su grupo y el tema de su trabajo. Practica calificada 01 Movimiento armónico amortiguado y forzado. Movimiento armónico simple (MAS). Ecuaciones del MAS. Energía del MAS. Péndulo simple. Ondas estacionarias en una cuerda. Modos normales de vibración. Ondas mecánicas. Ecuación de una onda mecánica. Velocidad de propagación de una onda en una cuerda. Ondas sonoras. Propagación de ondas sonoras. Intensidad y nivel de sonido Práctica Dirigida grupal. Laboratorio N°.1. Repaso de derivadas e integrales. Repaso de integrales y derivadas. Superposición de ondas mecánicas. Interferencia constructiva y destructiva. Laboratorio N°. 1 Taller 02 Taller 03 Avance de proyecto Taller 04 Unidad de aprendizaje 3: Mecánica de fluidos.. Semana 8 y 9 Logro específico de aprendizaje: Al finalizar la unidad, el estudiante analiza el comportamiento de los fluidos utilizando la ecuación de Bernoulli y el principio de Arquímedes. Temario: Avance de proyecto. Laboratorio N°. 2 Funciones de varias variables. Hidrodinámica. Ecuación de continuidad. Principio de Bernoulli. Principio de Torricelli. Viscosidad. Hidrostática. Presión en un fluido. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes. Laboratorio N°. 2 Taller 05 Unidad de aprendizaje 4: Termodinámica. Semana 10,11,12,13,14,15,16,17 y 18 Logro específico de aprendizaje: Al finalizar la unidad, el estudiante aplica los conceptos de temperatura y calor para determinar las propiedades térmicas de la materia, utilizando las leyes de la termodinámica.
  • 3. Temario: Avance de proyecto. Laboratorio N°. 3. Avance de proyecto. Laboratorio N°.4. Calorimetría. Calor latente de fusión y vaporización. Cambios de fase. Transferencia de calor: Conducción, convección y radiación. Laboratorio N°. 3. Derivas parciales. Distribuciones de probabilidades. Ecuaciones diferenciales parciales. Ecuaciones diferenciales parciales I. Ecuaciones diferenciales parciales II. Examen final EXAMEN PARCIAL Exposición del trabajo final Exposición del trabajo final Trabajo grupal de repaso Integral de Línea. Integrales dobles. Máquinas térmicas. Refrigeradores. Ciclo de Carnot. Tercera ley de la Termodinámica. Entropía PRACTICA CALIFICADA 02 Primera ley de la termodinámica. Energía interna. Procesos termodinámicos. Isobárico, isotérmico e isovolumétrico. Trabajo de un gas ideal. Proceso adiabático. Ciclos termodinámicos. Laboratorio N°.4 Segunda ley de la termodinámica. Energía libre de Gibbs y Helmholtz. Taller 06 Taller 07 Taller 08 Avance de proyecto Temperatura. Termómetros. Escalas de temperatura. Ley cero de la termodinámica. Dilatación térmica. Teoría cinética de los gases ideales. Modelo de Van der Waals. Gases monoatómicos y diatómicos. Capacidad calorífica a presión y volumen constante. Energía de un gas ideal. 6. METODOLOGÍA La asignatura es un curso teórico práctico que permite que los estudiantes construyan sus aprendizajes bajo la guía del docente en forma colaborativa y autónoma, así mismo fortalecer las competencias de trabajo en equipo y razonamiento cuantitativo. Para el desarrollo de la asignatura se tiene sesiones presenciales en aula y en laboratorio. En las sesiones presenciales se incorporan ayudas audiovisuales, complementadas con apoyo de recursos digitales publicados en la plataforma virtual. Durante estas clases está previsto construir y aclarar conceptos físicos con algún experimento demostrativo virtual o presencial y resolver ejercicios estableciendo espacios de debate con los estudiantes. Los estudiantes desarrollarán trabajos grupales calificado, individualmente se evaluarán sobre aspectos conceptuales y se agruparán resolviendo ejercicios para consolidar los temas desarrollados en clase, colaborativamente, apoyándose con sus apuntes de clase y con la orientación del docente. En las sesiones de laboratorio desarrollarán experimentos trabajando colaborativamente y apoyándose con una guía de trabajo, en las diferentes etapas de la experimentación como son el montaje del experimento, la adquisición y tratamiento de datos, el análisis de resultados y estableciendo las conclusiones. Los estudiantes reforzarán su aprendizaje a través de lecciones que serán presentadas en el aula virtual Canvas. En esta plataforma podrán encontrar materiales sobre los aspectos principales del curso, ejercicios resueltos y ejercicios propuestos, estos materiales contribuirán a su preparación para afrontar exitosamente las evaluaciones. Los principios de aprendizaje que se promoverán en el curso son: • Aprendizaje autónomo • Aprendizaje para la era digital. • Aprendizaje colaborativo 7. SISTEMA DE EVALUACIÓN El cálculo del promedio final se hará de la siguiente manera: (5%)PC1 + (5%)LC1 + (5%)EP1 + (5%)LC2 + (20%)EXPA + (5%)LC3 + (5%)LC4 + (10%)PC2 + (5%)EP2 + (15%)TF + (20%)EXFI Donde:
  • 4. Tipo Descripción Semana Observación PC1 PRÁCTICA CALIFICADA 1 2 Individual/Presencial LC1 LABORATORIO CALIFICADO 1 5 Grupal/Presencial EP1 EVALUACIÓN PERMANENTE 1 7 Promedio de las Tareas calificadas 1 - 2 - 3 y el Foro de Debate 1 LC2 LABORATORIO CALIFICADO 2 8 Grupal/Presencial EXPA EXAMEN PARCIAL 10 Individual/Presencial LC3 LABORATORIO CALIFICADO 3 11 Grupal/Presencial LC4 LABORATORIO CALIFICADO 4 13 Grupal/Presencial PC2 PRÁCTICA CALIFICADA 2 15 Individual/Presencial EP2 EVALUACIÓN PERMANENTE 2 16 Promedio de las Tareas calificadas 4 - 5 - 6 y el Foro de Debate 2 TF TRABAJO FINAL 17 Grupal/Presencial EXFI EXAMEN FINAL INDIVIDUAL Individual/Presencial Indicaciones sobre Fórmulas de Evaluación: 1. La nota obtenida en el EXFI reemplaza la nota NS de la PC2 o en el caso que PC2 sea menor. 2. No es necesario que el alumno gestione trámite alguno para que este remplazo se realice. 3. Los alumnos que no rindan el EXFI o el EXPA puedan dar el el Examen Rezagado, que, a su vez, reemplazara la nota de la PC que corresponda, según la indicación anterior. El alumno podrá rezagar el EXPA o el EXFI, en ningún caso podrá rezagar los dos. 4. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso. 5. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce). 6. En el caso de prácticas calificadas, de Laboratorio y exámenes, los alumnos tiene una tolerancia de 15 minutos para ingresar a rendirlos. Pasado este tiempo, no se les permitirá el ingreso al aula. 7. Una vez empezado el examen o la práctica, los alumnos no pueden retirarse del aula sino hasta después de los 15 minutos de haberse iniciado la evaluación 8. Evaluación Permanente 1 ( EP1 ). Se promedia 4 actividades calificadas: Tarea calificada 1, 2 y 3. Foro de Debate 1 Evaluación Permanente 2 ( EP2 ). Se promedia 4 actividades calificadas: Tarea calificada 4, 5 y 6. Foro de Debate 2 9. Laboratorios ( PC). Se realizan 4 laboratorios durante el ciclo. La evaluación del Laboratorio será de forma grupal. Al finalizar el experimento, el grupo de estudiantes de cada mesa presentará un reporte escrito de resultados. 10. Trabajo Final aplicado ( TF). En la semana 1 se presenta el trabajo a los estudiantes En la semana 2, los estudiantes entregan al docente el equipo formado con el coordinador del grupo. En la semana 6, 7, 8, 11, 13, 14 y 16, presentan el avance del trabajo presencial y/o a través de la plataforma Canvas. Semana 17, la presentación y sustentación del trabajo final. Trabajo grupal. Resolución de un proyecto planteado por el docente (aprendizaje basado en problemas). Debe ser sustentada, entrega de un informe y PPT de exposición. La evaluación será durante todo el semestre. 11. La nota obtenida en el EXPA reemplaza a la PC1 no rendida o en el caso de que la nota de la PC1 sea menor a la obtenida en este examen. 8. FUENTES DE INFORMACIÓN Bibliografía Base: SERWAY, RAYMOND A. Física para ciencias e ingeniería SEARS, FRANCIS W. (2013) Física universitaria, Pearson Educación Bibliografía Complementaria: TIPLER, PAUL A. (2010) Física para la ciencia y la tecnología, Reverté HALLIDAY, DAVID (2008) Física Vol. 2, Continental FEYNMAN, R. Y OTROS (2005) Física, Fondo Educativo interamericano 9. COMPETENCIAS Carrera Competencias específicas
  • 5. Ingeniería Industrial Competencia básica en STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) Ingeniería de Seguridad Industrial y Minera Ingeniería Civil 10.CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Unidad de aprendizaje Semana Sesión Tema Actividades y evaluaciones Unidad 1 Nociones básica de elasticidad 1 1 Sesión Virtual Gráficas de funciones trigonométricas. Identidades trigonométricas. Observa el vídeo de Presentación del curso. Observa los vídeos explicativos y materiales de la semana 1. Resuelve la primera autoevaluación que te servirá para reforzar los temas vistos en la presente unidad. Si tiene alguna duda respecto a algún tema usa, utilice el foro de consulta para que el docente pueda ayudarlo. 2 Esfuerzo, Deformación. Módulo de elasticidad. Ley de Hooke. Fuerzas axiales y de corte. Límites elásticos. Coeficiente de Poisson. El docente da la bienvenida y explica la modalidad del curso. Se define la fecha y hora de las vídeoconferencias y se elige al delegado(a) del aula. Se aclaran las dudas y se profundizan en los temas vistos en la sesión virtual. El docente explica el proyecto que se debe desarrollar en el curso correspondiente al TF. Taller 01 El docente realizará la clase expositiva y conjuntamente con los estudiantes
  • 6. 3 discutirá ejercicios aplicados. Se realizará un repaso de las funciones trigonométricas. 2 4 Sesión Virtual Repaso de derivadas e integrales. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 2. Desarrolla la Tarea calificada 01 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 1 (EP1) Participa en la Videoconferencia 1 del curso. 5 Movimiento armónico simple (MAS). Ecuaciones del MAS. Energía del MAS. Péndulo simple. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Participación del alumno en la resolución de ejercicios vistos en la sesión virtual. 6 Los estudiantes deben entregar la lista de los integrantes de su grupo y el tema de su trabajo. Practica calificada 01 PRÁCTICA CALIFICADA 1 3 7 Sesión Virtual Repaso de integrales y derivadas. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 3. Participa en el Foro de debate 01 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 1 (EP1) 8 Movimiento armónico amortiguado y forzado. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión
  • 7. Unidad 2 Oscilaciones virtual. 9 Taller 02 Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza el repaso del cálculo diferencial e integral. 4 10 Sesión Virtual Coordenadas esféricas y cilíndricas. Observa los vídeos explicativos y materiales de la semana 4. Desarrolla la Tarea calificada 02 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 1 (EP1). 11 Ondas mecánicas. Ecuación de una onda mecánica. Velocidad de propagación de una onda en una cuerda. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 12 Taller 03 Avance de proyecto Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 13 Sesión Virtual Gráfica de funciones e identidades trigonométricas. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 5. Participa en la Videoconferencia 2 del curso. Superposición de ondas mecánicas.
  • 8. 5 14 Interferencia constructiva y destructiva. Laboratorio N°. 1 LABORATORIO CALIFICADO 1 15 Práctica Dirigida grupal. Laboratorio N°.1. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 6 16 Sesión Virtual Ecuación diferencial ordinaria I Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 6. 17 Sesión Virtual Ondas estacionarias en una cuerda. Modos normales de vibración. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza la clase expositiva sobre la onda estacionaria. 18 Avance del proyecto Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes entregan el primer avance de la Tarea Final (TF) en aula, el docente asesora integrando los principios y fenómenos físicos con los modelos matemáticos. 19 Sesión Virtual Ecuaciones diferenciales ordinarias II. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 7. Desarrolla la Tarea calificada 03 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 1 (EP1).
  • 9. 7 Resuelve la segunda autoevaluación que te servirá para reforzar los temas vistos en la presente unidad. Participa en la Videoconferencia 3 del curso. 20 Ondas sonoras. Propagación de ondas sonoras. Intensidad y nivel de sonido Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza una clase expositiva sobre las ondas sonoras. 21 Taller 04 Entrega del Segundo Avance de la Tarea Final (TF). Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. EVALUACIÓN PERMANENTE 1 8 22 Sesión Virtual Funciones de varias variables. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 8. Presentación virtual de un avance de la monografía de la Tarea Final (TF). El docente asesorará integrando los principios y fenómenos físicos con los modelos matemáticos. 23 Hidrostática. Presión en un fluido. Principio de Pascal. Principio de Arquímedes. Laboratorio N°. 2 Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. LABORATORIO CALIFICADO 2 Avance de proyecto. Laboratorio N°. 2 Se aclaran las dudas y se
  • 10. Unidad 3 Mecánica de fluidos. 24 profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente hace un repaso de Ecuaciones diferenciales ordinarias III. 9 25 Sesión Virtual Funciones de varias variables. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 9. Participa en el Foro de debate 02 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 2 (EP2) Resuelve la tercera autoevaluación que te servirá para reforzar los temas vistos en la presente unidad. 26 Hidrodinámica. Ecuación de continuidad. Principio de Bernoulli. Principio de Torricelli. Viscosidad. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente hace un repaso de funciones de varias variables. 27 Taller 05 Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 10 28 Sesión Virtual Derivas parciales. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 10. 29 Temperatura. Termómetros. Escalas de temperatura. Ley cero de la termodinámica. Dilatación térmica. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual.
  • 11. El docente realiza un repaso de integrales múltiples. 30 EXAMEN PARCIAL EXAMEN PARCIAL 11 31 Sesión Virtual Ecuaciones diferenciales parciales. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 11. Presentación virtual de un avance de la monografía de la Tarea Final (TF). 32 Calorimetría. Calor latente de fusión y vaporización. Cambios de fase. Transferencia de calor: Conducción, convección y radiación. Laboratorio N°. 3. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza un repaso de integrales de línea. 33 Avance de proyecto. Laboratorio N°. 3. LABORATORIO CALIFICADO 3 12 34 Sesión Virtual Distribuciones de probabilidades. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 12. Desarrolla la Tarea calificada 04 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 2 (EP2) 35 Teoría cinética de los gases ideales. Modelo de Van der Waals. Gases monoatómicos y diatómicos. Capacidad calorífica a presión y volumen constante. Energía de un gas ideal. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente explica la distribución de probabilidades aplicados a procesos termodinámicos. Taller 06 Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la
  • 12. Unidad 4 Termodinámica 36 sesión virtual. Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 13 37 Ecuaciones diferenciales parciales I. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 13. Presentación virtual de un avance de la monografía de la Tarea Final (TF). Participa en la Videoconferencia 4 del curso. 38 Procesos termodinámicos. Isobárico, isotérmico e isovolumétrico. Trabajo de un gas ideal. Proceso adiabático. Ciclos termodinámicos. Laboratorio N°.4 Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente explica los procesos térmicos, además realiza un repaso de la distribución de probabilidades aplicado a procesos termodinámicos. 39 Avance de proyecto. Laboratorio N°.4. LABORATORIO CALIFICADO 4 14 40 Sesión Virtual Ecuaciones diferenciales parciales II. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 14. Desarrolla la Tarea calificada 05 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 2 (EP2) 41 Primera ley de la termodinámica. Energía interna. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza un repaso de ecuaciones
  • 13. diferenciales parciales. 42 Taller 07 El docente brinda retroalimentación de los avance presentados hasta fecha del Trabajo Final (TF). Los estudiantes resuelven en forma grupal ejercicios de aplicación, sobre los temas vistos en la sesión virtual. 15 43 Sesión Virtual Integral de Línea. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 15. 44 Segunda ley de la termodinámica. Energía libre de Gibbs y Helmholtz. Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza un repaso de ecuaciones diferenciales parciales. 45 PRACTICA CALIFICADA 02 PRÁCTICA CALIFICADA 2 16 46 Sesión Virtual Integrales dobles. Observa los vídeos explicativos y materiales correspondientes a la semana 16. Desarrolla la Tarea calificada 06 Corresponde a la nota de Evaluación permanente 2 (EP2) 47 Máquinas térmicas. Refrigeradores. Ciclo de Carnot. Tercera ley de la Termodinámica. Entropía Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente realiza un resumen de integrales dobles y propone ejercicios a resolver con los estudiantes.
  • 14. 48 Taller 08 Avance de proyecto Se aclaran las dudas y se profundiza en los temas vistos en la sesión virtual. El docente brinda retroalimentación a los avances de la Trabajo Final (TF) presentados. EVALUACIÓN PERMANENTE 2 17 49 Sesión Virtual Exposición del trabajo final Entrega del trabajo final (TF) Autoevaluación 4; resuelve la cuarta autoevaluación que te permitirá reforzar los temas vistos en la presente unidad. Participa en la Videoconferencia 5 del curso. 50 Exposición del trabajo final TRABAJO FINAL 51 Exposición del trabajo final Trabajo grupal de repaso Exposición del Trabajo Final (TF) 18 52 Sesión Virtual Examen final Revisa todos los temas del curso antes del examen final (EXFI).