PRONTUARIO FISI 3013
Laboratorio de F�sica Universitaria I
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Prontuarios
TITULO DEL CURSO: Laboratorio de F�sica Universitaria I
NUMERO DEL CURSO: FISI 3013
PRE-REQUISITO: FISI 3011
CR�DITOS: Uno (1)
DISTRIBUCI�N DEL CURSO: Tres horas por semana.
DESCRIPCI�N DEL CURSO: Curso de laboratorio dirigido a desarrollar destrezas de experimentaci�n. Se realizar�n experimentos en las siguientes �reas: medici�n, vectores, est�tica, cinem�tica rectil�nea y rotacional, din�mica, momentum y energ�a y propiedades mec�nicas y t�rmicas, conservaci�n de la materia.
OBJETIVO GENERAL: El estudiante (a) aprender� los temas fundamentales de la F�sica desde el punto de vista experimental; (b) conocer� la F�sica como proceso de b�squeda; (c) desarrollar� el inter�s sobre el mundo f�sico en que vive; (d) conocer� la importancia de la experimentaci�n en las ciencias; (e) entender� la importancia de las matem�ticas en la formulaci�n de los principios f�sicos; (f) entender� el alcance y las limitaciones de las teor�as; (g) se relacionar� con las metas y los m�todos de las investigaciones presentes; (h) se familiarizar� con el an�lisis de los resultados experimentales.
OBJETIVO ESPEC�FICO: Al finalizar el curso el estudiante podr�: (1) realizar cualquier trabajo de laboratorio haciendo uso de los m�todos existentes correspondientes; (2) preparar un reporte completo de su experiencia en una investigaci�n; (3) interpretar los resultados obtenidos mediante la experimentaci�n; (4) trabajar en grupo en los     procesos investigativos; (5) visualizar la F�sica como una ciencia fundamental que explica el comportamiento de la naturaleza.
M�TODO DE ENSE�ANZA: Breve an�lisis te�rico seguido por la experimentaci�n de los diferentes principios de Mec�nica y Termodin�mica. Se usar�n sensores en la mayor�a de los  experimentos y el programado DataStudio para analizar los resultados. La teor�a  ser� presentada haciendo uso de PowerPoint y proyectada a trav�s del sistema de SmartBoard. Todo el material relacionado se colocar� en la plataforma de  BlackBoard para beneficio de los estudiantes.
TEXTOS:
Comer, S.,  Griffith, D.A., editors. PHYSICS LABS WITH COMPUTERS. California: Pasco Scientific, 1999.
Bernard, Cicero & Chirold Epp. LABORATORY EXPERIMENTS IN COLLEGE PHYSICS. 7a.ed. Nueva York: John Wiley & Co., 1995
EXPERIMENTOS POR SEMANA:
Semana 1: Determinaci�n de longitud, masa y densidad y Medidas, errores y gr�ficas
Familiarizarse con los diferentes instrumentos de medici�n a usarse en los laboratorios.
Usar los diferentes instrumentos de medici�n para determinar la longitud, masa y densidad de varios materiales.
Determinar el valor de � mediante dos formas diferentes: mediante medidas geom�tricas y mediante una representaci�n gr�fica.
Estudiar la relaci�n de masa a longitud para diferentes objetos circulares.
Semana  2: Gr�ficas de Posici�n, velocidad y aceleraci�n
Entender la relaci�n entre posici�n, velocidad y aceleraci�n.
Recolectar datos usando un sensor de movimiento y crear una representaci�n de tres gr�ficas demostrando distancia, velocidad y aceleraci�n en el mismo eje de  tiempo.
Usar los instrumentos de regresi�n para aplicar la curva apropiada que mas se ajuste a cada graficado.
Entender la relevancia de la pendiente, intercepto en x e intercepto en y para cada graficado.
Semana  3: Segunda Ley de Newton
Aplicar La Segunda Ley de Newton para resolver problemas.
Usar el sensor de fuerza para medir la fuerza actuando sobre el carrito.
Usar el movimiento de sensor para medir la velocidad del carrito mientras �ste acelera.
Usar la representaci�n de la Gr�fica en el programado para determinar la aceleraci�n del carrito.
Semana 4: Aceleraci�n de un cuerpo cayendo libremente y Aceleraci�n debido a la gravedad
Usar la fotocelda para medir el movimiento de un cuerpo en ca�da libre.
Usar el programado para determinar la aceleraci�n de un cuerpo en ca�da libre.
Comparar los resultados en la representaci�n de Tabla con los resultados en la representaci�n de Gr�fica.
Comparar los valores obtenidos en las representaci�nes para la aceleraci�n de un objeto en ca�da libre con el valor aceptado.
Comparar el valor calculado de la aceleraci�n con el valor medido.
Semana  5: Composici�n y resoluci�n de fuerzas coplanares  y concurrentes
Determinar mediante los m�todos experimental, gr�fico y anal�tico la equilibrante de varios sistemas de fuerzas para efectos de comparaci�n.
Representar gr�ficamente un sistema de fuerzas coplanares concurrentes.
Semana  6: Aceleraci�n  sobre  un plano inclinado
Usar el sensor de  aceleraci�n para medir el movimiento de un carrito mientras se mueve hacia la  base de una pista inclinada a varios �ngulos diferentes de inclinaci�n.
Determinar el seno del  �ngulo de la pista inclinada para cada �ngulo diferente.
Usar el programado para  determinar la aceleraci�n promedio para cada intento.
Crear y luego graficar los  pares ordenados de datos para el seno de cada �ngulo y su aceleraci�n promedio  correspondiente.
Analizar la gr�fica de aceleraci�n vs el seno del �ngulo para determinar la pendiente y as� obtener la aceleraci�n debido a la gravedad.
Semana 7: Tiempo de vuelo vs rapidez  inicial
Usar dos fotoceldas para medir la rapidez inicial de una bola que es disparada haciendo uso de un disparador.
Medir con la almohadilla del tiempo de vuelo el tiempo en el cual la bola est� en el aire.
Comparar el tiempo de vuelo para diferentes valores de rapidez inicial cuando la bola es lanzada a diferentes �ngulos con la horizontal.
Semana 8: Fuerza centr�peta
Estudiar los efectos que tienen variar la masa de un objeto, el radio del c�rculo y la fuerza centr�peta sobre un objeto rotando en una trayectoria circular.
Semana  9: Colisi�n: Impulso y  momentum
Usar  el sensor de fuerza para medir la fuerza durante una colisi�n.
Usar  el sensor de movimiento para medir el movimiento de un carrito durante una  colisi�n.
Usar  la representaci�n de Gr�fica para determinar el �rea bajo la curva de fuerza vs  tiempo.
Comparar el cambio en el momentum con la integral de fuerza vs tiempo.
Semana 10: Teorema de Trabajo y  Energ�a
Usar el sistema de  Fotocelda y polea para medir la velocidad de un objeto en aceleraci�n.
Usar  el sensor de fuerza para medir la fuerza sobre un objeto.
Usar  el programado para encontrar la energ�a cin�tica.
Usar  la representaci�n de Gr�fica para determinar el �rea bajo la curva de Fuerza vs  distancia.
Comparar el cambio en la  energ�a cin�tica con el �rea bajo la curva de Fuerza vs distancia.
Semana  11: Torques balanceados y centro  de gravedad
Estudiar las condiciones de equilibrio de una vara r�gida.
Determinar fuerzas desconocidas mediante las condiciones de equilibrio.
Localizar el centro de gravedad de una vara no uniforme.
Semana  12: Inercia rotacional
Medir la masa y las  dimensiones de un aro y un disco para calcular el momento de inercia te�rico de  cada uno de ellos.
Usar el sensor de  movimiento rotacional para determinar la aceleraci�n de una masa colgando que  est� conectada mediante una cuerda a la polea del sensor de movimiento  rotacional.
Determinar  experimentalmente el momento de inercia de varios sistemas y compararlos con sus  valores te�ricos.
Semana  13: Fuerza boyante
Usar  el sensor de fuerza para medir la fuerza boyante actuando sobre un objeto  sumergido.
Usar el "muestreo con teclado" para entrar los valores medidos de profundidad.
Usar  la representaci�n de Gr�fica para determinar la pendiente de un gr�fica de  fuerza vs profundidad.
Aplicar el Principio de Arqu�medes para determinar la densidad del fluido haciendo uso de la pendiente de la gr�fica.
Comparar el valor  calculado para densidad con el valor aceptado.
Semana  14: Coeficiente de  expansi�n t�rmica
Determinar el coeficiente de expansi�n lineal de cobre, aluminio y lat�n.
ESTRATEGIAS DE EVALUACI�N:
14 informes de laboratorio cuyo promedio aporta el 40% a la nota final
2 examenes de laboratorio cuyo promedio aporta el 50% a la nota final
1 evaluaci�n de cada componente del grupo cuyo promedio aporta el 10% a la nota final
SISTEMA DE CLASIFICACI�N:
100-89 A; 88-77 B; 76-65 C; 64-53 D; 52-0 F
REFERENCIAS:
Castellanos D. y M�ndez, R. MANUAL DE LABORATORIO DE F�SICA. Parte 1 Mec�nica. New York: Harcourt Brace, 1996
Tillery, B.W. LABORATORY MANUAL IN CONCEPTUAL PHYSICS. 2a.ed. New York: Wm C. Brown Publishers, 1995
RECURSO DE INTERNET:
http://www.physicsweb.org/TIPTOP/LAB/
NOTA: TODO ESTUDIANTE CON NECESIDADES  ESPECIALES Y QUE RECIBE SERVICIOS DE REHABILITACI�N VOCACIONAL DEBE PASAR POR LA  OFICINA DEL PROFESOR DURANTE LA PRIMERA SEMANA DE CLASES PARA HACER LOS ARREGLOS  PERTINENTES DE ACOMODO RAZONABLE.
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