Laboratorio de F�sica Universitaria II
Prontuarios
CODIFICACI�N DEL CURSO: FISI 3014
PRE-REQUISITO: FISI 3011, FISI 3013
CO-REQUISITO: FISI 3012
CR�DITOS: Uno (1)
DISTRIBUCI�N DEL CURSO: Tres horas por semana durante 16 semanas
DESCRIPCI�N DEL CURSO: Curso de laboratorio dirigido a desarrollar destrezas de experimentaci�n. Se realizar�n experimentos en las siguientes �reas: ondas, electricidad est�tica, corriente cont�nua, corriente alterna, leyes de Kirchhoff, �ptica geom�trica y �ptica f�sica.
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.
TEXTO: Experiments with computers. Science Workshop.
M�TODO DE ENSE�ANZA: An�lisis te�rico seguido por la experimentaci�n de los diferentes principios de Ondas, Electromagnetismo y �ptica. Para las presentaciones de los experimentos se utilizar� la tecnolog�a disponible en el sal�n de laboratorio (SmartBoard, plataforma BlackBoard, PowerPoint, etc). La mayor�a de los experimentos ser�n realizados utilizando la computadora, interfaces y sensores.
EXPERIMENTOS POR SEMANA:
Semana 1: MOVIMIENTO ARM�NICO SIMPLE - MASA EN UN RESORTE
Determinar la constante de fuerza de un resorte haciendo uso del sensor de fuerza y el sensor de posici�n.
Determinar el per�odo del movimiento arm�nico simple de un resorte.
Comparar el per�odo experimental del resorte con su per�odo te�rico.
Estudiar las caracter�sticas del MAS de un resorte oscilante.
Semana 2: ONDAS SOBRE UNA CUERDA
Estudiar las ondas estacionarias sobre una cuerda.
Determinar la relaci�n entre la tensi�n de la cuerda y el n�mero de lazos formados cuando la cuerda est� en resonancia.
Determinar la relaci�n entre la frecuencia de la cuerda y el n�mero de lazos formados cuando la cuerda est� en resonancia.
Calcular la densidad lineal de la cuerda de varias formas diferentes y comparar los valores.
Semana 3: MODOS DE RESONANCIA DE UNA COLUMNA DE AIRE
Investigar la relacion entre la longitud de un tubo y las frecuencias a las un tubo puede entrar en resonancia.
Analizar el efecto que tienen un tubo cerrado y un tubo abierto sobre los estados de resonancia.
Calcular la rapidez del sonido dentro de un tubo a base de las frecuencias de resonancia.
Semana 4: INTENSIDAD DE LA LUZ VS POSICION
Usar el sensor de luz y el sensor de movimiento rotacional para obtener valores de Intensidad de la luz a diferentes distancias.
Obtener la gr�fica de Intensidad vs distancia.
Investigar la relaci�n entre la intensidad de la luz y la distancia en relaci�n a la fuente.
Semana 5: REFLEXION Y REFRACCION DE LA LUZ
Estudiar c�mo los rayos de luz son reflejados por diferentes superficies reflectoras.
Medir la longitud focal y el radio de curvatura de un espejo c�ncavo y de un espejo convexo.
Determinar el �ndice de refracci�n de un sistema �ptico.
Semana 6: LONGITUD FOCAL DE UN ESPEJO CONCAVO Y DE UN LENTE CONVERGENTE
Determinar la longitud focal de un espejo c�ncavo.
Determinar la longitud focal de un lente convergente.
Analizar las caracter�sticas de las im�genes formadas en ambos sistemas.
Semana 7: DIFRACCION Y POLARIZACION DE LA LUZ
Analizar los patrones de interferencia que se forman cuando la luz atraviesa por una abertura y por dos aberturas.
Comparar la intensidad de las m�ximas con la distancia de ellas en relaci�n a la m�xima central.
Comparar los patrones de intensidad a diferentes tamanos de abertura.
Determinar de cu�les factores depende tanto la intensidad de las m�ximas como su espesor en estos patrones de interferencia.
Determinar la relaci�n entre la intensidad de la luz transmitida a traves de dos polarizadores y el �ngulo entre sus ejes de polarizaci�n.
Semana 8: CARGA ELECTROSTATICA
Investigar la naturaleza de la carga que adquiere un cuerpo electrificado mediante conduccion y electrificado mediante inducci�n.
Entender la diferencia entre estos dos m�todos de electrificaci�n.
Semana 9: CIRCUITOS DC
Experimentar con las variables que contribuyen a la operaci�n de un circuito el�ctrico.
Diferenciar entre un circuito el�ctrico en serie y un circuito el�ctrico en paralelo.
Entender el concepto de resistencia equivalente y definir estos valores tanto para resistores en serie como para resistores en paralelo como para una combinaci�n de estos en serie y en paralelo.
Determinar c�mo se distribuye el voltaje a trav�s de elementos en serie, a trav�s de elementos en paralelo y a trav�s de elementos combinados en serie y en paralelo.
Determinar c�mo se distribuye la corriente a trav�s de elementos en serie y a trav�s de elementos en paralelo.
Semana 10: LA LEY DE OHM
Entender la relaci�n entre corriente y voltaje a trav�s de un resistor sencillo.
Entender la relaci�n entre corriente y voltaje a trav�s del filamento de una bombilla de luz incandescente.
Utilizar la Ley de Ohm para determinar la resistencia de un resistor sencillo y la resistencia del filamento de una bombilla de luz incandescente.
Semana 11: EQUIVALENTE ELECTRICO DEL CALOR
Demostrar que la energ�a disipada calentando un resistor dentro del agua es igual a la energ�a absorbida por el agua.
Reconocer la diferencia entre energ�a t�rmica y energ�a el�ctrica.
Reconocer la relacion entre la energ�a t�rmica y la energ�a el�ctrica.
Semana 12: IMAN PERMANENTE Y SOLENOIDE
Entender el concepto del campo magn�tico.
Estudiar la relaci�n entre la intensidad del campo magn�tico asociado a un iman permanente y la distancia en relacion a �ste.
Comparar las intensidades y las variaciones en las intensidades del campo magn�tico asociado a dos imanes permanentes diferentes.
Medir el campo magn�tico dentro de un solenoide y compararlo con el valor te�rico determinado a base de la corriente que fluye a traves de �l.
Comparar la intensidad del campo magn�tico dentro de un solenoide con la intensidad de su campo fuera del mismo.
Semana 13: INDUCCION
Medir la fuerza electromotriz inducida en un embobinado dejando caer un im�n a trav�s del centro de dicho embobinado.
Comparar la integraci�n del primer pico con la integraci�n del segundo pico en la gr�fica de Voltaje vs tiempo.
Comparar los picos de las gr�ficas con sus extensiones.
Semana 14: CIRCUITO RLC
Estudiar la resonancia de un circuito RLC examinando la corriente a trav�s del circuito en funci�n de la frecuencia del voltaje aplicado.
Observar el efecto sobre la corriente cuando un circuito RLC est� en resonancia.
Especificar qu� ocurre con la corriente cuando el circuito est� en resonancia.
Comparar el pico del voltaje aplicado con la suma de los picos de los voltajes a trav�s de cada uno de los elementos.
Determinar de cual o cuales factores depende la frecuencia de resonancia de un circuito RLC.
ESTRATEGIAS DE EVALUACI�N:
14 informes de laboratorio cuyo promedio aporta el 40% a la nota final
2 ex�menes 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; 64-50 D; 49-0 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.