Laboratorio de F�sica para estudiantes de Ingenier�a y Ciencias I
Prontuarios
NUMERO DEL CURSO: FISI 3173
PRE-REQUISITO: MATE 3031
CO-REQUISITO: FISI 3171 Y MATE 3032
CR�DITOS: Uno (1)
DISTRIBUCI�N DEL CURSO: Tres horas por semana; 15 experimentos en 16 semanas
DESCRIPCI�N DEL CURSO: Laboratorio de F�sica I para Ingenier�a. Consiste de una serie de experimentos dirigidos a verificar las Leyes de Mec�nica, Termodin�mica y Ondas.
OBJETIVO GENERAL: Entender los diferentes principios de Mec�nica, Termodin�mica y Ondas y adquirir conocimientos relacionados con la experimentaci�n y el an�lisis de resultados.
M�TODO DE ENSE�ANZA: Breve an�lisis te�rico seguido por la experimentaci�n de los diferentes principios de Mec�nica, Termodin�mica y Ondas. Para las presentaciones de los experimentos se utilizar� la tecnolog�a disponible en el sal�n de laboratorio (SmartBoard, plataforma BlackBoard, PowerPoint, etc).
TEXTO: P�rez Kraft, Haydee. EXPERIMENTOS DE F�SICA PARA ESTUDIANTES DE INGENIER�A Y CIENCIAS. Edici�n computadorizada revisada. Ponce. 2008
EXPERIMENTOS POR SEMANA:
Semana 1: MEDIDAS B�SICAS, CANTIDADES DERIVADAS Y ERRORES EXPERIMENTALES: Relacionarse con el uso de diferentes instrumentos de medici�n.
Utilizar los instrumentos de medici�n para determinar densidades.
Determinar el valor de � por dos m�todos diferentes.
Determinar los errores experimentales.
Semana 2: MOVIMIENTO BAJO EL EFECTO DEL CAMPO GRAVITACIONAL DE LA TIERRA: Determinar el valor de la aceleraci�n del campo gravitacional en el sal�n del laboratorio.
Semana 3: SUMA VECTORIAL DE FUERZAS MEDIANTE M�TODOS GR�FICOS Y ANAL�TICOS: Determinar la equilibrante de un sistema de fuerzas mediante el m�todo gr�fico del pol�gono y mediante el m�todo anal�tico de componentes y comparar estos valores obtenidos con la equilibrante determinada experimentalmente.
Determinar la equilibrante anal�tica de un sistema de fuerzas y verificar experimentalmente el equilibrio con esta fuerza.
Semana 4: FRICCI�N: FUERZA QUE SE OPONE AL MOVIMIENTO Y QUE DEPENDE DE LA INCLINACI�N DE UNA PLANO Y DE LOS MATERIALES QUE SE ENCUENTRAN EN CONTACTO: Determinar c�mo var�a la fuerza de fricci�n sobre un bloque de madera, que se mueve uniformemente sobre una superficie inclinada, al aumentar la inclinaci�n de la superficie.
Determinar c�mo var�a la fuerza de fricci�n sobre un carrito, que se mueve uniformemente sobre una superficie inclinada, al aumentar la inclinaci�n de la superficie.
Calcular el coeficiente de fricci�n est�tico y cin�tico entre el bloque de madera y la superficie sobre la cual se desliza �ste, mediante varios m�todos diferentes.
Calcular el coeficiente de fricci�n est�tico, el cin�tico y el de rodaje entre un carrito y la superficie sobre la cual se desliza �ste, mediante varios m�todos diferentes.
Comparar el coeficiente de fricci�n est�tico con el coeficiente de fricci�n cin�tico entre el bloque de madera y la superficie de deslizamientoComparar los coeficientes de fricci�n est�tico, cin�tico y de rodaje entre un carrito y la superficie sobre la cual se desliza �ste.
Semana 5: MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME EN UN PLANO HORIZONTAL: Calcular, mediante dos m�todos diferentes, la fuerza centr�peta sobre un cuerpo que ejecuta movimiento circular uniforme en un plano horizontal siendo obligado a esto mediante un resorte.
Determinar c�mo var�a la fuerza centr�peta sobre un cuerpo en movimiento circular uniforme con la tensi�n del resorte al cual est� conectado.
Determinar c�mo var�a la frecuencia a la cual se mueve un cuerpo en movimiento circular uniforme en un plano horizontal al variar la tensi�n del resorte que lo obliga a esto.
Aprender el significado de lo que representan los t�rminos fuerza centr�peta.
Semana 6: LA SEGUNDA LEY DE MOVIMIENTO DE NEWTON Y EL TEOREMA DE TRABAJO Y ENERG�A CIN�TICA: Verificar La Segunda Ley de Newton del movimiento conocida como la ley de aceleraci�n.
Verificar El Teorema de Trabajo y Energ�a Cin�tica el cual es una forma simple que se utiliza para resumir la ley de la conservaci�n de la energ�a.
Demostrar la relaci�n inversa que existe entre la aceleraci�n de un sistema y su masa total.
Demostrar la relaci�n directa que existe entre la aceleraci�n de un sistema y la fuerza neta actuando sobre �l.
Semana 7: COLISIONES INEL�STICAS Y LOS PRINCIPIOS DE CONSERVACI�N
Estudiar las caracter�sticas de las colisiones inel�sticas.
Aplicar los conocimientos que se tienen del movimiento de los proyectiles para determinar la rapidez con la cual es lanzado un proyectil.
Utilizar el Principio de la Conservaci�n del Momentum y el Principio de la Conservaci�n de la Energ�a para determinar la rapidez inicial de un cuerpo chocando inel�sticamente con otro.
Comparar los dos valores que se pueden obtener para la rapidez de un proyectil determinados por m�todos diferentes
Semana 8: SISTEMAS DE FUERZAS NO-CONCURRENTES EN EQUILIBRIO ROTACIONAL Y LA SEGUNDA CONDICI�N DE EQUILIBRIO
Estudiar y analizar algunos sistemas de fuerzas no-concurrentes en equilibrio.
Verificar la exactitud de La Segunda Condici�n de Equilibrio.
Aprender a utilizar La Segunda Condici�n de Equilibrio para determinar fuerzas desconocidas actuando sobre sistemas no-concurrentes de fuerzas.
Aprender a utilizar La Segunda Condici�n de Equilibrio para determinar el centro de gravedad de un cuerpo no-uniforme.
Semana 9: LA DENSIDAD COMO UNA PROPIEDAD CARACTER�STICA DE LA MATERIA
Entender el concepto de densidad.
Aprender a determinar la densidad de los s�lidos y de los l�quidos mediante m�todos diferentes.
Aprender el hecho de que la densidad de una sustancia no cambia si �sta no experimenta cambios en presi�n ni cambia si �sta no experimenta cambios en presi�n ni cambios en temperatura.
Semana 10: EL MOVIMIENTO ARM�NICO SIMPLE DE UN RESORTE ESPIRAL
Familiarizarse con uno de los m�todos para determinar la rigidez de un resorte.
Estudiar las caracter�sticas del movimiento arm�nico simple de un resorte espiral.
Determinar de cu�les factores depende el per�odo del movimiento arm�nico simple de un resorte espiral.
Establecer la masa efectiva de un resorte.
Semana 11: EL MOVIMIENTO ARM�NICO SIMPLE DE UN P�NDULO SIMPLE
Estudiar las caracter�sticas del movimiento arm�nico simple de un p�ndulo simple.
Determinar de cu�les factores depende el periodo del movimiento arm�nico simple de un p�ndulo simple.
Calcular la aceleraci�n del campo gravitacional de la Tierra a base del movimiento vibracional de un p�ndulo simple.
Semana 12: ONDAS ESTACIONARIAS SOBRE UNA CUERDA EN RESONANCIA
Relacionarse con la terminolog�a que se utiliza para describir el fen�meno de las ondas y sus caracter�sticas.
Estudiar el fen�meno de resonancia.
Producir ondas estacionarias sobre una cuerda estirada mediante la variaci�n de la tensi�n de �sta.
Estudiar la relaci�n que existe entre la tensi�n a la cual se encuentra una cuerda en resonancia y el n�mero de lazos que se forman sobre �sta.
Estudiar la relaci�n que existe entre la rapidez de las ondas sobre una cuerda en resonancia y la tensi�n a la cual �sta se encuentra.
Determinar la frecuencia del vibrador el�ctrico que hace posible que la cuerda entre en resonancia.
Semana 13: RESONANCIA DEL AIRE DENTRO DE UN TUBO
Estudiar el fen�meno de la resonancia del aire producida por una fuente de sonido.
Aprender a localizar niveles de resonancia en una columna de aire dentro de un tubo.
Determinar la longitud de onda de la onda de sonido que hace que el aire dentro de un tubo entre en resonancia.
Determinar la rapidez de propagaci�n del sonido en el aire a base de la resonancia de este fluido.
Determinar el factor de correcci�n del borde del tubo en donde el aire se encuentra en resonancia.
Semana 14: EL COEFICIENTE DE DEFORMACI�N T�RMICA LONGITUDINAL DE LOS METALES
Calcular el coeficiente de deformaci�n t�rmica longitudinal de diferentes metales.
Comparar los coeficientes de deformaci�n t�rmica longitudinal de diferentes metales.
Determinar de cu�les factores depende el coeficiente de deformaci�n t�rmica longitudinal de los metales.
Estudiar c�mo se comportan los diferentes metales cuando absorben calor
Semana 15: EL CALOR ESPECIFICO DE DIFERENTES MATERIALES
Calcular el calor espec�fico de diferentes materiales.
Comparar los calores espec�ficos de diferentes materiales.
Determinar de cu�les factores depende el calor espec�fico de diferentes materiales.
Entender el sentido y el significado del calor espec�fico de un material.
ESTRATEGIAS DE EVALUACI�N:
15 informes de laboratorio cuyo promedio represente el 40% de la nota final
2 examenes cuyo promedio representa la nota de un examen final y que aporte al 50% de la nota final.
una evaluaci�n por cada miembro del grupo de trabajo y cuyo promedio representa el 10% de 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 Harcourt Brace, NY. 1996
Tillery, B.W. LABORATORY MANUAL IN CONCEPTUAL PHYSICS 2nd.ed. Wm C. Brown Publishers, NY. 1995
RECURSO DE INTERNET:
http://www.physicsweb.org/TIPTOP/VLAB/
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.