Diseño instruccional Fisica III

FACULTAD DE INFORMATICA Y CIENCIAS APLICADASESCUELA DE CIENCIAS APLICADASDEPARTAMENTO DE MATEMATICA Y CIENCIASDISEO INSTRUCCIONAL DE LA ASIGNATURA

FISICA IIIModalidad presencial

CICLO: 01-2015I. HOJA DE DATOS GENERALES

Ciclo Acadmico: 01

Carrera:Ing. Industrial/ Ing. En sistemas y computacin

Asignatura:

Fsica III

Cdigo de la asignatura:FIS3-I

No de orden en pensum:19

Duracin del ciclo en semanas:18

No. de horas por ciclo:90 horas

Unidades Valorativas:04 U.V.

Duracin de la hora clase:50 minutos

Prerrequisito:Fsica II

II. COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Capacidad para aplicar correctamente las leyes de Coulomb, Ohm, Kirchhoff, Gauss , Biot-Savart y Ampere ,Faraday a la solucin de problemas de ingeniera relacionados con la electrosttica, circuitos elctricos, campo elctrico , magntico y electromagnetismo respectivamente .

III. DISEO INSTRUCCIONAL CON JORNALIZACION

Unidad de Aprendizaje 1 Nombre de la Unidad de aprendizaje: CARGA ELECTRICA Y CAMPO ELECTRICO

ELEMENTO DE COMPETENCIA:

Desarrollar la capacidad para resolver problemas sobre carga elctrica, estructura de la materia , Ley de Coulomb, campo elctrico..

VALORES A DESARROLLAR:

Innovacin permanente,

No.TEMASOBJETIVOS ESPECFICOSMETODOLOGACRITERIOS DE

EVALUACIN TIEMPO ESTIMADO

FECHANo. HORAS

1Presentacin del programa, la misin, visin y valores institucionales

Que los estudiantes sean capaces de::

Explicar la importancia de la asignatura, la misin y visin institucional, para su formacin Exposicin dialogada y presentacin de ejemplos.

Mostrar una actitud favorable en clase.

Del 19 Enero al 16 de Febrero 15

2Carga Elctrica.

Definir la carga elctrica.

Exposicin dialogada Clases expositivas


3Estructura de la materia

Explicar la estructura atmica de la materia Exposicin dialogada.

Resolucin de gua de ejercicios

Solucin de por lo menos el 80% de los ejercicios del libro de texto.

4 Conductores y aislantes

Describir las propiedades elctricas de materiales: conductores y aislantes.

Clases expositivas

Exposicin dialogada


5cargas inducidas Explicar el proceso de induccin de cargas Clases expositivas

Exposicin dialogada

Resolucin de gua de ejercicios Exactitud de las respuestas

6Ley de Coulomb

Definir la ley de Coulomb.

Clases expositivas

Exposicin dialogada


7fuerzas de interaccin debido a cargas puntuales

Explicar el concepto de fuerza elctrica Trabajo en pequeos grupos

Solucin de guas de ejercicios

Procedimiento correcto y lgico en la solucin del ejercicio.

8Campo elctrico

Explicar el concepto de campo elctricoClases expositivas

Exposicin dialogada


9 Clculos del Campo Elctrico.

Resolver problemas sobre campo elctricoClases expositivas

Exposicin dialogada

Resolucin de gua de ejercicios Solucin de por lo menos el 80% de los ejercicios del libro de texto.

10Lneas de Campo Elctrico.

. Explicar acerca del sentido de las lneas de campo elctrico Clases expositivas

Exposicin dialogada


11Dipolos elctricos

Explicar los dipolos elctricos.Clases expositivas

Exposicin dialogada


12Aplicaciones diversas Resolver problemas sobre ley de coulomb y campo elctrico

Exposicin dialogada

Resolucin de gua de ejercicios. Control de lectura Solucin de por lo menos el 80% de los ejercicios del libro de texto.

Unidad de Aprendizaje 2Nombre de la Unidad de aprendizaje:

LEY DE GAUSS

ELEMENTO DE COMPETENCIA:

Desarrollar la capacidad para la elaboracin e interpretacin de Grficos con datos experimentales sobre Energa- distancia. Resolver problemas sobre flujo elctrico, Ley de Gauss y Carga en conductores.



No.TEMASOBJETIVOS ESPECFICOSMETODOLOGACRITERIOS DE EVALUACIONETIEMPO ESTIMADO

FECHANo. HORAS

13Carga y flujo elctrico

Que los estudiantes sean capaces de:

Definir el flujo elctrico.



Del 17 de Febrero al16 de Marzo15

14Calculo del flujo elctrico

Utilizar correctamente las expresiones para determinar el flujo elctrico en un campo electrico.Resolver problemas sobre flujo elctricoExposicin dialogada.


15Ley de Gauss

Identificar la importancia de la ley de Gauss como una alternativa de la ley de Coulomb.



16Cargas en conductores Explicar que todo exceso de carga en un conductor slido se encuentra en su totalidad en la superficie de ste.

Resolver problemas sobre cargas en conductores.Clases expositivas

Exposicin dialogada.


Procedimiento correcto y lgico en la solucin del ejercicio

17Aplicaciones de la ley de Gauss

Resolver problemas sobre flujo elctrico, Ley de Gauss y Carga en conductores.

Clases expositivas.


Resolucin de gua de ejercicios. Control de lectura. Exactitud de las respuestas

Unidad Aprendizaje 3 Nombre de la Unidad de aprendizaje:

POTENCIAL ELECTRICO

ELEMENTOS DE COMPETENCIA:

Desarrollar la capacidad para la elaboracin e interpretacin de Grficos con datos experimentales sobre potencial elctrico- distancia. Resolver problemas sobre: potencial elctrico y superficies equipotencialesVALORES A DESARROLLAR:


No.TEMASOBJETIVOS ESPECFICOSMETODOLOGACRITERIOS DE EVALUACIONTIEMPO ESTIMADO

FECHANo. HORAS

18Energa potencial elctrica


Explicar la energa potencial elctrica

Exposicin dialogada. Clases expositivas.

Lectura dirigida.


Del 17 de Marzo al 18 de Abril 15

19Potencial elctrico

Explicar el potencial elctrico.

Exposicin dialogada. Clases expositivas.


20Calculo del Potencial elctrico

Calcular el potencial elctrico en un campo uniforme y el de dos o ms cargas puntuales.



21Superficies equipotenciales Explicar las superficies equipotencialesExposicin dialogada. Clases expositivas.

Lectura dirigida.


22Aplicaciones diversasResolver problemas sobre energa potencial elctrica, potencial elctrico, superficies equipotenciales.Clases expositivas

Exposicin dialogada

Resolucin de gua de ejercicios.Control de lectura Procedimiento correcto y lgico en la solucin del ejercicio.

Exactitud de las respuestas


CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS


Desarrollar la capacidad para la elaboracin e interpretacin de Grficos con datos experimentales sobre Carga elctrica almacenada en el capacitor - tiempo. Resolver problemas sobre Capacitores y capacitancia, capacitores en serie y en paralelo, almacenamiento de energa en capacitores. Dielctricos. Carga y descarga del capacitor.VALORES A DESARROLLAR:


No.TEMASOBJETIVOS ESPECFICOSMETODOLOGACRITERIOS DE EVALUACIONTIEMPO ESTIMADO

FECHANo. HORAS

23Capacitores y capacitancia


Definir un capacitor y el concepto de capacitancia.

Exposicin dialogada. Resolucin de ejerciciosExactitud de las respuestas Del 19 Abril al 16 Mayo 15

24Capacitores en serie y en paralelo. Calculo de capacitancia equivalente.

Explicar diferentes configuraciones con capacitores: serie, paralelo y mixto.

Calcular la capacitancia equivalente de configuraciones de capacitores en serie, paralelo y mixto.Clases expositivas

Exposicin dialogada

Resolucin de gua de ejercicios Procedimiento correcto y lgico en la solucin del ejercicio.


25Almacenamiento de energa en capacitores

Determinar la capacidad de almacenamiento de energa en capacitores con y sin dielctricoClases expositivas




26energa de campo elctrico

Calcular la energa en el campo elctrico de un capacitor.

Clases expositivas



27Dielctricos

Circuito RC

Definir los materiales dielctricos. Explicar el circuito RCClases expositivas

Exposicin dialogada


28Descarga de un capacitor

Explicar la descarga de un capacitorClases expositivas

Exposicin dialogada


29Aplicaciones

diversas

Resolver problemas sobre: capacitancia, capacitancia equivalente, energa en el campo elctrico

,carga y descarga de un capacitorClases expositivas


Resolucin de gua de ejercicios.Control de lectura



CORRIENTE, RESISTENCIA Y FUERZA ELECTROMOTRIZ. EN CIRCUITOS DE CORRIENTE DIRECTA


Desarrollar la capacidad para la elaboracin e interpretacin de Grficos con datos experimentales sobre: Voltaje corriente, corriente - tiempo ,potencia- tiempo .Resolver problemas sobre Corriente elctrica, resistividad, resistencia, fuerza electromotriz y resistencia interna, potencia de salida de una fuente,

circuitos de corriente continua: circuito elctrico con resistores en serie y en paralelo, resistencia equivalente, Ley de Ohm, Leyes de Kirchhoff, Divisor de corriente, Divisor de voltaje, anlisis de mallas y anlisis de nodos.



No.TEMASOBJETIVOS ESPECFICOSMETODOLOGACRITERIOS DE EVALUACION

FECHANo. HORAS

30Corriente elctrica, resistividad, resistencia electrica


Definir la corriente elctrica, la resistividad y la resistencia elctricaClases expositivas



Solucin de por lo menos el 80% de los ejercicios del libro de texto.Del 19 Abril al 16 Mayo

15

31fuerza electromotriz

Definir la fuerza electromotrizClases expositivas

Exposicin dialogada


32Potencia de salida de una fuente en

Circuitos de corriente continua.

Definir la potencia elctrica. Calcular la potencia electrica en DCClases expositivas



33Circuito elctrico con resistores en serie y en paralelo: Calculo de resistencia equivalente Explicar diferentes configuraciones con resistores: serie, paralelo y mixto.

Calcular la resistencia equivalente de configuraciones de resistencias en serie, paralelas y mixtas.Clases expositivas




34Ley de Ohm,

Explicar la ley de OhmExposicin dialogada. Clases expositivas.

Lectura dirigida.



FECHANo. HORAS

35Primera Ley de Kirchhoff,

Explicar la primera ley de KirchhoffClases expositivas



36Segunda ley de KirchhoffExplicar la segunda ley de KirchhoffClases expositivas



37Divisor de voltaje, Divisor de corriente, Explicar el divisor de voltaje y el de corrienteExposicin dialogada. Clases expositivas.

Lectura dirigida.


38Anlisis de mallas y nodosExplicar las tcnicas mallas y nodos para la solucin de circuitos.Clases expositivas


Resolucin de gua de ejercicios. Control de lectura.



CAMPO MAGNETICO , FUERZAS MAGNETICAS ,INDUCCION MAGNETICA


Desarrollar la capacidad para la elaboracin e interpretacin de Grficos con datos experimentales sobre campo magntico-corriente, curvas B-H .Resolver problemas sobre Magnetismo y Campo magntico, lneas de campo magntico y flujo magntico, movimiento de partculas cargadas en un campo magntico, fuerza magntica sobre un conductor por el que circula una corriente, fuerza y momento de torsin sobre una espira de corriente, dipolo magntico en un campo magntico no uniforme. Ley de Biot Savart, Ley de Ampere , Ley de FaradayVALORES A DESARROLLAR:



FECHANo. HORAS

39Magnetismo


-Definir el magnetismo. Explicar la importancia del magnetismo en la ciencia y la tecnologa.

Exposicin dialogadaLectura dirigida. Mostrar una actitud favorable en clase.

17 Mayo al 02 de Junio


FECHANo. HORAS

40Campo magntico

Definir el campo magntico

Clases expositivas

Exposicin dialogada


17 Mayo al 02 de Junio

15

41Lneas de campo magntico y flujo magntico

Definir las lneas de campo magntico y el flujo magnticoClases expositivas



42Movimiento de partculas cargadas en un campo magntico

Explicar el movimiento de partculas cargadas en un campo magnticoClases expositivas




43Fuerza magntica sobre un conductor por el que circula una corriente.

Resolver problemas de fuerza magntica sobre un conductor por el que circula una corriente elctrica.Clases expositivas




44Campo magntico, Fuerza y momento de torsin sobre una espira de corriente.

Resolver problemas de fuerza magntica, momento de torsin sobre una espira por el que circula una corriente elctrica.Clases expositivas



45Ley de Ampere, Ley de Biot SavartExplicar la ley de Ampere.

Explicar la ley de Biot SavartClases expositivas

Exposicin dialogada



46 Ley de Faraday

Explicar la ley de FaradayClases expositivas


Resolucin de gua de ejercicios. Control de lectura.


IV. SISTEMA DE EVALUACION FISICA III

La evaluacin del curso se desarrollar de la manera siguiente:

Evaluaciones Sumativas:

Cuadro de evaluaciones

La evaluacin del curso se describe de la manera siguiente:

Se realizarn cinco evaluaciones parciales, basadas en los objetivos propuestos en la correspondiente discusin de problemas, con una ponderacin de cada una de 50 %.

El examen parcial debe realizarse basndose en el libro de texto, los problemas deben ser del libro.

El trabajo grupal en el aula (gua de ejercicios) es con el libro abierto fsicamente y tambin fuera de ella ,el resultado realizado por los estudiantes en esta actividad ser ponderado con el 10 %

El trabajo de investigacin en el aula y fuera de ella, realizado por los estudiantes ser ponderado con el 10 %

Realizar dos controles de lectura con libro abierto, preguntas y ejercicios del libro. (10%)

Las prcticas de laboratorio que se realicen con anterioridad a cada evaluacin parcial sern ponderadas con el 20 %.

EVALUACINACTIVIDADFECHASPONDERACIN

PrimeraInvestigacin de ctedra.

Trabajo grupal, discusin de problemas N1Libro de Texto.

Sec.21.3:Prob.21.1;21.4;21.8;21.13;21.17;21.24Sec. 21.4: Prob. 21.25: 21.26;

Sec.21.5: Prob.21.44: 21.45;21.47;21.50;21.88Dos controles de lectura:

Tema 1: Fuerzas elctricas para cargas discretas.

Tema 2: Campo elctrico para cargas discretas..

Prctica de laboratorio 1: : Uso del hmetro,

voltmetro y ampermetro

Examen Parcial 1

Del 17 al 23 de Febrero

10%

10%

20%

60%

SegundaInvestigacin de ctedra

Trabajo grupal, discusin de problemas N2.Libro de Texto.

Sec.22.2: Prob.22.2;22.4;22.4;22.6Sec.23.3: Prob.22.10;22.15; Sec.22.4: Prob.22.16;Sec.22.5:Prob.22.20;22.22;22.25.Dos controles de lectura:

Tema 1: Calculo del flujo elctricoTema 2: Aplicacin de la Ley de Gauss Prctica de laboratorio 2: Capacitancia

Examen Parcial 2Del 17 al23 de Marzo10%

10%

20%

60%

Tercera

Investigacin de ctedra

Trabajo grupal, discusin de problemas N3.Libro de texto: Sec.23.1:Prob.23.1;23.2;23.7 Sec.23.2:Prob.:23.13;23.17; Sec.23.3:Prob.23.32;

Prob.23:33;23.38; Sec.24.1:Prob.24.1; 24.2;24.3; Sec.24.2:Prob.24.15;24.22

Dos controles de lectura:

Tema 1: Potencial elctricoTema 2: Capacitancia Prctica de laboratorio 3: : Ley de Ohm Examen Parcial 3Del 19 al 25 de Abril 10%

10%

20%

60%

CuartaInvestigacin de ctedra

Trabajo grupal, discusin de problemas N4.Libro de texto :Sec.25.1:Prob.25.1;25.3;Sec.25.2:Prob.25.11;Sec.25.3:Prob.25.26;25.27;Sec.25.4: Prob.25.31;25.36;Sec.25.5:Prob.25.42;25.48.Sec.26.2:Prob.26.6;26.13Dos controles de lectura:

Tema 1: Ley de Ohn y Leyes de Kirhchoff

Tema 2: Tcnicas tiles para el anlisis de circuitosPrctica de laboratorio 4: : Comprobacin leyes de KirchhoffExamen Parcial 4Del 17 al 23 de

Abril10%

10%

20%

60%

QuintaInvestigacin de ctedra

Trabajo grupal, discusin de problemas N5.

Libro de texto:Sec.27.2:Prob.27.1;27.2;27.8;Sec.27.3:Prob.27.10;27.12;Sec.27.4:Prob.27.14;27.15;Sec.27.5:Prob.27.28;Sec.27.7:Prob.27.42:Sec.28.1:Prob.28.1;

28.3; Sec.28.2: Prob.28.9;Sec.28.5:Prob.28.32;28.33Dos controles de lectura

Tema 1:Campo magntico, flujo magnticoTemas 2: Fuentes de campo magnticoPrctica de laboratorio 5: Campo magntico en un motor elctrico sencillo.Examen Parcial 5Del 03 al 09 de Junio 10%

10%

20%

60%

NOTA DE CICLO100%

INVESTIGACION DE CATEDRA: APLICACIN DEL METODO CIENTIFICO EXPERIMENTAL PROYECTOS:

1. Determinar la relacin matemtica que existe entre el campo magntico, que atraviesa perpendicularmente un plano que contiene un sistema formado por una fuente de CD conectada a dos conductores paralelos , una barra conductora que los une perpendicularmente y la aceleracin de la barra al deslizarse sobre los conductores paralelos. 2. Determinar la relacin matemtica que existe entre la auto inductancia de un solenoide toroidal y el nmero de vueltas del devanado compacto. ESTRUCTURA DE LA INVESTIGACION DE CATEDRA:

El estudiante aplicara el mtodo cientfico experimental, usando los pasos de este, en la medida en que va avanzando en el desarrollo de la investigacin de ctedra.

1. Realizar un resumen no mayor de 1000 caracteres de una investigacin bibliogrfica acerca de lo que actualmente se sabe del tema a investigar.

2. Elaborar la definicin del problema en trminos de las variables que se relacionan en el fenmeno a investigar.

3. Elaborar la hiptesis de trabajo en trminos de la relacin matemtica entre las variables.

4. Disear el experimento, diseo del equipo, realizar un experimento de prueba, organizacin de datos, realizar un experimento definitivo.

5. Anlisis de resultados, aplicacin de mtodos estadsticos, anlisis de regresin lineal, potencial o exponencial.

6. Conclusiones y recomendaciones.

7. Elaboracin de un informe final.

EJEMPLO COMO MANEJARLO DURANTE EL CICLO EN RELACION A LAS EVALUACIONES PARCIALES.

Avances del proyecto.

AVANCE 1.

Investigacin bibliogrfica. Elaborar un resumen no mayor de tres pginas a partir de varias fuentes bibliogrficas, sobre lo que la ciencia conoce actualmente sobre este tema. Importante es que en esta investigacin se informe sobre la frmula que el cientfico descubri acerca de la temtica.

En base de la frmula del cientfico elaborar la definicin del problema y la hiptesis de trabajo. Los pasos uno, dos y tres pueden ser el primer avance del proyecto, lo cual corresponde al primer y segundo paso del mtodo cientfico experimental.

AVANCE 2.

Elaborar el diseo del experimento, el diseo del equipo, el experimento de prueba y el experimento definitivo. Para este segundo avance del proyecto, el grupo debe elaborar un plan para la realizacin del experimento, aplicar el procedimiento experimental y detectar posibles errores y/o mejoras. Disear el equipo y materiales e indicar los aparatos necesarios para las mediciones. Disear una tabla de datos para la organizacin de los mismos .Realizar un experimento de prueba y hacer una interpretacin tentativa de los resultados. Algunos objetivos especficos que se pretenden en este segundo avance son. Explicar el propsito de la investigacin, determinar qu hay que medir y con qu precisin, describir detalladamente el procedimiento experimental, verificar el funcionamiento del equipo, efectuar la toma de datos, construir grficos con los datos obtenidos en el experimento de prueba, hacer una interpretacin de los grficos y estimar grfica y analticamente el tipo de relacin funcional entre las variables dependiente e independiente.

AVANCE 3.

Elaborar el experimento definitivo y calcular el error porcentual en el exponente encontrado en la relacin potencial o en la base si fuera relacin exponencial. Hacer las mediciones definitivas de las variables de entrada (variable independiente) y de salida ( variable dependiente ).

AVANCE 4.

Anlisis de resultados por el mtodo de mnimos cuadrados y conclusiones. Utilizar asesora de la ctedra. Construir un diagrama de dispersin, trace una curva de aproximacin. Encuentre la ecuacin experimental ( mtodo mnimos cuadrados). Compare los resultados del mtodo de mnimos cuadrados con los valores tericos y calcule el error porcentual.

Obtenga sus propias conclusiones, aceptando o rechazando la hiptesis de trabajo, total o parcialmente. Explique el por qu se acepta o rechaza la hiptesis.

AVANCE 5.

Elabore un informe de su trabajo experimental efectuado de no ms de 20 pginas y que contenga los siguientes aspectos.

Parte del informeDetalles y/o especificaciones principales.Ponderacin %

TituloEn portada o cartula-

ndice generalIndicando el nmero de pginas5

introduccinSntesis del contenido del informe5

ResumenObjetivos y resultados ( no teora)10

Definicin del problema e hiptesisIncluye teora bsica, definicin del problema e hiptesis, regin en qu interesan los resultados, aproximaciones, precisin requerida, parmetros constantes.10

Procedimiento experimentalEquipo, acoplamiento, figuras o esquemas.10

ResultadosTabla de datos, grficas, tipo de ecuacin, anlisis de datos por el mtodo de mnimos cuadrados, ecuacin,% de error.20

ConclusionesContestar la pregunta planteada, si se acepta o no la hiptesis.15

ApndicesResolucin de ecuaciones normales, solucin por el mtodo grfico.10

Fuentes de consultaBasadas en normas que se utilizan5

Presentacin generalPortada, ortografa, redaccin, limpieza, orden, secuencia lgica en el procesamiento de la informacin. Presente el modelo digital.10

IV.BIBLIOGRAFA

1. SEARS-SEMANZKY-YOUNG-FREEDMAN, FSICA universitaria, tomo I y II. Editorial PEARSON, EDUCACION., 2009. Edicin: DECIMASEGUNDA.2. RAYMOND A. SERWAY., Editorial: PEARSON, EDUCACION Edicin. QUINTA 3. RESNICK-HALLIDAY-KRANE Editorial

PEARSO-EDUCATION, Mxico, edicin: QUINTA,

4. INFORMACION DEL LABORATORIO: fisicalab.wordpress.com

Diseño instruccional Fisica III

Documents

Transcript of Diseño instruccional Fisica III