Física II - Fillanypdf
UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de LojaMODALIDAD ABIERTA Y A DISTANCIAESCUELA DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓNFísica IIGuía Didáctica4CICLOCARRERA:Mención en Fisíco MatemáticasAUTOR (A):Dr. Henry A. Quezada O.Reciba asesoría virtual en: www.utpl.edu.ecABRIL - AGOSTO 2009MATERIAL DE USO DIDÁCTICO PARA ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA,PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL POR CUALQUIER MEDIO
FÍSICA IIGuía DidácticaHenry A. Quezada O. 2008, UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJADiagramación, diseño e impresión:EDITORIAL DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJACall Center: 593 - 7 - 2588730, Fax: 593 - 7 - 2585977C. P.: 11- 01- 608www.utpl.edu.ecSan Cayetano Alto s/nLoja - EcuadorReservados todos los derechos conforme a la ley. No está permitida la reproducción total o parcial de esta guía, ni su tratamiento informático, ni la transmisión deninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titularesdel Copyright.Marzo, 2008
ÍNDICEÍTEMPÁGINAINTRODUCCIÓN .5OBJETIVOS GENERALES.6BIBLIOGRAFÍA .6ORIENTACIONES GENERALES .9PRIMER BIMESTREOBJETIVOS ESPECÍFICOS .13CONTENIDOS .14DESARROLLO DEL APRENDIZAJE .17CAPÍTULO I: DINÁMICA Y ESTÁTICA DE LOS CUERPOS SÓLIDOS .17Unidad 1: DINÁMICA .17Unidad 2: ESTÁTICA .44CAPÍTULO II: ENERGÍA Y CANTIDAD DE MOVIMENTO .57Unidad 3: TRABAJO, POTENCIA Y ENERGÍA .57Unidad 4: CANTIDAD DE MOVIMIENTO .73CAPÍTULO III: ROTACIÓN .88Unidad 5: ROTACIÓN Y MOMENTO ANGULAR .88
ÍTEMPÁGINASEGUNDO BIMESTREOBJETIVOS ESPECÍFICOS .97CONTENIDOS .98DESARROLLO DEL APRENDIZAJE .99CAPÍTULO IV: MATERIA Y ELASTICIDAD .99Unidad 6: MATARIA Y SUS PROPIEDADES .99Unidad 7: ELASTICIDAD .107CAPÍTULO V: MECÁNICA DE FLUIDOS .114Unidad 8: HIDROSTÁTICA .114Unidad 9: HIDRODINÁMICA .123SOLUCIONARIO .130GLOSARIO .134ANEXOS .137F EVALUACIONES A DISTANCIA
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARESIntroducciónLa asignatura de Física II, es obligatoria para los profesionales en formación del cuarto ciclo de laespecialidad de Físico Matemática, es la continuación de Física I, su estudio es de gran importanciaporque permite seguir comprendiendo las leyes fundamentales de la Física, como sus aplicacionesen situaciones concretas tan próximas a la vida cotidiana. Tal como ocurrió en el estudio de Física I,conforme avanza en el tratamiento de esta asignatura, usted irá desarrollando y estimulando el sentidode observación y la creatividad, la cual unida al sentido crítico, sentirá la necesidad de pensar, imaginar,crear, sin utilizar el recurso automático de las ecuaciones.El propósito de esta asignatura es lograr que el profesional en formación comprenda los fenómenosfísicos relacionados con la dinámica y estática de los cuerpos sólidos, energía y cantidad de movimiento,mecánica de rotación, materia y elasticidad, mecánica de fluidos, los analice y aplique sus leyesprincipalmente en la resolución de problemas relacionados con la realidad del convivir diario.El texto básico desarrolla ordenada y sistemáticamente los principios fundamentales de la Físicadesde un punto de vista unificado y moderno. El orden de presentación de los diferentes capítulos yunidades determinadas por conveniencias pedagógicas, nos permiten obtener una secuencia lógica yprogresiva.Estimada (o) profesional en formación, tenga presente que trabajando mucho y de manera continua,es la única forma de comprender un determinado tema. El aprendizaje no es un estado del sujeto, sinoun proceso en construcción.Usted debe estudiar cada uno de los contenidos del texto básico o de la bibliografía complementaria, enforma secuencial y permanente, revisando los problemas resueltos, resolviendo los ejercicios propuestos,desarrollando las actividades experimentales, contestando los cuestionarios y autoevaluaciones que seproponen en la guía didáctica. Actividades que le permiten comprender, fijar y reforzar su aprendizajeque será muy significativo de manera especial el momento de presentarse a la evaluación presencial.Para el estudio de esta asignatura, se ha dividido en cinco capítulos y nueve unidades. Según eltexto básico, cada unidad consta de una parte fundamental en la que se precisa conceptos, leyes,principios, fórmulas, unidades, problemas resueltos, ejercicios propuestos, actividades experimentales,cuestionarios y resúmenes.Los contenidos a estudiarse están estructurados de la siguiente manera:En el primer bimestre se tratarán los siguientes capítulos:Capítulo I : Dinámica y estática de los cuerpos sólidos.Capítulo II : Energía y cantidad de movimiento.Capítulo III: Rotación.En el segundo bimestre se tratarán los siguientes capítulos:Capítulo IV: Materia y elasticidad.Capítulo V: Mecánica de fluidos.UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARESObjetivos Generales1.Comprender los hechos y fenómenos de la dinámica, estática, energía y cantidad de movimiento,rotación y momento angular, materia y elasticidad como de la mecánica de fluidos, suterminología científica, tendencias y secuencias de los fenómenos físicos.2.Despertar el Interés por el conocimiento e investigación de los fenómenos físicos.3.Comprender la importancia que tienen las aplicaciones de los temas tratados en el desarrollotecnológico y económico del mundo.4.Interpretar correctamente las relaciones de las magnitudes que intervienen en los fenómenosfísicos motivo de estudio.5.Enunciar leyes y principios relacionados con los temas propuestos.6.Aplicar leyes y principios de los temas propuestos en la resolución de problemas.BibliografíaTEXTO BÁSICO:PÉREZ MONTIEL, Héctor. Física General, Tercera Edición, Publicaciones Cultural, México,2006.wTEXTOS COMPLEMENTARIOS: VALERO, Michel. Física Fundamental, Tomo I, Nueva Edición, Editorial Norma, Colombia,1996. WILSON, Jerry D. Física, segunda edición. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. SERWAY, Raymond A. Física I y Física II, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S. A. RESNICK – HALLIDAY, Física, Tomo 1, 7ma. Imp., Trad. Raúl Gómez, Editorial C.E.C.S.A.,México D.F., 1980. VALERO Michel, Física Fundamental, Tomo 1, Editorial Norma, Santa Fe de Bogotá –Colombia,1996. ALVARENGA – MÁXIMO, Física General, Editorial Harla, México, 1983. BUECHE, F. Fundamentos de Física I Tercera edición, Editorial MCGRAW- HILL, Bogotá.(1993). ZALAMEA, Eduardo y Jairo Rodríguez, Física 10. Editado por educar editores. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARES Varios autores, El mundo de la Física tomo I, Editorial Centro literario americano S.A.C.I.F. RAMIREZ – VILLEGAS, Investiguemos Física, Tomo 10. Edit. Voluntad, Colombia, 1994. ACOSTA, Alonso, Introducción a la Física, tomo 1, Ediciones Cultural Colombiana LTDA.Características de los textos de algunos autores: PÉREZ MONTIEL, Héctor. Física General, Tercera Edición, Publicaciones Cultural, México,2006.El texto básico es el que más se ajusta a los requerimientos de los profesionales en formación delSistema de Estudios a Distancia en la especialidad de Físico-Matemáticas. El texto es completoy autosuficiente, desarrolla ordenada y sistemáticamente los contenidos fundamentales de laFísica.El texto pretende propiciar el estudio independiente logrando el autoaprendizaje de los principalesconceptos, teorías y leyes de la Física. Cada unidad del libro inicia con una breve introducción,que posibilita al estudiante valorar la importancia que tiene el estudio de los temas. Presentatambién un buen número de ejercicios y actividades experimentales para reforzar la teoría; unresumen orientado hacia los aspectos más relevantes de la asignatura, incluye un cuestionarioque proporciona al responderlo correctamente, la seguridad de haber asimilado el conocimiento;incorpora también un glosario en el cual se definen los términos y los conceptos más importantesque se abordan durante el estudio de la unidad y que el estudiante debe conocer y manejarcomo parte de su lenguaje científico. En las páginas X y XI consta una amplia explicación decómo usar el texto básico. VALERO, Michel. Física Fundamental, Tomo I, Nueva Edición, Editorial Norma.En este texto el orden y presentación de los diferentes capítulos tienen secuencia lógica yprogresiva, se incluye en secciones separadas las aplicaciones prácticas, notas históricas, muchosejemplos nuevos con el fin de aclarar los conceptos expuestos, ejercicios y problemas resueltosque permiten asimilar el proceso y nos dan pautas para continuar con la resolución de problemaspropuestos, con lo cual se logrará un mayor afianzamiento científico de los temas estudiados enel presente ciclo.Su propósito fundamental es desarrollar la comprensión y habilidad en la solución de problemasde la vida cotidiana, así como realizar experimentos al alcance de todos. De igual forma siusted se interesa por profundizar un determinado tema , es decir, desea saber más , en este textousted encuentra la información referente al capítulo o tema que le deja cierta inquietud o dudacon el título: “Si usted desea saber más”Cada capitulo esta dividido en:Una parte fundamental, en ésta se precisa los conceptos, leyes y principios. Se indica lasaplicaciones que tiene la física en la vida diaria y muy especialmente en la tecnología moderna,se sugieren los pasos y las estrategias para la resolución de problemas. También se encuentraun sin número de tests de evaluación que tienen la finalidad de preparar al estudiante para laprueba bimestral. Se incorpora una sección de problemas de la vida cotidiana y sugerencias parasu resolución, lo que obliga al estudiante a pensar, a imaginar y a crear.UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARESIncluye experimentos a alcance de todos, son sencillos y se pueden realizar fácilmente en suhogar, utilizando en la mayoría de los casos material que ha sido desechado como es latas decerveza, de gaseosas, etc.Estos experimentos están de manera sencilla y amena que le permitirá al estudiante realizarlossin sentir cansancio y por el contrario sentir placer en el estudio de la Física. WILSON, Jerry D. Física, segunda edición. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A.Una de las características específica de este texto es que se puede comprender mejor a la luz delos objetivos planteados, habilidades para resolver problemas que enfatiza la comprensión de losconceptos fundamentales como la base esencial, más que la imitación mecánica de ejemplos oel uso automático de fórmulas.Para el inicio de la resolución de un problema da a conocer una abundancia de sugerencias,consejos, advertencias, métodos abreviados y técnicas útiles para la resolución de problemasespecíficos. Variedad de problemas que se resuelven a lo largo del texto con mayor explicación.El objetivo no es sólo mostrar al estudiante qué fórmula debe utilizar, sino explicarle la estrategiautilizada. Además incluye una gran cantidad de preguntas y problemas. Cada sección se iniciacon una serie de preguntas de opción múltiple que proporcionan una revisión del contenido. SERWAY, Raymond A. Física I y Física II, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S. A.Este texto se inicia dando al estudiante algunas pautas de ¿cómo estudiar? Y ofrece una formabasada en su experiencia.Recomienda establecer su plan de estudio sobre la base de trabajo diario. Da mayor importanciaa las estrategias generales para la resolución de problemas e incluye cinco pasos. Su propósito esenseñar la precisión. Recomienda que para cada problema es necesario realizar su gráfica lo quele permitirá eliminar errores. Al final de cada sección hace constar el resumen. ALVARENGA – MÁXIMO, Física general, Editorial Harla, México, 1983.Es un texto que se preocupa por destacar las leyes generales, reduciendo sustancialmente lainformación de carácter específico, utilizando un lenguaje sencillo y una redacción concisa, conel fin de hacer más accesible la exposición y no cansar al estudiante.El contenido de cada sección se presenta dividido en bloques, procurando facilitar y amenizarcon ello, su lectura. El título de cada bloque indica su contenido y la simple lectura de los títulospodrá servir como guía para que usted elabore su plan de estudio.Cuando se considera importante un concepto, un resultado o una conclusión se destaca con uncuadro con fondo de color gris. Estos encuadros le ayudan a reconocer los aspectos fundamentalesde cada tema estudiado, y en algunos casos constituyen una síntesis de la sección.Prácticamente en todas las secciones se incluyen ejemplos a base de preguntas o problemasresueltos detalladamente, con el objeto de concretar las ideas básicas presentadas. Tambiénse incluyen ejercicios que son problemas muy simples que le ayudarán en la comprensión ymemorización de los temas abordados, y para iniciarlo en la aplicación de los conceptosadquiridos. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARES RAMÍREZ- VILLEGAS, Investiguemos Física, Tomo 10, Editorial Voluntad, Colombia, 1994.El diseño de este texto obedece a un concepto de auto-aprendizaje. Cada tema está dividido enuna sección teórica y un taller de actividades.El estudiante tiene las siguientes ventajas:-Asume bajo su propio interés el aprendizaje.-Deduce y establece por su cuenta los principios físicos.-Trabaja a su ritmo individual de aprendizajeEl texto es un sistema que usa la matemática como herramienta, más no lo toma como eje delconocimiento físico.Orientaciones GeneralesCon el fin de motivar, mantener el interés y el entusiasmo de los estudiantes de ModalidadAbierta y a Distancia en la especialidad de Físico- Matemática, me permito indicar algunaspautas.Para alcanzar un aprendizaje significativo de la asignatura de Física II se ha tomado untexto de mercado, FÍSICA GENERAL de HÉTOR PÉREZ MONTIEL, tercera edición, 2006,Publicaciones Cultural, México.Debe tener en cuenta las siguientes recomendaciones: En cada unidad lea muy detenidamente el contenido científico, puede subrayar las ideasprincipales, proceda a analizar las fórmulas y no olvide las unidades correspondientes al temaestudiado. Realice ejercicios de conversión de unidades, con el fin de obtener destrezas de manera especialen el despeje de variables en fórmulas. Cada unidad, en el texto, tiene problemas tipo propuestos para que usted desarrolle y luegoverifique el resultado. Lea, comprenda y analice bien el problema, con el fin que identifique lasque debe aplicarse en el desarrollo del mismo. Es necesario que realice el gráfico, de tamaño regular en el que sea posible identificar o anotarlas cantidades conocidas y nos permita ver con claridad las desconocidas. Obtenga las ecuaciones o sistemas matemáticos que relacionen las cantidades dadas. Es partefundamental lo que significa el planteamiento del problema. Resolver las ecuaciones planteadas. Verificar los procesos y no olvidar las unidades, los valores numéricos deben redondearse a doscifras decimales.leyes o definicionesUNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja
Guía Didáctica: Física IIPRELIMINARES Al final de cada unidad, existe un resumen y la autoevaluación respectiva; lea detenidamente elresumen y conteste la autoevaluación, lo cual le servirá como marco de referencia para indicarlesu avance en el conocimiento, aciertos y errores. En esta guía se incluye actividades que usted podrá contestarlas con la finalidad de reforzar losconocimientos que adquirió durante el proceso de estudio.Las siguientes sugerencias le permitirán evitar algunos inconvenientes o dificultades que sepueden presentar en el estudio de la Física:*Jamás admita como verdadera cosa alguna que no se sepa con evidencia que lo es, esdecir, evite cuidadosamente la precipitación.*Divida cada una de las dificultades que encontrase en tantas partes como pudiera y fuerenecesario, para resolverlas mejor.*Dirija ordenadamente sus pensamientos, comenzando por los objetos más sencillos ymás fáciles de conocer, para avanzar poco a poco hasta el conocimiento de los máscomplejo.*Realice en todos recuentos complejos y revisiones generales que estuviese seguro de noomitir nada.En un folleto, denominado evaluaciones a distancia que se adjunta a esta guía didáctica, se presentalas actividades que usted debe desarrollar por cada bimestre y enviarlas en forma oportuna a la Sede de laUniversidad. Consta de dos partes:La primera esta constituida por una prueba objetiva, en la que consta: preguntas de respuestas rápidas; seande verdadero o falso; de completamiento; de selección simple o múltiple; de apareamiento etc. Y tiene unvalor de 2 puntos. La segunda parte es una prueba de ensayo constituida por síntesis, resúmenes, elaboraciónde cuadros sinópticos, desarrollo de problemas y ejercicios que valen 4 punt
PÉREZ MONTIEL, Héctor. Física General, Tercera Edición, Publicaciones Cultural, México, 2006. El texto básico es el que más se ajusta a los requerimientos de los profesionales en formación del Sistema de Estudios a Distancia en la especialidad de Físico-Matemáticas. El texto es completo
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(Bot nica e Zoologia), Medicina e Engenharias. A F sica uma das Ci ncias Naturais, ou seja, uma das partes da nossa tentativa de compreens o da Natur eza. A actividade da F sica cinge-se pr ocura incessante da compreens o e pr evis o dos fen menos da Natu-reza de car cter mais elementar .
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la estr uctura ling stica y el estilo utilizado por la autora, de acuerdo con un contrato firmado para su producci n por sta y la Coordinaci n Educati va y Cultural Centroamericana, CECC/SICA. 372.62 G897-I Guardia de V iggiano, Nisla V. Lenguaje y comunicaci n / Nisla V. Guardia de V iggiano.
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de estudio y en particualr los microcurr culos del rea comun de f sica. Mejorar la educaci on en ciencias b asica de la universidad , al propor- . los laboratorios an alogos o virtuales . las investigaciones
