Mantenimiento Maquinaria Pesada

Sílabo del Curso

Ondas y Calor

Información General Plan Curricular C2-2014-1 1er ciclo Horas por Sesión 3 teóricas y 3 prácticas Créditos 3.5 N° de sesiones 17 sesiones de Aula y

8 sesiones de Laboratorio Código PG1014 Semestre Académico 17 semanas Profesor: Lic. Fis. Juan Carlos

Grande Ccalla

Ofic. A8

Horario de Atención: Martes de 13:15 a 14.00

Correo electrónico: jgrande@tecsup.edu.pe

Descripción del Curso Sumilla En la industria en general, el control de los procesos, el funcionamiento de las máquinas, su mantenimiento, etc., siempre están regidas por algún tipo de manifestación Física. Debido a eso, es importante para el estudiante desarrollar el conocimiento de los fenómenos físicos, las leyes que los rigen, su manifestación y la forma de detectarlos. El presente curso permitirá al estudiante comprender e identificar los fenómenos físicos con el fin de que puedan controlar sus efectos sobre algún proceso técnico. Capacidades Terminales

• Conocer los principios básicos de los fenómenos que gobiernan la física clásica. • Aplicar los principios básicos a situaciones específicas y poder asociarlos con

situaciones reales. • Analizar algunos de los fenómenos físicos; así como, su aplicación a situaciones

reales. Temas a tratar Semana Elementos de la

capacidad Terminal Unidad de Formación

Contenidos Actividades

1 Aplicar escalas de temperatura así como la relación entre ellas y calcular la dilatación lineal, superficial y volumétrica de los cuerpos.

Calor. Termómetros, principios, escalas y equivalencias. Dilatación lineal, superficial y volumétrica. Esfuerzos térmicos.

Calcula en diversas escalas termométricas, resuelve problemas e identifica las diferentes escalas, en ejercicios de aplicación.

Familiarizar con componentes y Software a utilizar. Analizar la cantidad de calor que absorbe un cuerpo.

Laboratorio 1: Análisis Gráfico. Cantidad de calor.

Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias. Manejo y uso de sensores en Física. Cantidad de calor. Calor específico.

Calcula la cantidad de calor, plantea e identifica características del calor sensible del latente, en ejercicios de aplicación, a través de la DATA

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capacidad Terminal Unidad de Formación

Contenidos Actividades

Temperatura. VIRTUAL. 2 Diferenciar los

efectos de calor sensible y calor latente así como calcular las magnitudes de estos en procesos de transferencia de calor.

Calor.

Calor. Cambio de fase. Calor latente de fusión y vaporización. Calor sensible. Representación gráfica.

Nombra los cambios de fases así como gráfica las fases identificando sus estados mas importantes.

3 Identificar las formas de transferencia de calor, así como calcula el calor para la conducción, convección y radiación.

Calor. Transferencia de calor por Conducción. Transferencia de calor por Convección. Transferencia de calor por Radiación.

Realiza problemas de cálculo de transferencia de calor por conducción, convección y radiación.

Determinar el calor específico de un cuerpo sólido (metal) por el método de las mezclas. Obtener la temperatura de un cuerpo incandescente cuyo calor específico es conocido usando el calorímetro.

Laboratorio 2: Calor específico de sólidos y determinación de la temperatura de un cuerpo incandescente.

Calor específico. Calorímetro. Método de las mezclas. Equivalente en agua.

Soluciona cuestiones aplicando los conceptos de calor específico, mezclas y equilibrio térmico.

4 Evaluar el aprendizaje.

Prática Calificada N° 1.

Conceptos tratados en la semana 1,2 y 3.

Resuelve primera práctica calificada.

5 Aplicar los conceptos termodinámicos que rigen el comportamiento de los fenómenos que involucran transferencia de calor.

La Termodinámica. Sistema termodinámico. Primera Ley de la termodinámica. Trabajo realizado al cambiar el volumen. Variación de la energía interna.

Plantea situaciones donde se aplica la primera ley de la termodinámica, calcula la variación de la energía interna en un sistema termodinámico.

Analizar las características físicas de un proceso isotérmico obteniendo el trabajo realizado sobre el gas.

Laboratorio 3: Termodinámica. Ley de Boyle.

Ley de Boyle. Proceso isotérmico. Trabajo.

Calcula el trabajo y el calor suministrado a este proceso termodinámico utilizando equipos de laboratorio.

6 Calcular las propiedades termodinámicas en los diferentes procesos termodinámicos.

La Termodinámica. Procesos termodinámicos. Gases ideales. Procesos adiabático, isócoro, isobárico e isotérmico.

Calcula el trabajo o el calor suministrado a este proceso termodinámico (isobárico, isócoro, adiabático) utilizando el equipo PASCO.

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Contenidos Actividades

7 Aplicar la

termodinámica para calcular parámetros en los ciclos térmicos Otto y Diesel.

La Termodinámica. Leyes de la Termodinámica. Ciclo de Otto. Ciclo Diesel

Identifica los procesos termodinámicas que conforman los ciclos Otto y Diesel, calculando su parámetros termodinámicos.

Analizar los movimientos oscilatorios.

Laboratorio 4: Movimiento Armónico Simple (M.A.S.).

Características del M.A.S. Medición de los parámetros característicos. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias.

Utiliza equipos y sensores en la captura de datos para el análisis y síntesis de la experiencia

8 Evaluar el aprendizaje.

Práctica Calificada N°2.

Conceptos tratados en la semana 5,6 y 7.

Resuelve segunda práctica calificada.

9 Identificar los conceptos de un movimiento Armónico Simple (M.A.S.).

Movimiento Oscilatorio.

- Oscilación. Movimiento Armónico Simple. Ecuaciones de movimiento armónico. Desplazamiento, velocidad y aceleración en un M.A.S.

Nombra las ecuaciones del MAS identificando los elementos más importantes, en ejercicios de aplicación.

Identificar las características principales de un movimiento ondulatorio. Determinar experimentalmente la relación entre la tensión en la cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria.

Laboratorio 5: Ondas en una cuerda. Experiencia de Melde. Movimiento armónico forzado.

Medición de frecuencia, longitud de onda, densidad lineal, velocidad de propagación. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias.

Realiza cálculos de medición de frecuencia, velocidad de propagación con la información recogida.

10 Evaluar los conceptos que rigen el comportamiento de la energía almacenada en un M.A.S. Analizar los efectos reales del movimiento amortiguado y forzado.

Movimiento Oscilatorio.

Aplicaciones del M.A.S. Péndulo simple. Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Resonancia mecánica.

Plantea situaciones donde se aplica las propiedades del MAS, calcula periodos, frecuencias de un péndulo simple, así como la situación de las oscilaciones amortiguadas y forzadas en ejercicios de aplicación.

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Contenidos Actividades

11 Indicar los fundamentos que rigen el movimiento ondulatorio.

Ondas. Tipos de ondas mecánicas. Ondas periódicas. Descripción matemática de una onda. Velocidad y aceleración de partículas en una onda. Velocidad de una onda transversal y longitudinal.

Realiza cálculos de ondas mecánicas, desarrollando en ondas transversales y longitudinales, en ejercicios de aplicación.

Determinar experimentalmente la velocidad del sonido en el aire.

Laboratorio 6: Velocidad del sonido en el aire.

Sonido. Velocidad del sonido. Modos de vibración. Resonancia. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias.

Calcula la velocidad del sonido en un medio como el aire utilizando el equipo de laboratorio.

12 Evaluar el aprendizaje.

Práctica Calificada N°3.

Conceptos tratados en la semana 9, 10 y 11.

Resuelve tercera práctica calificada.

13 Analizar el comportamiento de la interferencia de ondas. Identificar los modos de interferencia en una cuerda.

Ondas. Interferencia de ondas. Ondas estacionarias.

Plantea situaciones donde se identifique ondas estacionarias.

Laboratorio 7: Óptica. Naturaleza, Ley de la distancia, reflexión de la luz.

Intensidad luminosa. Ley de la inversa al cuadrado de la distancia para la intensidad luminosa. Reflexión. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias.

Analiza experimentalmente los procesos ópticos, identificando sus características.

Analiza experimentalmente los procesos ópticos, identificando sus características.

14 Evaluar el comportamiento de las ondas sonoras. Estudiar la intensidad sonora. Analizar el efecto Doppler y su aplicación en situaciones reales.

Ondas. Ondas sonoras. Rapidez de las ondas sonoras. Intensidad del sonido. Efecto Doppler.

Plantea situaciones donde se observe el efecto Doppler en ejercicios de aplicación.

15 Analizar las leyes de la reflexión y refracción de la luz y aplicarla en la

Óptica. Óptica. Reflexión. Leyes de la reflexión Refracción.

Calcula la refracción de la luz utilizando el equipo PASCO.

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Contenidos Actividades

solución de problemas.

Leyes de la refracción.

Analizar las imágenes formadas en un espejo plano. Comprender las leyes de la reflexión y refracción. Determinar experimentalmente la distancia focal de diversas lentes.

Laboratorio 8: Óptica. Reflexión, refracción de la luz, lentes y espejos.

Leyes de la reflexión y refracción. Reflexión interna total. Lentes delgadas y espejos curvos. Análisis e interpretación de los resultados de las experiencias.

Utiliza las leyes de la óptica geométrica para comprender las leyes de la reflexión y refracción en lentes y espejos.

16 Evaluar el aprendizaje.

Práctica Calificada N° 4

Conceptos tratados en la semana 13, 14 y 15.

Resuelve cuarta práctica calificada.

17 Aplicar los principios que rigen el comportamiento de los espejos y lentes.

Óptica. Óptica geométrica. Espejos Lentes.

Plantea situaciones donde se observe en ejercicios de aplicación.

18 Evaluar el aprendizaje.

EVALUACIÓN FINAL.

Conceptos tratados en curso de la semana 1 a la 17.

Resuelve examen final.

Resultados Este curso aporta al logro de los siguientes resultados de la carrera:

• Los estudiantes aplican conocimientos actuales y emergentes de cálculo, estadística y tecnología para resolver problemas.

• Los estudiantes aplican pruebas a sistemas de equipo pesado, analizan e interpretan resultados e implementan mejoras.

• Los estudiantes diseñan sistemas de maquinaria pesada así como sistemas de gestión de mantenimiento.

• Los estudiantes identifican y analizan problemas, proponen y desarrollan soluciones. Metodología Además de las clases teóricas tienen demostraciones prácticas de laboratorio hechas por el profesor en el aula de clase. El curso debe complementarse ejercitando al alumno en la resolución de problemas. La metodología utilizada parte de una programación planificada para la asignatura, definida tanto en los objetivos a alcanzar como en los contenidos a aprender y aplicar. Las sesiones asocian lo conocido con los nuevos contenidos a tratar. Una vez establecidos los conocimientos previos; se presentan los contenidos nuevos de manera ordenada y reducidos didácticamente; alternando las explicaciones y presentación de los contenidos con las actividades aplicativas de los estudiantes. Los estudiantes participan en actividades aplicativas y trabajan en grupo que permite superar el grado de abstracción que puede presentar el aprendizaje de contenidos teóricos. Las actividades de evaluación son permanentes, pero con una actividad concreta de control del éxito o evaluación, que sucede en los periodos finales de clase, para ofrecer un feed back del control del éxito en el aprendizaje del estudiante así como del éxito de las preparaciones y conducción adecuada del profesor.

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Mantenimiento Maquinaria Pesada Sistema de Evaluación: d

Nota Final = 0.30 Pa + 0.40 Pb + 0.30 E Donde: E = Examen Pa = Pruebas de Aula, Pb = Pruebas de Laboratorio, Pt = Pruebas de Taller Bibliografía

• Texto de ONDAS Y CALOR, TECSUP 2015 – I. • Raymond A. Serway and John W. Jewett, Jr. (2010) PHYSICS FOR SCIENTISTS AND

ENGINEERS WITH MODERN PHYSICS, Brooks/Cole Cengage Learning eighth edition ISBN-13: 978-1-4390-4844-3.

• Hugh d. Young and Roger a. Freedman (2008) UNIVERSITY PHYSICS, Pearson Addison-Wesley 12th edition ISBN-13: 978-0-321-50121-9.

• Paul A. Tipler y Gene Mosca (2010) FISICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGIA E. Reverté 6th edition ISBN 978-84-291-4428-4.

• Halliday & Resnick, Jearl Walker (2011) FUNDAMENTALS OF PHYSICS, John Wiley & Sons, Inc 9th edition ISBN: 978-0-470-46911-8.

• Randall D. Knight (2008) PHYSICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS, Second Edition Pearson Addison-Wesley, ISBN: 978-0-8053-2736-6.

• Raymond A. Serway and John W. Jewett, Jr. (2006) PRINCIPLES OF PHYSICS, Brooks/Cole Thomson Learning fourth edition ISBN 0-534-49143-X.

• Douglas C . Giancoli (2008) FÍSICA para CIENCIAS E INGENIERÍA, Prentice Hall, Inc ISBN: 013-227358-6.

• YUNUS A. ÇENGEL, MICHAEL A. BOLES, (2012 ) TERMODINÁMICA, McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES, S.A. DE C.V ISBN 978-0-07-352932-5

• THEODORE L. BERGMAN, ADRIENNE S. LAVINE, FRANK P. INCROPERA and DAVID P. DEWITT (2011), Introduction to Heat Transfer, JOHN WILEY & SONS, INC. ISBN 13 978-0470-50196-2

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