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1 PROVINCIA DE BUENOS AIRES DIRECCIÓN GENERAL DE CULTURA Y EDUCACIÓN INSTITUTO SUPERIOR DE FORMACIÓN TÉCNICA Nº 38 SEDE CENTRAL CARRERA: TECNICATURA SUPERIOR EN SEGURIDAD, HIGIENE, CONTROL AMBIENTAL e INDUSTRIAL RESOLUCIÓN: 931/ 95 CÁTEDRA: FÍSICA II CATEGORÍA: ESTUDIANTES LIBRES CARGA HORARIA: 96 HORAS CURSO: 2º PROFESOR A CARGO: Ing. ACOSTA, HÉCTOR OSCAR Ing. RAFAEL LEONARDO ZAFFALON CATEGORÍA: TITULAR AÑO ACADÉMICO 2014 SEDE CENTRAL: Avda. Central Nº 1825 Barrio Residencial SOMISA – CP 2900 – San Nicolás – Tele-Fax 03461-462857 – E-Mail: inst38@cablenet.com.ar SUBSEDE CONESA: Belgrano 480 – Conesa – San _Nicolás Tel: 03461-492188 – E- Mail: subinst38@yahoo.com.ar EXTENSIÓN RAMALLO: Bonfiglio Nº561 – CP 2914 – Villa Ramallo TE 03407-489080 E-mail isft38regencia@yahoo.com.ar 2 2. OBJETIVOS a. INSTITUCIONALES Mediante una preparación disciplinada, formar personas en el rigor de un estudio serio y responsable, con claro sentido de la ética en su desempeño técnicoprofesional. Lograr que el Instituto Superior de Formación Técnica y Docente Nº38, desarrolle el más alto nivel académico posible según los recursos reales que dispone. Garantizar crecientes niveles de calidad y excelencia en todas las opciones institucionales. Ajustar permanentemente el contenido y la metodología de la enseñanza a las situaciones de cambios, urgencias y expectativas que exige nuestro tiempo histórico. Promover el conocimiento como instrumento seguro para el desarrollo de la investigación científica y técnica. b. DE LA CARRERA Relacionar los fenómenos físicos de la electricidad, el magnetismo, la acústica y de la óptica geométrica y física, con la posibilidad de producir accidentes que provoquen daño al ser humano, a las instalaciones y a las maquinarias. c. DE LA CÁTEDRA Transmitir procedimientos de estudio y razonamiento junto con conocimientos básicos que permitan al alumnado elaborar conclusiones combinando los distintos temas que abarcan la asignatura y su relación con otras de la carrera. d. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA DOMINIO COGNOSCITIVO Al finalizar el proceso de enseñanza, el alumno será capaz de: conocer y entender los fenómenos físicos que se presentan en la naturaleza conocer los riesgos de la energía eléctrica, el magnetismo y el sonido emplear y dominar las leyes físicas de la acústica, la electricidad y el magnetismo Recoger, organizar, resumir y analizar datos en materia de seguridad, higiene y medio ambiente, referidos a los temas de la asignatura. Según los principios científicos desarrollados, implementar sistemas de prevención y/o analizar situaciones de riesgo al humano o bien a las instalaciones. DOMINIO SICOMOTRIZ Al finalizar el proceso de enseñanza, el alumno será capaz de: expresarse en un vocabulario técnico correcto y sintetizar y analizar contenidos resolver los problemas que a diario se presentan en la industria provocados por la electricidad, el magnetismo o el sonido dominar técnicas operatorias DOMINIO AFECTIVO Al finalizar el proceso de enseñanza el alumno será capaz de: emplear su enriquecimiento científico en desarrollar una personalidad madura y rica valorar su formación científica en función de la futura tarea como profesional participar de las formas creadoras de la cultura y ser protagonista de su propia educación permanente 3. PROGRAMA PARA ESTUDIANTES LIBRES 1. El sonido. Concepto de ondas. Espacio y tiempo. Vector desplazamiento. Superposición. Sinusoide. Ondas estacionarias. Presión del sonido. Diapasón. 3 Intensidad, tono y frecuencias. Unidades. Gráfico intensidad-frecuencia. Reflexión. Refracción. Efecto Doppler, aplicaciones. Eco. Reverberación. 2. Óptica. La luz, su naturaleza. Cuerpos luminosos, iluminados, opacos, transparentes y traslúcidos. Propagación de la luz. Velocidad de transmisión. Óptica geométrica y física. Principio del camino inverso de la luz. Principio de la independencia de los rayos de luz. 3. Fotometría. Ángulo sólido. Concepto y ecuaciones dimensionales de las unidades. Leyes. Luminancia. Magnitudes empleadas en fotometría y aprobadas por SIMELA. Fotómetros. 4. Espejos planos. Rayos principales. Leyes de la reflexión de la luz. Espejos en ángulo y paralelos. 5. Espejos esféricos. Rayos principales. Formación de imágenes en espejos cóncavos. Formación de imágenes en espejos convexos. Formula de los focos conjugados o de Descartes. Discusión de la fórmula. Cáustica por reflexión. Aberración por esfericidad. Espejos parabólicos. 6. Refracción de la luz. Leyes. Consecuencias. Índice de refracción relativo y absoluto. El índice de refracción y la velocidad de la luz. Reflexión total. Ángulo límite. Aplicaciones de la reflexión total. Espejismo. Refracción atmosférica. Imágenes por refracción. 7. Lámina de caras paralelas. Marcha de los rayos. Formación de imágenes. Prisma óptico. Ángulo de desviación. Desviación mínima. Formación de imágenes. Prisma de reflexión total. Medida de los índices de refracción empleando el prisma. 8. Lentes. Convergentes y divergentes. Construcción de imágenes. Fórmula de los focos conjugados. Tamaño de la imagen. Aumento lateral. Discusión de la fórmula de las lentes. Potencia. Lentes delgadas adosadas. Aberración cromática. 9. Dispersión de la luz. Espectro de la luz blanca. Los colores. Longitud de onda y frecuencia. Los colores y el índice de refracción. El color de los cuerpos. Recomposición de la luz. Radiaciones no visibles al ojo humano. Espectros de emisión y de absorción. Tipos análisis espectral. Espectrómetro. 10. El ojo humano. Estructura del ojo. Formación de imágenes. Acomodación. Ángulo de separación. Poder separador. Acuidad visiva. Defectos del ojo. Posible corrección en cada caso. Persistencia de imágenes. Visión binocular. El relieve. 11. Instrumentos de óptica. Lupa. Microscopio. Telescopios. Binóculos.Cámara fotográfica. 12. Electrostática. Electrización por frotamiento. Electroscopio. Conductores y aisladores. Concepto de carga eléctrica. Carga de un conductor por contacto y por inducción. Teorema de Faraday. Ley de Coulomb. Unidad electrostática y práctica de carga eléctrica. Distribución de la carga en los conductores. Densidad electrostática. Poder de las puntas. Viento eléctrico. Pantallas electrostáticas. Pararrayos. Máquinas electrostáticas. 13. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. Vector campo eléctrico. Campo eléctrico de una carga puntual. Intensidad de campo. Unidades. Línea de fuerza. Espectros eléctricos. Trabajo eléctrico del campo sobre una carga puntual. Energía potencial de una carga eléctrica. Potencial eléctrico. Diferencia de potencial. Unidades. Relaciones. 14. Capacidad eléctrica. Capacidad de una esfera. Unidades de capacidad. Electrómetros. Principios de los condensadores. Carga y descarga de los condensadores. Constante dieléctrica. Ley de Coulomb generalizada. Tipos de condensadores. Asociación de condensadores: en serie y en paralelo. Energía de un condensador. 4 15. Corriente eléctrica. Sentido de la corriente. Efectos químicos, fisiológicos, térmicos, magnéticos. Intensidad de la corriente, su medición. Fundamento de la pila de Volta. Ley de Ohm. Resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica en función de las dimensiones del conductor y en función de la temperatura. Materiales de las resistencias. Reóstatos. Corrientes derivadas. Asociación de resistencias. Voltímetros. Shunt. 16. Fuerza electromotriz. Unidades. Ley de Ohm generalizada. Medición de resistencias. Puente de Wheastone. Puente de hilo. Aplicaciones. Ecuación general de un circuito. Reglas de Kirchoff. Nudos y mallas. 17. Energía y potencia. De la corriente eléctrica. Trabajo eléctrico. Ley de Joule. Potencia eléctrica. Unidades de trabajo y de potencia eléctrica. Relaciones. Aplicaciones e inconvenientes del efecto Joule. 18. Electroquímica. Electrólisis. Teoría iónica. Concepto de ión. Conductores de segunda clase. Electrolisis del cloruro de sodio fundido. Leyes de Faraday de la electrólisis. Numero de Faraday. Equivalente electroquímico. La carga de un electrón. 19. Pilas. Fundamentos de la pila de Daniell. Tensión de una hemipila. Hemipila patrón. Serie electromotriz. Potencial normal de una pila. Polarización de las pilas. Pila de Leclanché. Pila seca. Pila termoeléctrica. Asociación de pilas. Acumuladores. Carga y descarga. Capacidad. 20. Electromagnetismo. Campo magnético creado por un conductor rectilíneo, por uno circular y por un solenoide. Calculo del campo magnético en el interior de un solenoide. Flujo magnético y flujo de inducción. Electroimanes. Circuitos magnéticos. Ley de Hopkinson. Fuerza magneto motriz y reluctancia. Unidad de fuerza magneto motriz. Campanilla eléctrica, telégrafo, relés. 21. Acción de un campo magnético sobre una corriente. Acciones entre corrientes. Motor de corriente continua. Instrumentos de medida. 22. Inducción electromagnética. Corrientes inducidas por acción de imanes y otras corrientes. Flujo de inducción. Regla de Lenz. Ley de Faraday. Unidades electromagnéticas. Unidades prácticas. Corriente inducida en un conductor móvil en un campo magnético. Autoinducción y autoinducción mutua. Coeficientes. Aplicaciones: teléfonos, micrófonos, carrete de Ruhmkorff. 23. Generadores de corriente eléctrica. Corriente continua y alterna. Anilla de Gramme. Alternador. Variación de flujo en el alternador. Cálculo del flujo de inducción en el alternador. Cálculo de la fuerza electro matriz. Fuerza electromotriz instantánea y eficaz de la corriente alternada. Intensidad instantánea máxima y eficaz de la corriente alternada con resistencia óhmica. Transformadores. 24. Descarga a través de los gases. Descarga espontánea. Descarga en gases enrarecidos. El átomo. Rayos catódicos. El electrón. El protón. Radiactividad. Rayos alfa, beta y gamma. El átomo de Rutherford. El átomo de Bohr. El neutrón. Número atómico. Número másico. El modelo moderno del átomo. 25. Rayos X. Como se producen. Naturaleza ondulatoria de los rayos X. Experiencia de Von Laue. Propiedades de los rayos X. Rayos X característicos y de frenamiento. Aplicaciones de los rayos X. 26. Radiactividad. Las radiaciones radiactivas. Radiactividad natural. Series radiactivas. Radiactividad artificial. Isótopos. Aplicaciones. Desintegración radiactiva. 27. La energía nuclear. Los elementos transuránicos. Materia y energía reacción en cadena. La fusión nuclear. Reactor atómico. 4. BIBLIOGRAFÍA Física General. Sears y Zemanski 5 Fundamentos de Física II. Sears. Física General. Bueche. Física II Cerventi Curso de Física. Carlos R. Miguel. Electricidad y Magnetismo. Raymond Serway y John Jewett Jr. 5. EXAMEN FINAL PARA ESTUDIANTES LIBRES El examen final para los alumnos libres constará de dos etapas, la primera escrita y la segunda oral, debiendo el alumno aprobar la instancia escrita para acceder al examen oral. Al presentarse a la mesa examinadora, el alumno debe entregar una carpeta, en original con trabajos prácticos resueltos de puño y letra. Los trabajos prácticos están incluidos en un cuardenillo que se encuentra en la biblioteca de la institución. A requerimiento del tribunal el alumno debe explicar la resolución de los prácticos, demostrando fehacientemente que han sido resueltos por él. Superada esta primera instancia, el alumno recibirá del tribunal una hoja con cinco temas, de los cuales el alumno desarrollará por lo menos tres de ellos, de no hacerlo, se dará por terminado el examen. Habiendo aprobado el examen escrito, el alumno accede a la instancia oral. El alumno podrá elegir un tema de tres tomados al azar. Luego de exponer correctamente el tema con voz clara y segura, el tribunal interrogará al alumno sobre otros puntos del programa de estudio, tanto práctico como teórico a fin de establecer fehacientemente los conocimientos del alumno.