UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: F1305
Física II
Última Actualización de la Asignatura: 28/09/2017

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03009 - Ingeniería Aeronáutica 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
2do
-

CORRELATIVIDADES

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Aeronáutica - Plan 2018
PARA PROMOCIONAR
(F1302) Matemática B
(F1303) Física I

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Fisica

Departamento: Ciencias Basicas

Tipificación: Ciencias Basicas (CB)

Ingeniería Aeronáutica - 2018 plegar-desplegar

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 128hs SEMANALES: 8 hs
TEORÍA
64.0 hs
PRÁCTICA
64.0 hs
TEORÍA
4 hs
PRÁCTICA
4 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
16.0 hs
Resol. de Problemas abiertos
0.0 hs
Proyecto y Diseño
0.0 hs
PPS
0.0 hs

TOTAL COMPUTABLES HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)

128.0 hs


0.0 hs


PLANTEL DOCENTE

OBJETIVOS

La Física es considerada una ciencia fundamental con influencia en otras ciencias como la ingeniería. Como estudiante de ingeniería alcanzar una completa comprensión de sus ideas fundamentales y desarrollar habilidades para manejarlas, será de utilidad en su desarrollo profesional. Física II es un curso introductorio para estudiantes de Ingeniería, a nivel de Física general, con el fin de abordar los fenómenos electromagnéticos y sus aplicaciones. En este curso abordaremos el estudio de los campos eléctricos y magnéticos, independientes y dependientes del tiempo, concluyendo con la formulación de las ecuaciones de Maxwell, las ondas electromagnéticas y los fenómenos luminosos. Durante el curso nos detendremos en el análisis de los principios básicos, las implicaciones y las limitaciones del electromagnetismo. Principales objetivos generales: Introducir el concepto de campo electromagnético en el vacío, utilizando las leyes de flujo y circulación para la comprensión de las propiedades de los campos eléctricos y magnéticos estáticos y dinámicos. Discutir los conceptos de fuerza y energía. Analizar las principales aplicaciones tecnológicas sobre la base de modelos fenomenológicos sencillos. A partir de la síntesis conceptual expresada por las Ecuaciones de Maxwell, estudiar el comportamiento ondulatorio de los campos electromagnéticos y abordar sus propiedades relacionadas con la luz. Estudiar la propagación de ondas electromagnéticas en el vacío y medios materiales para desarrollar la discusion de los fenómenos ópticos (polarización, interferencia, difracción y óptica geométrica).

PROGRAMA SINTÉTICO

1. Carga eléctrica. Sólidos conductores y no conductores. Interacción entre cargas. Ley Coulomb. 2. Campo eléctrico. Leyes fundamentales del campo electrostático. Ley Gauss. 3. Naturaleza conservativa del campo electrostático. Energía y Potencial eléctrico. 4. Capacitancia. Capacitores. Energía almacenada en capacitores cargados. Densidad de energía. 5. Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Resistencia. Resistores. 6. Circuitos de corriente continua en régimen estacionario. Circuito Serie y Paralelo. Reglas de Kirchhoff. 7. Campo magnético. Leyes fundamentales: Gauss, Ampere, Biot- Savart, 8. Fuerzas sobre cargas en movimiento. Ley de Lorentz. 9. Aplicaciones campos y fuerzas eléctricas y magnéticas: efecto Hall, selector de velocidades, espectrómetro de masas, ciclotrón. 10. Campo electromagnético. Inducción magnética. Inductores. Ley de Faraday-Lens. 11. Circuitos en régimen transitorio. 12. Circuito en régimen alterno. Circuitos RCL 13. Campo electromagnético. Ley de Ampere - Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en el vacío. 14. Ondas electromagnéticas. Propagación de ondas electromagnéticas en el vacío y en medios materiales. Reflexión y transmisión en una discontinuidad. Leyes de Snell. Principio de Fermat. 15 Medios anisotrópicos. Polarización. 16. Interferencia en ondas EM. 17. Difracción. Difracción de Fraunhofer. Red de difracción. Poder resolvente. 18 Óptica geométrica. Espejos, diópticos, lentes delgadas. Instrumentos ópticos simples. 19. Nociones de Radiometría y fotometría.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2019, semestre: 1

Vigencia: 07/08/2017 - Actualidad

Carga eléctrica. Sólidos conductores y no conductores. Interacción entre cargas.
1.1. Carga eléctrica. Conductores y aislantes. Carga inducida y carga polarizada. Blindaje eléctrico.
1.2. Ley de Coulomb. Distribuciones discretas de carga. Principio de superposición. Distribuciones continuas de carga. (1 Clase)
Campo eléctrico. Leyes fundamentales del campo electrostático.
2.1. Campo eléctrico. Velocidad finita de propagación. Vector intensidad de campo eléctrico.
2.2. Campo electrostático de distribuciones discretas de carga. Cálculo de campos utilizando el principio de superposición. Dipolo eléctrico. Momento dipolar eléctrico. Momento del par sobre un dipolo.
2.3. Campo electrostático de distribuciones continuas de carga. Cálculo de campos utilizando el principio de superposición. (1 Clase)
2.4. Representación cualitativa y cuantitativa del campo electrostático mediante líneas de campo. Flujo Eléctrico. Propiedad integral del campo electrostático: Ley de Gauss. Distribución de cargas en conductores y aislantes. Cálculo de campos utilizando la Ley de Gauss, para distintas simetrías. Discontinuidad del campo eléctrico en la superficie de los conductores. (1 Clase)
2.5. Naturaleza conservativa del campo electrostático. Trabajo de fuerzas electrostáticas y diferencia de energía electrostática. Diferencia de potencial eléctrico. Propiedad integral del campo electrostático: Circulación del vector campo. Referencial. Potencial eléctrico. Conservación de la energía en el campo electrostático. (1 Clase)
2.6. Cálculo de potencial eléctrico: por principio de superposición y utilizando la relación entre el potencial y el campo eléctrico. Continuidad de la función potencial. Equipotenciales.
2.7. Características de los conductores: blindaje eléctrico, distribución de carga en conductores de superficie irregular. Ruptura dieléctrica. 2.8. Movimiento de una carga de prueba en distintos campos electrostáticos. Trayectoria, línea de campo y línea equipotencial.
2.9. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial. (1 Clase)
3. Energía potencial electrostática de un sistema de cargas. Capacidad.
3.1. Energía potencial electrostática.
3.2. Capacitancia. Capacitores. Combinación de capacitores, serie y paralelo.
3.3. Energía almacenada en capacitores cargados. Densidad de energía. (1 Clase)
Carga eléctrica. Sólidos conductores y no conductores. Interacción entre cargas.
1.1. Carga eléctrica. Conductores y aislantes. Carga inducida y carga polarizada. Blindaje eléctrico.
1.2. Ley de Coulomb. Distribuciones discretas de carga. Principio de superposición. Distribuciones continuas de carga. (1 Clase)
Campo eléctrico. Leyes fundamentales del campo electrostático.
2.1. Campo eléctrico. Velocidad finita de propagación. Vector intensidad de campo eléctrico.
2.2. Campo electrostático de distribuciones discretas de carga. Cálculo de campos utilizando el principio de superposición. Dipolo eléctrico. Momento dipolar eléctrico. Momento del par sobre un dipolo.
2.3. Campo electrostático de distribuciones continuas de carga. Cálculo de campos utilizando el principio de superposición. (1 Clase)
2.4. Representación cualitativa y cuantitativa del campo electrostático mediante líneas de campo. Flujo Eléctrico. Propiedad integral del campo electrostático: Ley de Gauss. Distribución de cargas en conductores y aislantes. Cálculo de campos utilizando la Ley de Gauss, para distintas simetrías. Discontinuidad del campo eléctrico en la superficie de los conductores. (1 Clase)
2.5. Naturaleza conservativa del campo electrostático. Trabajo de fuerzas electrostáticas y diferencia de energía electrostática. Diferencia de potencial eléctrico. Propiedad integral del campo electrostático: Circulación del vector campo. Referencial. Potencial eléctrico. Conservación de la energía en el campo electrostático. (1 Clase)
2.6. Cálculo de potencial eléctrico: por principio de superposición y utilizando la relación entre el potencial y el campo eléctrico. Continuidad de la función potencial. Equipotenciales.
2.7. Características de los conductores: blindaje eléctrico, distribución de carga en conductores de superficie irregular. Ruptura dieléctrica. 2.8. Movimiento de una carga de prueba en distintos campos electrostáticos. Trayectoria, línea de campo y línea equipotencial.
2.9. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial. (1 Clase)
3. Energía potencial electrostática de un sistema de cargas. Capacidad.
3.1. Energía potencial electrostática.
3.2. Capacitancia. Capacitores. Combinación de capacitores, serie y paralelo.
3.3. Energía almacenada en capacitores cargados. Densidad de energía. (1 Clase)
4. Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Resistencia. 4.1. Corriente eléctrica. Corriente eléctrica continua estacionaria. Velocidad de desplazamiento. Vector densidad de corriente. Líneas de corriente. 4.2. Ley de Ohm microscópica. Conductividad, resistividad y resistores. Ley de Ohm macroscópica. Ley de Joule. 4.3. Fuerza electromotriz. Campos conservativos y no conservativos. 4.4. Circuitos de corriente continua en régimen estacionario. Balance Energético. Circuito Serie y Paralelo. Combinación de resistores. Reglas de Kirchhoff. Instrumentos de medida. (2 Clases) 5. Campo magnético de cargas en movimiento. Leyes fundamentales del campo magnético de corrientes continuas y estacionarias. 5.1. Campo magnético. Vector inducción magnética. Flujo del campo magnético. Analogías entre el campo magnético de imanes y el campo electrostático: diferencias y similitudes. Ley de Gauss para el campo magnético. 5.2. Campo magnético de corrientes continuas y estacionarias. Experiencia de Oersted y de fuerzas entre conductores paralelos. Ley de Biot y Savart. Fuerzas magnéticas sobre corrientes. Líneas de campo. Propiedades del campo magnético: Ley de Gauss y Ley de Ampere.
5.3. Cálculo de campos magnéticos utilizando el principio de superposición y la ley de Ampere. 5.4. Dipolo magnético. Momento dipolar magnético. Momento de fuerza sobre una espira de corriente. (2 Clases) 6. Fuerza magnética sobre cargas en movimiento. Movimiento de cargas en campos magnéticos. 6.1. Fuerza de Lorentz. Trayectoria de partículas en campos magnéticos uniformes. 6.2. Aplicaciones: efecto Hall, selector de velocidades, espectrómetro de masas, ciclotrón. (1 Clase) 7. Campo electromagnético. Inducción magnética. Inductores. Energía magnética.
7.1. Fuerza electromotriz inducida. Ley de Faraday. Ley de Lenz. Cálculo de fuerzas electromotrices y de corrientes inducidas. Corrientes parásitas. Fem de movimiento. Fem inducida y campo eléctrico. 7.2. Autoinducción. Inductancia mutua. Densidad de energía almacenada en campos magnéticos. (2 Clases) 8. Circuitos de corrientes en régimen transitorio. Circuito de corrientes alternas estacionarias. 8.1. Corriente continua transitoria. Elementos de circuitos eléctricos como reservorio de energía. Circuitos de corriente transitoria. Circuitos RC, RL y LC. (1 Clase) 8.2. Circuitos de corriente alterna y estacionaria. Generador de alterna. Valores instantáneos de corriente y de tensión eléctrica. Angulo de fase entre la corriente y el potencial aplicado. Valores máximos. Fasores. Resistores en circuitos de CA. Capacitores en circuitos de CA. Reactancia capacitiva. Inductores en circuitos de CA. Reactancia Inductiva. Circuitos serie y paralelo, RCL. Impedancia. Potencia instantánea y media. Valores eficaces. Resonancia. Aplicaciones. (2 Clases) 9. Campo electromagnético. Ley de Ampere - Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en el vacío. Ondas electromagnéticas. 9.1. Corriente de desplazamiento. Ley de Ampere – Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en el vacío en forma integral y diferencial. 9.2. Ecuación diferencial de la onda. Ondas Electromagnéticas. Ondas armónicas. Fase y velocidad de fase. Ondas transversales 9.3. Potencia Ondas EM. Intensidad. Vector de Poynting. Cantidad de movimiento. Presión de radiación. (2 Clases) 10. Propagación de ondas electromagnéticas en materiales. 10.1 Ondas electromagnéticas en un material. Velocidad de propagación y relación entre las magnitudes del campo eléctrico y el campo magnético. 10.2 Reflexión y transmisión en una discontinuidad para incidencia normal. Cambio de fase. Propagación de ondas electromagnéticas en medios homogéneos e isótropos. Leyes de Snell. Medios inhomogeneos. Principio de Fermat. Espejismo y fibras ópticas. (1 Clase) 11. Medios anisotrópicos. Polarización. Polarizadores por absorción (Polaroids), por reflexión y dispersión (scattering). (1 Clase) 12. Interferencia. 12.1 Diferencia de camino óptico. Experiencia de Young. 12.2 Películas delgadas. Cuñas de aire. Anillos de Newton. Interferómetros. (1 Clase) 13. Difracción. 13.1 Difracción de Fraunhofer por una rendija rectangular. Difracción e interferencia en una experiencia de Young. Difracción por N rendijas. 13.2 Difracción de Fraunhofer por un apertura circular. Resolución. Red de difracción. Poder resolvente de una red. (1 Clase) 14. Óptica geométrica. 14.1 Dióptricos esféricos, lentes delgadas y espejos esféricos; superficies planas. Formación de imágenes. Focos. Aumentos laterales y axiales 14.2. Instrumentos ópticos simples: lupa, microscopio, telescopios refractores y reflectores. Aumento angular. Poder resolutor de un telescopio reflector. (2 Clases) 16. Radiometría y fotometría. Magnitudes, unidades y leyes básicas. Respuesta del ojo humano. Color. Fuentes de luz. Lámparas incandescentes. Lámparas fluorescentes. Diodos emisores de luz (LED´s). (1 Clase)

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2019, semestre: 1

Vigencia: 31/05/2017 - Actualidad

Física para la Ciencia y la Tecnología. P. Tipler. Volumen II. . Reverté. Física
Física para Estudiantes de Ciencias e Ingeniería. V II. Resnick – Halliday, - Krane. CECSA. Física . Serway. V II. Mc Graw. Hill.
Física Universitaria. Sears-Zemansky-Young. Pearson Educación Fundamentos de Electricidad y Magnetismo. Kip. Mc Graw. Hill Electricidad y magnetismo. Sears. Aguilar
Complementaria
Física II. Campos y Ondas Alonso-Finn. Addison Wesley
Física II. Campos y Ondas. Alonso – Finn. Fondo Educativo Interamericano Física.
Fundamentos y aplicaciones. Eisberg - Lerner. V II. Mc Graw. Hill . Física. Feyman – Leighton - Sands. V
II. Fondo Educativo Interamericano
Física: principios con aplicaciones. Giancoli. Prentice Hall Hispanoamericana Física. Raymond A. Serway. Mc Graw-Hill, México.
FÍSICA. Resnick R., Halliday D. & Krane K. C.E.C.S.A., Mexico. FÍSICA. Tipler, P. A.: 1993, REVERTÉ, Barcelona,
FÍSICA. Alonso M. & Finn E. Addison-Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware. Óptica, Hecht y Zajac, Addison Wesley
El Curso Interactivo de Física en Internet. Angel Franco García. http://www.isis.ufg.edu.sv/labvirtual/fisica/fisica1/default.htm
Otros cursos interactivos y simulaciones por Internet

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Las guías de trabajos constan de ejercicios, problemas, comentarios, aplicaciones y experimentos, distinguidos en cuatro categorías según la siguiente nomenclatura:
- P: ejercicios o problemas para adquirir las habilidades de resolución básicas.
- C: ejercicios y preguntas para discutir en grupos y reforzar conceptos.
- A: ejercicios (problemas o comentarios) de aplicación de los conocimientos adquiridos a la tecnología. En esta categoría se pretende mostrar la aplicación de los conceptos teóricos abordados en la cátedra a la vida cotidiana.
- E: experimentos para realizar en la casa. En esta categoría se encuentran diversos experimentos que pueden ser realizados con materiales de fácil acceso y que ayudan a comprender ciertas situaciones o conceptos. Para aquellos alumnos que no puedan realizar en forma personal los experimentos propuestos, los mismos podrán ser vistos en videos realizados por miembros de la cátedra, subidos internet con un link en la página de la Facultad.
En las Guías correspondientes se encuentran descriptos detalladamente los trabajos de laboratorio se realizan en forma integrada con la clase.
Los temas que se desarrollan son los siguientes: L.1.-Reconocimiento de instrumental para medidas de magnitudes eléctricas y magnéticas. L.2: Obtención experimental de la permitividad del vacío. L.3.- Relevamiento de líneas de campo eléctrico y superficies equipotenciales. L4.- Comprobación experimental de la ley de Ohm. L5.- Circuitos de corriente continua (Leyes de Kirchoff). L.6.- Circuitos de corriente continua en estado transitorio (circuitos RC). L.7- Análisis de circuitos RLC en corriente alterna. L.8.- Obtención experimental de la inductancia de una bobina. L.9. Optica Geométrica (método de Bessel para medidas de distancia focalde lentes convergentes). L.10 Interferencia y Difracción (experiencia de Young, difracción por ranura y obstáculo, red difracción). L.11: Fotometría (ley de la inversa de los cuadrados).
También se realizan laboratorios virtuales de ondas mecánicas, electrostática, circuitos eléctricos y ondas electromagnéticas. Se familiariza a los alumnos con los programas: Campos (desarrollo del IMApEC), Fislab (programa de uso libre desarrollado en formato Shockwave Flash), Emfield, Crocodile clips, EWorkBench, entre otros.
Los alumnos deben presentar informes grupales escritos para su aprobación. Los grupos están integrados por 4-5 alumnos.
Actividades extra clase. Optativo. Clases de consultas grupales, para temas específicos y/o sugeridos por los alumnos.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

La propuesta está orientada a generar un ámbito de trabajo en el aula en donde se encuentre integrado en un único espacio físico todas las actividades que usualmente se trabaja en forma separada, Teoría, resolución de ejercitaciones prácticas (problemas) y actividades de laboratorio. Esta perspectiva de trabajo en el aula naturalmente hace que las experiencias ocupen el lugar central, en torno de las cuales la materia se va articulando. La metodología aplicada se fundamenta en el marco conceptual del constructivismo y tiene como objetivos generales, por un lado, que los alumnos alcancen los conocimientos específicos que le permitan avanzar en su carrera, y por el otro, que los mismos adquieran habilidades y aptitudes que contribuyan a su formación profesional.
A pesar de que las clases son numerosas se pretende lograr, a través de distintas actividades, una evaluación continua. Las clases teórico-prácticas incluyen clases de problemas y laboratorio, con la instancia de una presentación teórica del tema a cargo del profesor y la discusión grupal de problemas y cuestiones planteadas en la guía de trabajos prácticos a cargo de todos los docents, así como la realización de trabajos de laboratorio que se detallan separadamente. Además se analizará la factibilidad de desarrollar mini - proyectos que permitan una flexibilización en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Para llevar adelante esta metodología, es necesario configurar, equipos y grupos de trabajo de estudiantes. Este es un aspecto metodológico básico para la cristalización del aula como lugar de trabajo e interacción entre los propios estudiantes, entre los estudiantes y los docentes y entre los estudiantes y la bibliografía. En este sentido, se visualiza como primordial realizar experiencias previas para reflexionar y formar docentes con este enfoque.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La evaluación se realiza en conformidad con la ordenanza vigente en la Facultad, que establece el régimen de Promoción Directa y el de Promoción con Examen Final.
La asignatura está dividida en dos módulos. Cada módulo tiene una evaluación y su correspondiente recuperación. Para aquellos alumnos que tienen un módulo aprobado, existe además una única instancia final de recuperación del módulo que no aprobaron.
La evaluación de los contenidos de los módulos se efectúa por escrito. Las evaluaciones consisten en la presentación de una serie de situaciones físicas que el alumno deberá analizar indicando claramente los conceptos físicos subyacentes. Para establecer la nota correspondiente a cada módulo se tiene en cuenta la nota de la evaluación escrita. Es posible un coloquio final para definir la nota que el equipo docente corrige y discute con los alumnos.
Promoción Directa: Se acredita la materia con la aprobación de los módulos y de los informes de laboratorio y/o del coloquio. Los alumnos que al finalizar el curso han aprobado los trabajos de laboratorio y han alcanzado en cada evaluación de los módulos una nota mayor o igual a cuatro y tenga promedio mayor o igual a seis, promocionan la materia con una nota final conformada por el promedio de las notas obtenidas en los exámenes de los módulos.
Promoción por Examen Final: Los alumnos que han aprobado los trabajos de laboratorio y no han aprobado por Promoción Directa, pero hayan obtenido una nota mayor o igual a cuatro en los aspectos teóricos-prácticos mínimos que establezca la Cátedra, obtendrá la aprobación de los Trabajos Prácticos y la habilitación para rendir el Examen Final.

MATERIAL DIDÁCTICO

La Cátedra ha desarrollado material didáctico para complementar la Bibliografía que se detalla separadamente.
Apuntes de Teoría donde se desarrollan los conceptos más relevantes del tema. Su objetivo es brindar al alumno, un resumen conciso de los conceptos a estudiar en los textos recomendados.
Profesores de la Cátedra han elaborado textos mas completos donde se desarrollan profundamente y detalladamente los conceptos teóricos y ejercitaciones problemáticas y experimentales. En ambos casos, serán editados como libros de texto por la Editorial de la Universidad Nacional de La Plata. Asimismo cada Profesor elabora material para dictar sus clases que está previamente disponible para los alumnos.
Las Guías de Actividades Prácticas y Laboratorio que se detallan en el item correspondiente, constituyen una base fundamental para el desarrollo de los contenidos curriculares de la Asignatura. Son permanentemente revisados y actualizados por personal docente.
Videos con estrategias para la resolución de problemas y el desarrollo de las soluciones de algunos problemas típicos han sido desarrollados por Profesores de la Cátedra. Material adicional como simulaciones, link con páginas webs, cursos, etc. son sugeridos para cada situación problemática particular.
Todo el material de la Cátedra es de acceso libre y es permanentemente consultado por alumnos y docentes. Está disponible en la pag. web de la Facultad. (http://www.ing.unlp.edu.ar/catedras/F0305/)

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Calle 1 y 47 - La Plata (B1900TAG) - Pcia. de Buenos Aires - Argentina - Tel: (54) (221) 425-8911     -     Contacto: sistemas@ing.unlp.edu.ar