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
03009AE - Ingeniería Aeroespacial 2018 Obligatoria
Totales: 0
Clases: 0
Evaluaciones: 0
2do
-

CORRELATIVIDADES

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

INFORMACIÓN GENERAL 

Datos Generales

Área: Fisica

Departamento: Ciencias Basicas

Tipificación: Ciencias Basicas (CB)

Ingeniería Aeroespacial - 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 fuerte influencia en otras ciencias como las distintas ramas de las ingenierías. Alcanzar una completa comprensión de sus ideas fundamentales y desarrollar habilidades para manejarlas es de suma utilidad para los estudiantes de Ingeniería y su futuro desarrollo profesional, introduciéndolo a la identificación, formulación y resolución de problemas de ingeniería, como una herramienta básica para el desarrollo de habilidades que serán usadas en el proyecto, cálculo, diseño y planificación de sistemas e instalaciones que demanden la formación experta de un ingeniero. 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 se abordará el estudio de los campos eléctricos y magnéticos, tanto independientes como dependientes del tiempo, arribando a la formulación de las ecuaciones de Maxwell, desde las cuales se estudiarán las ondas electromagnéticas y los fenómenos luminosos. Durante el curso se pondrá el énfasis en el análisis de los principios básicos, sus im plicaciones y las limitaciones de esta formulación del electromagnetismo. Principales 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 síntesi s 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 discusión de los fenómenos ópticos (polarización, interferencia, difracción y óptica geométrica). El dictado del curso propiciará el trabajo cooperativo, ético y responsable.

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. Campo electromagnético. Inducción magnética. Inductores. Ley de Faraday-Lens. 10. Circuitos en régimen transitorio. 11. Circuito en régimen alterno. Circuitos RCL 12. Campo electromagnético. Ley de Ampere - Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en el vacío. 13. Ondas electromagnéticas. 14. 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, dióptricos, lentes delgadas. Instrumentos ópticos simples. 19. Nociones de Radiometría y fotometría.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2024, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - Actualidad

AÑO DE APROBACIÓN: 2017 1. Carga eléctrica. Sólidos conductores y no conductores. Interacción entre cargas. (1 Clase)
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.
2. Campo eléctrico. Leyes fundamentales del campo electrostático. Ley de Gauss (2 Clases)
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. D ipolo 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.
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.
3. Naturaleza conservativa del campo electrostático. Energía y potencial eléctrico. (2 Clases)
3.1 Trabajo de fuerzas electrostáticas y diferencia de energía electrostática. Diferencia de potencial eléctrico. Propiedad i ntegral del campo electrostático: Circulación del vector campo. Referencial. Potencial eléctrico. Conservación de la energía en el campo electrostático.
3.2. Cálculo de potencial eléctrico: por principio de superposición y utilizando la relación entre el potencial y el campo el éctrico. Continuidad de la función potencial. Equipotenciales.
3.3. Características de los conductores: blindaje eléctrico, distribución de carga en conductores de superficie irregular. Ruptura dieléctrica.
3.4. Movimiento de una carga de prueba en distintos campos electrostáticos. Trayectoria, línea de campo y línea equipotencial .
3.5. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial.
4. Capacitancia. Capacitores. Energía almacenada en capacitores cargados. Densidad de energía. (1 Clase)
4.1. Energía potencial electrostática.
4.2. Capacitancia. Capacitores. Combinación de capacitores, serie y paralelo.
4.3. Energía almacenada en capacitores cargados. Densidad de energía.
5. Corriente eléctrica. Ley de Ohm. Resistores. (1 Clase)
5.1. Corriente eléctrica. Corriente eléctrica continua estacionaria. Velocidad de desplazamiento. Vector densidad de corriente. Líneas de corriente.
5.2. Ley de Ohm microscópica. Conductividad, resistividad y resistores. Ley de Ohm macroscópica. Ley de Joule.
5.3. Fuerza electromotriz. Campos conservativos y no conservativos.
6. Circuitos de corriente continua en régimen estacionario. Circuito Serie y Paralelo. Reglas de Kirchhoff. (1 Clase)
6.1. Circuitos de corriente continua en régimen estacionario. Balance Energético.
6.2. Reglas de Kirchhoff.
6.3. Circuito Serie y Paralelo. Combinación de resistores.
6.4. Instrumentos de medida.
7. Campo magnético. Leyes fundamentales: Gauss, Biot- Savart, Ampere. (2 Clases)
7.1. Campo magnético. Vector inducción magnética. Flujo del campo magnético. Análisis del campo magnético de imanes en compar ación con el campo electrostático: diferencias y similitudes. Ley de Gauss para el campo magnético.
7.2. 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 Amp ere.
7.3. Cálculo de campos magnéticos utilizando el principio de superposición y la ley de Ampere.
7.4. Dipolo magnético. Momento dipolar magnético. Momento de fuerza sobre una espira de corriente.
8. Fuerzas sobre cargas en movimiento. Ley de Lorentz. (1 Clase)
8.1. Fuerza de Lorentz. Movimiento de cargas en campos magnéticos Trayectoria de partículas en campos magnéticos uniformes.
8.2. Aplicaciones: efecto Hall, selector de velocidades, espectrómetro de masas, ciclotrón.
9. Campo electromagnético. Inducción magnética. Inductores. Ley de Faraday-Lens. (1 Clase)
9.1 Energía magnética.
9.2. 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.
9.3. Autoinducción. Inductancia mutua. Densidad de energía almacenada en campos magnéticos.
10. Circuitos en régimen transitorio. (1 Clase)
10.1. Corriente transitoria. Elementos de circuitos eléctricos como reservorio de energía.
10.2. Circuitos de corriente transitoria. Circuitos RC, RL y LC.
11. Circuitos en régimen alterno. Circuitos RCL (1 Clase)
11.1. Generador de alterna. Valores instantáneos de corriente y de tensión eléctrica. Angulo de fase entre la corriente y el potencial aplicado.
Valores máximos.
11.2. Fasores. Resistores en circuitos de CA. Capacitores en circuitos de CA. Reactancia capacitiva. Inductores en circuitos de CA. Reactancia Inductiva.
11.3. Circuitos serie y paralelo, RCL. Impedancia. Potencia instantánea y media. Valores eficaces. Resonancia. Aplicaciones.
12. Campo electromagnético. Ley de Ampere - Maxwell. Ecuaciones de Maxwell en el vacío. (1 Clase)
12.1. Corriente de desplazamiento.
12.2. Ley de Ampere–Maxwell.
12.3. Ecuaciones de Maxwell en el vacío en forma integral y diferencial.
13. Ondas electromagnéticas. (1 Clase)
13.1. Ecuación diferencial de la onda. Ondas Electromagnéticas. Ondas armónicas. Fase y velocidad de fase. Ondas transversales 13.2. Ondas EM: Vector de Poynting, Intensidad, Potencia.
13.3. Cantidad de movimiento. Presión de radiación.
14. Propagación de ondas electromagnéticas en el vacío y en medios materiales. (1 Clase)
14.1. Ondas electromagnéticas en un material. Velocidad de propagación y relación entre las magnitudes del campo eléctrico y el campo magnético.
14.2. Reflexión y transmisión en una discontinuidad. Principio de Fermat. Leyes de Snell.
14.3. Reflexión total interna. Espejismos. Fibras ópticas.
14.4. Relación entre los campos eléctricos incidente y los reflejados y transmitidos. Coeficientes de Fresnel. Cambio de fase. Incidencia normal.
14.5. Propagación de ondas electromagnéticas en medios homogéneos e isótropos. Dispersión. Medios inhomogéneos .
15. Medios anisotrópicos. Polarización. (1 Clase)
15.1 Polarizadores por absorción (Polaroids). Polarización lineal, elíptica y circular.
15.2 Polarización por reflexión. Ángulo de Brewster. Dispersión (scattering).
16. Interferencia de ondas electromagnéticas. (1 Clase)
16.1 Diferencia de camino óptico. Diferencia de fase. Experiencia de Young.
16.2 Películas delgadas. Cuñas de aire. Anillos de Newton. Interferómetros.
17. Difracción. (1 Clase)
17.1 Difracción de Fraunhofer por una rendija rectangular. Difracción e interferencia en una experiencia de Young. Difracción por N rendijas.
17.2 Difracción de Fraunhofer por una apertura circular. Resolución. Red de difracción. Poder resolvente de una red.
18. Óptica geométrica. (2 Clases)
18.1 Dióptricos esféricos, lentes delgadas y espejos esféricos; superficies planas. Formación de imágenes. Focos. Aumentos laterales y axiales 18.2. Instrumentos ópticos simples: lupa, microscopio, telescopios refractores y reflectores. Aumento angular. Poder resolutor de un telescopio reflector.
19. Nociones de radiometría y fotometría. (1 Clase)
19.1 Magnitudes, unidades y leyes básicas. Respuesta del ojo humano. Color.
19.2 Fuentes de luz. Lámparas incandescentes. Lámparas fluorescentes. Diodos emisores de luz (LED´s).

BIBLIOGRAFÍA

Año: 2024, semestre: 1

Vigencia: 31/12/2022 - 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.

- Fundamentos de Electricidad y magnetismo. A. Kip. Ed. Mc Graw-Hill.

- Fundamentos Física 2: Electricidad y magnetismo. F. Sears. Ed. Aguilar.

- 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

- Física: principios con aplicaciones. Giancoli. Prentice Hall Hispanoamericana

- FÍSICA. Resnick R., Halliday D. & Krane K. C.E.C.S.A., Mexico. FÍSICA.

- Tipler, P. A.: 1993, REVERTÉ, Barcelona,

- Óptica, Hecht y Zajac, Ed. Addison Wesley

- El Curso Interactivo de Física en Internet. Ángel 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 enlace en la página de la Facultad.
En las Guías de Laboratorios se encuentran descriptos detalladamente los trabajos de laboratorio que se realizan en forma int egrada con la clase. Los temas que se desarrollan son los siguientes:
L.1. Obtención experimental de la permitividad del vacío.
L.2. Circuitos de corriente continua (Leyes de Kirchoff).
L.3. Circuitos de corriente continua en estado transitorio (circuitos RC).
L.4. Análisis de circuitos RLC en corriente alterna.
L.5. Interferencia y Difracción (experiencia de Young, difracción por ranura y obstáculo, red difracción).
L.6. Óptica Geométrica (método de Bessel para medidas de distancia focal de lentes convergentes).
También se propondrán laboratorios virtuales de electrostática, circuitos eléctricos y ondas electromagnéticas. Se familiarizará a los alumnos con herramientas TIC como ser Campos (desarrollo del IMApEC), Fislab (programa de uso libre desarrollado en formato Shockwave Flash), Emfield,
Crocodile clips, EWorkBench, entre otros.
Los alumnos deberán presentar informes grupales escritos en grado de complejidad creciente para su aprobación. Los grupos estarán integrados por 4-5 alumnos. Actividades extra optativas: 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 fís ico 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 a dquieran 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 docentes, así como la realización de trabajos de laboratorio que se detallan separadamente. Además, se analizará la factibilidad de desarrollar pequeños proyectos que permitan una flexibilización en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Para llevar adelante esta metodología, es necesario armar equipos o grupos de trabajo de estudiantes que se vaya n rotando. Este es un aspecto metodológico básico para la cristalización del aula como lugar de trabajo e interacción entre los propi os 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 a los 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 Direct a 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 extra 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 l a 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 may or 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 el 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 más completos donde se desarrollan profunda y detalladamente los conceptos teór icos 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 ítem 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 sid o desarrollados por

Profesores de la Cátedra. Material adicional como simulaciones, enlaces 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 página 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