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Planificaciones

8202 - Física II

Docente responsable: SANTIAGO GUILLERMO DANIEL

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8202 - Física II PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2013

OBJETIVOS1- Conocer las bases fisicas de procesos tecnologicos basados en el electromagnetismo y la energia termica. 2- Adquirir un buen manejo de los sistemas de unidades de medida y de Ordenes de magnitud de losfenomenos. 3- Adquirir la capacidad de plantear y resolver situaciones nuevas a partir de los principios generales, o poranalogia. 4- Aprender a establecer modelos teoricos de situaciones reales, disen%ar mediciones y analizar losresultados. 5- Aprender a analizar tendencias, manejar errores estadisticos y establecer la verosimilitud de los resultadosde la modelizacion y/o la experimentacion realizadas. 6- Aprender a trabajar en grupo asumiendo las responsabilidades propias. 7- Adquirir la capacidad de realizar informes escritos y orales de distinto tipo para transmitir lo hallado acolegas y personas sin formacion ingenieril. 8- Adquirir entrenamiento en consultas bibliograficas, personales y busqueda de informacion. 9- Conocer las posibilidades de investigacion y consultoria que brinda la Facultad y la Universidad como apoyoal desarrollo profesional por medio de ideas innovadoras para la resolucion de problemas especificos a sutrabajo profesional.

CONTENIDOS MÍNIMOS-

PROGRAMA SINTÉTICOElectrostatica Carga electrica. Interacciones electrostaticas en el vacio. Ley de Coulomb. Principio de superposicion. Campo electrostatico. Propiedades. Potencial electrostatico. Ley de Gauss. Forma integral y diferencial. Conductores. Capacidad. Energia electrostatica. Fuerzas entre placas de un capacitor. Dielectricos. Polarizacion. Campo inducido. Vector desplazamiento. Permitividad. Ley de Gauss en medios materiales. Forma integral y diferencial. Corrientes Estacionarias Transporte de carga. Corrientes electricas estacionarias. Vector densidad de corriente. Ley de Ohm micro y macroscopica. Circuitos electricos. Leyes de Kirchhoff. Potencia. Efecto Joule. Aplicaciones : puente y potenciometro. Magnetostatica Efectos magneticos de cargas en movimiento. Fuerza de Lorentz. Fuerzas sobre corrientes. Ley de Biot-Savart. Ley de Ampere. Forma integral y diferencial. Definicion del amperio. Campo de induccion magnetica B. Propiedades. Fuerzas y cuplas sobre espiras. Momento dipolar magnetico. Materiales magneticos. Magnetizacion. Vector campo magnetico. Permeabilidad. Materiales para-, dia- y ferromagneticos. Curva B-H. Histeresis. Aplicaciones. Induccion Electromagnetica Experiencias y ley de Faraday. Forma integral y diferencial. Fuerza electromotriz inducida. Autoinductancia e inductancia mutua. Corrientes variables en el tiempo. Corrientes armonicas. Circuitos de corriente alterna. Circuito RC, RL y RLC. Resonancia. Q. Energia magnetica. Circuitos magneticos. Reluctancia. Ecuaciones de Maxwell. Hipotesis de Maxwell. Sintesis de las leyes del electromagnetismo. Aplicaciones:Ondas en el vacio. Espectro electromagnetico. Termodinamica Temperatura. Termometria. Escalas. Calorimetria. Recinto adiabatico. Calor especifico. Transmision del calor. Conduccion. Ley de Fourier. Conveccion. Ley de Newton. Radiacion. Ley de Stefan-Boltzmann. Cuerpo negro. Primer principio. Equivalencia de calor y trabajo mecanico. Experiencia de Joule. Transformaciones cuasi-

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estacionarias. Ciclos. Energia interna de un sistema. Gases ideales. Ecuacion de estado. Transformaciones isotermas, isobaras, isocoras y adiabaticas. Segundo principio. Ciclo de Carnot. Transformaciones reversibles e irreversibles. Teorema de Carnot.Temperatura absoluta. Concepto de entropia.

PROGRAMA ANALÍTICO1) ELECTROSTATICA Carga electrica. Ley de Coulomb. Campo electrostatico. Flujo del campo electrostatico.Ley de Gauss. Conductores en equilibrio electrostatico. Induccion. Energia potencial electrostatica. Potencialelectrostatico. Diferencia de potencial. Relacion entre el potencial y el campo electrostaticos. Capacidadelectrostatica. Capacitores. Dielectricos. Descripcion macroscopica y microscopica. Vector desplazamiento yvector polarizacion. Ley de Gauss en medios materiales. 2) FENOMENOS ELECTRICOS ESTACIONARIOS Concepto de fuerza electromotriz. Fuerza electromotriz yconductores. Corriente electrica. Resistencia electrica. Ley de Ohm. Circuitos de corriente electrica continua.Leyes de Kirchhoff. Potencia y efecto Joule. Instrumentos electricos. Circuito puente y circuito potenciometro. 3) INTERACCIONES MAGNETICAS Fuerza sobre una carga en movimiento. Campo magnetico creado poruna corriente electrica. Ley de Ampere. Aplicaciones. Ley de Biot-Savart. Aplicaciones. Fuerza magneticasobre circuitos que transportan corriente. Efecto Hall. Momento magnetico de una espira con corriente. Cuplasobre una espira en un campo magnetico. 4) CAMPOS ELECTROMAGNETICOS DEPENDIENTES DEL TIEMPO Induccion electromagnetica. Ley deFaraday. Induccion mutua y autoinduccion. Energia magnetica. Magnetismo en medios materiales. Vectores My H. Diamagnetismo y paramagnetismo. Ferromagnetismo. Circuitos magneticos. Fuerza electromotriz alterna.Circuitos de corriente alterna. Impedancia compleja. Potencia activa y reactiva. Resonancia. Corrientesvariables en el tiempo. 5) ONDAS ELECTROMAGNETICAS Ecuaciones de Maxwell. Ecuacion de ondas electromagneticas. Espectroelectromagnetico. 6) CALOR Y PRINCIPIOS DE LA TERMODINAMICA Calorimetria y termometria. Transmision del calor.Conduccion, Conveccion y radiacion. Equivalencia entre trabajo y cantidad de calor. Energia interna. PrimerPrincipio de la Termodinamica. Aplicacion a gases ideales. Segundo Principio de la Termodinamica.Transformaciones reversibles e irreversibles. Teorema de Carnot. Entropia.

BIBLIOGRAFÍABibliografia Basica 1. J.P.McKELVEY y H.GROTCH: "Fisica para Ciencias e Ingenieria", Tomos I (Calor) y II (Electromagnetismo), Ed. Harla, Mexico, 1981 2. M.ALONSO y E.J.FINN: "Fisica",Addison-Wesley Iberoamericana, Mexico, 1995 3. S.M.LEA y J.R.BURKE: "Fisica: La naturaleza de lascosas", Tomos I (Calor) y II(Electromagnetismo), International Thomson Editores, Mexico, 1999 4.P.A.TIPLER: "Fisica", Ed. Reverte S.A., Barcelona, 1983 5. A.F.KIP: "Fundamentos deElectricidad y Magnetismo", Mc Graw Hill, Mexico, 1988 6. M.ZEMANSKY, â€œCalor y termodinamica.3ra.Edicion. Aguilar, Madrid, 1968. Bibliografia de Consulta 1. E.M.PURCELL: "Electricidad y Magnetismo", Berkeley Physics CourseVol. 2, Ed.Reverte S.A., Barcelona, 1969 2. R.FEYNMAN, R.B.LEIGHTON y M.SANDS: "Fisica, Vol. II.Electromagnetismo y Materia", Addison-Wesley Iberoamericana, Mexico 1987 3. D.K.CHENG:"Fundamentos de electromagnetismo para ingenieria", Addison-Wesley Iberoamericana, 1997 4.R.G.CARTER: "Electromagnetismo para ingenieria electronica", 2da. Ed.,Addison-WesleyIberoamericana, 1993 5. E.FERMI: "Termodinamica", EUDEBA, Buenos Aires, 1968. 6.F.W.SEARS: "Introduccion a la termodinamica, teoria cinetica de los gases y mecanica estadistica",Ed. Reverte S.A., Barcelona, 1959.

RÉGIMEN DE CURSADAMetodología de enseñanzaSe trata de clases teoricas y practicas. Las clases siguen un cronograma comun tanto en los desarrollos de papel (teoria, problemas) como en lostrabajos de laboratorio. Se considera de la maxima importancia el trabajo realizado por los alumnos, por lo que las guias deejercitacion son extensivas y con varios niveles de problemas.

Modalidad de Evaluación ParcialLa evaluacion de los alumnos se realiza mediante dos evaluaciones parciales y una evaluacion integradora.

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La Primera instancia de cada evaluacion parcial es comun a toda la catedra. Las recuperaciones de las evaluaciones parciales se rinden en cada turno de acuerdo a pautas generaleselaboradas por la coordinacion de la materia, mientras que las evaluaciones integradoras son comunes paratodos los alumnos de la materia. Los temas de las evaluaciones parciales se dividen en unidades, de acuerdo al siguiente esquema: PRIMERA EVALUACION Unidad I Electrostatica Unidad II Corriente Continua Unidad III Magnetismo SEGUNDA EVALUACION Unidad IV Electrodinamica Unidad V Calor y Termodinamica

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CALENDARIO DE CLASES

Semana Temas de teoría Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

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<1>10/03 al 15/03

Ley de Coulomb y Campo Electrico

Ley de Coulomb y Campo Electrico

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<2> 17/03 al 22/03

Teorema de Gauss Potencial Electrico

Teorema de Gauss Potencial Electrico

Qfield(0) y Cuba -- - -

<3> 24/03 al 29/03

Cargas, E y V en conductores. Capacidad electrica

Cargas, E y V en conductores. Capacidad electrica

- - - -

<4> 31/03 al 05/04

Dielectricos Dielectricos Qfield(1) - - -

<5> 07/04 al 12/04

Corriente Continua

Corriente Continua

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<6> 14/04 al 19/04

Magnetismo. Ley de Lorentz

Magnetismo. Ley de Lorentz

CC -- - -

<7> 21/04 al 26/04

Magnetismo. Ley de Biot y Savart, ley de Ampere

Magnetismo. Ley de Biot y Savart, ley de Ampere

BALANZA DE cORRIENTE - - -

<8> 28/04 al 03/05

Materiales Magneticos

Materiales Magneticos

- - - -

<9> 05/05 al 10/05

Induccion, ley de Faraday, autoinductancia

Repaso para el parcial

- - - -

<10> 12/05 al 17/05



Experiencias de ley de Faraday - - -

<11> 19/05 al 24/05

Corriente Alterna Corriente Alterna - - - -

<12> 26/05 al 31/05

Calorimetria. Transmision del calor

Corriente Alterna Corriente Alterna - - -

<13> 02/06 al 07/06

Transmision del calor

Calorimetria. Transmision del calor

- - - -

<14> 09/06 al 14/06

Primer Principio de la Termodinamica

Transmision del calor

Transmision del calor, Calorimetria.

- - -

<15> 16/06 al 21/06

Segundo Principio de la Termodinamica

Primer Principio de la Termodinamica

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<16> 23/06 al 28/06



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CALENDARIO DE EVALUACIONES

Evaluación Parcial

Oportunidad Semana Fecha Hora Aula

6 de 6


1º 9 19/10 9:00 a confirma

2º 12 04/11 9:00 a confirma

3º 16 07/12 9:00 a confirma

4º

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