Objetivos y contenidos cognoscitivos de la asignatura Física II

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Objetivos y contenidos cognoscitivos de la asignatura Física II

  1. 1. OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA FÍSICA II El programa que a continuación se significa corresponde al semestre I2014, para la sección 08 de la asignatura Física II. Dadas las circunstancias delos últimos semestres: Inseguridad, horario, ubicación de aula y la posibilidad de paros, se aplicará la siguiente estrategia de enseñanza: Aprendizaje colaborativo semipresencial. Esta estrategia está expuesta en el blog (www.ramonfisicaudo.blogspot.com), y está en una etapa de investigación por parte del Profesor. Esta asignatura está basada en una rama de la Física Clásica llamada electromagnetismo, fundamento del desarrollo de la electricidad y el magnetismo, desde la antigüedad hasta el siglo XIX, y a partir de 1820, con aproximación interdisciplinaria hasta nuestros días, ha hecho posible un desarrollo exponencial, a partir sobre todo del fin de la Segunda Guerra Mundial, gracias a los significativos aportes de la Ciencia y la Tecnología. El año 1820 es trascendental para la historia del electromagnetismo, fecha en que se determina la interrelación e interdependencia de ambos fenómenos, así como el año 1873 que, como veremos, representa el nacimiento de lo que hoy en día es el uso cotidiano de tecnologías que están afectando hasta la manera de relacionarnos, comportarnos, y ha dado origen al concepto de la Sociedad de la Información: Internet, celulares, las redes sociales, los satélites de comunicación, la televisión por cable, las redes de comunicación, los radares, la radio, entre otros: La Teoría Electromagnética de Maxwell, uno de los eventos científicos más trascendentales de la historia de la Ciencia. La asignatura contempla 5 unidades, las cuales se pueden desglosar en los siguientes elementos: 1. 2. 3. 4. 5. La Ley de Coulomb. Las magnitudes de los circuitos de corriente continua. Análisis de los circuitos de corriente continua. El campo magnético. Los circuitos de corriente alterna. El objetivo general de la asignatura, desde el punto de vista cognoscitivo, se basa en dos aspectos: Conceptualización y resolución de problemas. De ellos se extraen los siguientes objetivos: 1. Explicar los principios que fundamentan los fenómenos electromagnéticos. 2. Aplicar estos principios a través de la resolución de problemas. No se puede resolver problemas si no se interpretan sus principios asociados. Cada unidad tendrá objetivos terminales y específicos.
  2. 2. UNIDAD N° 1. LA LEY DE COULOMB. Objetivo terminal Aplicar la Ley de Coulomb en el estudio de las cargas, tanto en su estado estático como en movimiento. Objetivos específicos 1. Conceptualizar carga y enumerar sus propiedades. 2. Describir el cargado de objetos, sea por conducción o inducción. 3. Diferenciar lo que es un material aislador de un conductor, y compararlo con los materiales semiconductores y superconductores. 4. Definir campo eléctrico. 5. Aplicar la Ley de Coulomb en la determinación de la fuerza eléctrica y el campo eléctrico generado por un grupo de cargas puntuales. 6. Representar las líneas de campo eléctrico de dos cargas puntuales interactuantes. 7. Conceptualizar el dipolo eléctrico y determinar el campo eléctrico resultante en algún punto a su alrededor. 8. Describir el movimiento de cargas eléctricas que se mueven en un campo eléctrico uniforme. 9. Conceptualizar diferencia de potencial, potencial eléctrico y energía potencial eléctrica. 10. Determinar los parámetros del objetivo anterior para un grupo de cargas puntuales. 11. Determinar el campo eléctrico a partir del potencial eléctrico. 12. Conceptualizar superficie equipotencial. 13. Describir las propiedades de los conductores en equilibrio electrostático en cuanto a la ubicación de la carga, valor y ubicación del campo eléctrico y ubicación del potencial eléctrico. Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Propiedades de las cargas eléctricas. Carga por conducción Carga por inducción. Aislantes y conductores. Ley de Coulomb. El campo eléctrico generado por un grupo de cargas puntuales. Líneas de campo eléctrico. Dipolos eléctricos en campos eléctricos. Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme. Diferencia de potencial y potencial eléctrico. Diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme.
  3. 3. 12. Potencial eléctrico y energía potencial eléctrica debido a cargas puntuales. 13. Obtención del valor del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico. 14. Superficie equipotencial. 15. Propiedades de los conductores en equilibrio electrostático: Carga, campo eléctrico y potencial eléctrico. UNIDAD N° 2 MAGNITUDES DE LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Objetivo General Analizar las magnitudes asociadas al comportamiento de un circuito eléctrico de corriente continua. Objetivos específicos 1. 2. 3. Conceptualizar la capacitancia. Determinar la capacitancia de un capacitor de placas paralelas. Determinar la energía almacenada en un capacitor de placas paralelas. 4. Conceptualizar dieléctrico. 5. Enumerar los efectos del dieléctrico en las características del capacitor. 6. Determinar la capacitancia de un capacitor de placas paralelas cuando se introduce en éste un dieléctrico. 7. Describir la corriente eléctrica. 8. Analizar la conducción eléctrica a través del modelo del electrón libre de Drude. 9. Determinar la libertad de movimiento de los electrones a lo largo de un conductor. 10. Determinar la influencia de la resistencia eléctrica en el movimiento electrónico. 11. Explicar los efectos del movimiento electrónico y su utilidad en la oferta-demanda eléctrica. Contenido 1. 2. 3. 4. 5. Definición de la capacitancia. Capacitor de placas paralelas. Energía almacenada en un capacitor cargado. Capacitores con dieléctrico. Corriente eléctrica.
  4. 4. 6. Resistencia y Ley de Ohm. 7. Resistencia y temperatura. 8. Superconductores. 9. Conducción eléctrica. 10. Potencia eléctrica. UNIDAD N° 3 ANÁLISIS DE LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Objetivo General Analizar el comportamiento de un circuito de corriente continua (Circuito DC). Objetivos específicos 1. Conceptualizar circuito eléctrico. 2. Determinar los parámetros carga, diferencia de potencial y capacitancia en circuitos de solo capacitores y fuente básica de corriente continua. 3. Diferenciar fuerza electromotriz de voltaje terminal. 4. Indagar que en un circuito eléctrico se conservan la carga y la energía. 5. Determinar los parámetros corriente, diferencia de potencial y resistencia eléctrica en circuitos resistivos puros, reductibles y no reductibles. 6. Demostrar que en un circuito eléctrico RC las variaciones de corriente y carga no son instantáneas. Contenido 1. 2. 3. 4. 5. Combinaciones de capacitores. Fuerza electromotriz. Resistores en serie y en paralelo. Reglas de Kirchhoff. Circuitos RC. UNIDAD N° 4 EL CAMPO MAGNÉTICO Objetivo General Explicar la causa y efecto de un campo magnético.
  5. 5. Objetivos específicos 1. Definir campo magnético. 2. Determinar la fuerza magnética, tanto para una partícula cargada como sobre un conductor con corriente. 3. Determinar el momento de torsión de una bobina de N vueltas en un campo magnético uniforme. 4. Determinar el campo magnético para diferentes configuraciones de alambres con corriente continua. 5. Determinar el campo magnético en el interior de un solenoide. 6. Indagar si existen monopolos magnéticos. 7. Demostrar que un campo magnético se puede generar a partir de un campo eléctrico variable. 8. Determinar la fuerza electromotriz generada por un campo magnético variable. 9. Indagar si es necesaria una batería en un circuito para establecer una corriente a través de él. 10. Describir la Teoría Electromagnética de Maxwell. Contenido 1. El campo magnético. 2. Fuerza magnética sobre una partícula cargada. 3. Fuerza magnética sobre un conductor que conduce corriente. 4. Momento de torsión sobre un lazo de corriente en un campo magnético uniforme. 5. Ley de Biot-Savart. 6. Ley de Ampere. 7. Fuerza magnética sobre dos conductores paralelos. 8. Campo magnético sobre un solenoide. 9. Flujo magnético. 10. Ley de Gauss en el magnetismo. 11. Ley de Ampere-Maxwell. 12. Ley de Faraday. 13. Fuerza electromotriz (FEM) de movimiento. 14. Ley de Lenz. 15. FEMS inducidas y campos eléctricos. 16. Ecuaciones de Maxwell. UNIDAD N° 5 LOS CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA (Circuitos AC) Objetivo General Analizar el comportamiento de los circuitos de corriente alterna.
  6. 6. Objetivos específicos 1. Determinar la autoinductancia de un circuito. 2. Analizar el comportamiento de la corriente en un circuito RL. 3. Analizar el comportamiento de un circuito oscilativo LC. 4. Determinar la energía asociada a un campo magnético. 5. Analizar el comportamiento de los circuitos resistivo, capacitivo e inductivo en corriente alterna. 6. Analizar el comportamiento de un circuito RLC, en serie, en corriente alterna. Contenido 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Autoinductancia. Circuitos RL. Energía en un campo magnético. Oscilaciones en un circuito LC. Fuentes de corriente alterna y fasores. Resistores en un circuito AC. Inductores en un circuito AC. Capacitores en un circuito AC. Circuito en serie RLC. Potencia en un circuito AC. Resonancia en un circuito en serie RLC. Referencias bibliográficas Se obtiene de internet, aunque pueden usar otros textos por esta vía o en su biblioteca personal o en la biblioteca de la universidad. Serway, Raymond y Jewett, John. Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna. Volumen 2 [Libro en línea]. Disponible en: http://books.google.co.ve/books?id=kSGCc08Iz3IC&pg=PP1&dq=serway+volumen +2&hl=es&ei=JgzUT5W3BPL46QGXjun6Ag&sa=X&oi=book_result&ct=bookthumbnail&resnum=6&ved=0CFkQ6wEwBQ#v=onepage&q=corriente%20y%20res istencia&f=false(Ver Google Libros) Serway, Raymond y Faughn, Jerry. Física. Volumen 2 [Libro en línea]. Disponible en: http://books.google.co.ve/books?id=v9QJyC-yaEC&printsec=frontcover&dq=fisica&hl=es&ei=0w_UT7WPOIaN6AGD3ryyAw&sa =X&oi=book_result&ct=bookthumbnail&resnum=9&ved=0CF8Q6wEwCDgU#v=onepage&q=fisica&f=false (Ver Google Libros) Prof. Ramón Martínez Z.

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