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IDENTIFICACIÓN
PROGRAMA
Ingeniería Mecánica
ASIGNATURA
CODIGO
PREREQUISITO
NIVEL
CREDITOS
INTENSIDAD
Física II
1320302
Dinámica
3
3
4 horas semanales
PRESENTACIÓN
La física II o electromagnetismo es un área del conocimiento fundamental en la
formación de futuros tecnólogos e ingenieros, puesto que provee las
herramientas conceptuales y matemáticas necesarias para comprender las
leyes fundamentales del electromagnetismo y sus aplicaciones en el diseño y
operación de dispositivos electrónicos de gran uso en la industria.
PROBLEMA
Se requiere evaluar la interacción y el movimiento de partículas cargadas y
masas muy pequeña, tan pequeñas, que la leyes del movimiento clásico serán
replanteadas. Esto permitirá examinar una a una las leyes y modelos
matemáticas que explican los fenómenos electromagnéticos.
OBJETO
El objeto de la Física II es el estudio a la luz de la teoría clásica del estado,
interacción y movimiento de particular carga, las leyes y modelos matemáticos
que rigen estos hechos, así como, el funcionamiento de tecnologías cuyo
funcionamiento involucra electromagnetismo
OBJETIVO GENERAL
Resolver problemas de índole ingenieril, así como plantear ideas que lleven a
la innovación de tecnologías existentes, conociendo los fundamentos teóricos
y prácticos que desde el punto de vista clásico explican los fenómenos
electromagnéticos
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Investigar y formular las interacciones que gobiernan los movimientos
desde el punto de vista clásico (gravitacional, magnético, eléctrico).
 Confrontar los conceptos de acción a distancia y de campo, en la
formulación de interacciones
 Identificar y calcular el potencial y energía potencial eléctrica en
sistemas de cargas puntuales y continuas
 Estudiar las aplicaciones básicas de las ecuaciones de campo
gravitacional y electrostático en dispositivos de uso en ingeniería
 Definir las leyes clásicas del magnetismo
 Plantear claramente la relación entre electricidad y magnetismo
 Estudiar las aplicaciones en ingeniería de la Ley de inducción de
Faraday
 Resumir la leyes de electricidad y magnetismo a través de las leyes de
Maxwell
COMPETENCIAS A DESARROLLAR
COMPETENCIAS DEL SABER.
 Identificar las leyes de la electrostática
 Resolver problemas que induzcan a la comprensión de los conceptos de
fuerza electrostática y campo electrostático en sistemas de cargas
puntuales
 Comprender el concepto de potencial eléctrico y energía potencial
eléctrica
 Analizar el concepto de corriente eléctrica y resistencia eléctrica
 Resolver problemas que ayuden en la compresión de campo magnéticos
y fuentes de campo magnético
COMPETENCIAS DEL SABER HACER
 Aplicar los conceptos de electrostática en ingeniería
 Resolver problemas que induzcan a la comprensión de los conceptos de
fuerza electrostática y campo electrostático en sistemas de cargas
continuas y aplicaciones
 Aplicar los conceptos de potencial eléctrico, carga eléctrica y campo
electrostático en el cálculo teórico y experimental (laboratorio) de
capacitancia
 Comprender las características de materiales conductores y aislantes
eléctricos
 Aplicar los conceptos de ley de inducción de Faraday en el
funcionamiento de dispositivos electromecánicos de uso en ingeniería
mecánica
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COMPETENCIAS DEL SER



Motivar el aprendizaje científico como una alternativa innovación
tecnológica
Fomentar el respeto y la tolerancia por las ideas de los demás como
norma de convivencia pacífica.
Inculcar la responsabilidad y la honestidad en el desempeño de las
actividades del proceso académico.
ACTIVIDADES: De acompañamiento directo para el trabajo presencial
(Docente):





Exposición de temas especificos
Desarrollo paso a paso del procedimiento teórico
Utilización de recursos basados en la plataforma virtual
Utilización de recursos audiovisuales
Desarrollo de talleres y ejercicios de aplicación
Opciones de trabajo independiente del estudiante:






Desarrollo de informes de laboratorio
Resolución de problemas de aplicación
Preparación y sustentación de exposiciones grupales
Desarrollo de trabajo grupal
Diseño y/o ejecución total o parcial de modelos o de proyectos de trabajo
Asistencia a eventos de interés académico o científico relacionados con
la materia
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CONTENIDOS
UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
MODELO ATÓMICO
MODELO DE
THOMSON
CARGA ELÉCTRICA
CAMPO ELÉCTRICO Y CAMPO
GRAVITACIONAL
TRANSFERENCIA DE
CARGA
FUERZA ELÉCTRICA Y
FUERZA GRAVITACIONAL
MODELO DE BOHR
TEMÁTICAS:
 El modelo atómico
 Partículas subatómicas
 Carga eléctrica
 Transferencia de carga eléctrica
 Concepto de campo: Gravitacional, eléctrico y magnético
 Fuerza eléctrica
ACTIVIDAD PREVIA
Validar el conocimiento en de cálculo vectorial
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Crear bases de conocimiento, conceptos, unidades de medida y constantes de
importancia en el estudio del electromagnetismo
LOGROS
 Definir conceptos de usos electrostáticos
 Diferenciar los conceptos de fuerzas de contacto y de no contacto
 Conocer el concepto de campo
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 Identificar las constantes de uso en electromagnetismo
Logros Procedimentales
 La primera unidad propone un estudio desde el punto de vista
conceptual
Logros Actitudinales


Asumir una actitud responsable para la realización de las tareas
asignadas en el curso
Reflexionar acerca de la importancia del estudio del electromagnetismo
en ingeniería
UNIDAD No: 2
ELECTROSTÁTICA
ELECTROSTATICA
LEY DE COULOMB
FLUJO DE CAMPO
ELECTRICO
FUERZA ELÉCTRICA
CAMPO ELECTRICO
FUERZA
ELECTROSTATICA UNA
CANTIDAD VECTORIAL
CAMPO
ELECTROSTATICO UNA
CANTIDAD VECTORIAL
FUERZA DE
PARTICULAS
PUNTUALES
APLICACIONES DE
FUERZA
ELECTROSTATICA
PRINCIPIO DE
SUPERPOSICIÓN
CAMPO DE
PARTICULAS
PUNTUALES
CAMPO DE
SISTEMAS DE
CARGA
CONTINUA
APLICACIONES DE
CAMPO
ELECTROSTATICA
LEY DE GAUSS
APLICACIONES DE
LA LEY DE GAUS
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TEMÁTICAS:









Conceptos de electrostática
Fuerza electrostática y la ley de Coulom
Fuerza electrostática como una cantidad vectorial
Principio de superposición de fuerza
Campo electrostático en un punto por sistemas de carga continua
Aplicaciones del campo electrostático
Flujo de campo electrostático
Ley de Gauss
Aplicaciones de la Ley de Gauss
OBJETIVO DE LA UNIDAD:
Conocer las leyes y modelos matemáticos que rigen el estudio de la
electrostática; mediante la resolución teórica de problemas de aplicación y
exposición de aplicaciones en ingeniería.
Logros Conceptuales
 Conocer el concepto de fuerza electrostática entre dos partículas
puntuales
 Distinguir las características de fuerza electrostática entre más de dos
partículas en el plano y el espacio
 Definir el principio de superposición
 Conocer el concepto de campo electrostático
 Definir flujo de campo electrostático y la ley de Gauss como herramienta
del cálculo de flujo
Logros Procedimentales
 Aplicar la ley de Coulom para resolver problemas de aplicación que
involucran fuerza electrostática
 Calcular la fuerza electrostática para sistemas de más de dos cargas
puntuales en 2D y 3D
 Calcular el campo electrostático por cargas distribuidas uniformemente
en una línea, un área y un volumen
Logros Actitudinales
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 Asumir una actitud responsable en desarrollo del contenido temático
 Profundizar en los conceptos teóricos para la solución de problemas de
aplicación
UNIDAD No: 3
POTENCIAL ELÉCTRICO
POTENCIAL
ELÉCTRICO
DIFERENCIA DE
POTENCIAL Y
POTENCIAL ELECTRICO
POTENCIAL ELECTRICO Y
ENERGIA POTENCIAL
DEBIDO A CARGAS
PUNTUALES
CALCULO DEL
CAMPO ELECTRICO
A PARTIR DEL
POTENCIAL
PROBLEMAS DE
APLICACIÒN
DIFERENCIA DE
POTENCIAL EN UN
CAMPO ELECTRICO
UNIFORME
POTENCIAL ELECTRICO
DEBIDO A UNA
DISTRIBUCION DE CARGAS
CONTINUAS
PROBLEMAS DE
APLICACIÒN
TEMÁTICAS:






Diferencia de potencial y potencial eléctrico
Diferencia de potencial en un campo eléctrico uniforme
Potencial eléctrico y energía potencial debido a una carga puntual
Obtención del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico
Potencial eléctrico debido a una distribución de cargas continúas
Potencial eléctrico debido a un conductor cargado
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Definir el concepto de potencial eléctrico, una cantidad escalar de gran uso en
el estudio de la electricidad, partiendo de las cantidades vectoriales ya
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definidas, fuerza y campo electrostático
Logros Conceptuales
 Conocer el concepto de potencial eléctrico y energía potencial
 Distinguir la diferencia de potencial del concepto previo de potencial
eléctrico
Logros Procedimentales
 Calcular el potencial eléctrico y la energía potencial en sistemas de
cargas puntuales.
 Calcular el potencial eléctrico en sistemas de carga continua
 Aplicar los conceptos aprendidos de potencial en la solución de
problemas de aplicación en ingeniería
Logros Actitudinales
 Asumir una actitud responsable en desarrollo del contenido temático
 Profundizar en los conceptos teóricos para la solución de problemas de
aplicación
UNIDAD No: 4
CAPACITANCIA Y DIELÉCTRICOS
CAPACITANCIA Y
DIELÉCTRICOS
DEFINICIÒN Y CÁLCULO
DE LA CAPACITANCIA
CAPACITORES DE USO
EN INGENIERIA
ENERGIA ALMACENADA
EN UN CAPACITOR
CARGADO
CAPACITORES CON
DIELECTRICOS
DIPOLO ELECTRICO
EN UN CAMPO
ELECTRICO
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TEMÁTICAS:





Definición del cálculo y la capacitancia
Capacitores de uso en ingeniería
Energía almacenada en un capacitor cargado
Capacitor con dieléctricos
Dipolo eléctrico en un campo eléctrico
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Aplicar los conceptos aprendidos en las unidades anteriores en el estudio de
capacitores, sus características y funcionamiento.
Logros Conceptuales
 Conocer las características y funcionamiento de capacitores
 Explicar el funcionamiento de capacitores con los conceptos aprendidos
en la electrostática
 Definir el comportamiento dieléctrico de los materiales
Logros Procedimentales
 Calcular la capacitancia como la capacidad de almacenamiento de carga
de un capacitor
 Calcular la energía almacenada en un capacitor cargado
 Medir de forma teórica y experimental la acción de materiales
dieléctricos en capacitores
Logros Actitudinales
 Motivar el aprendizaje de la fenomenología que gobierna el
funcionamiento de dispositivos de gran uso electrónica
UNIDAD No: 5 CAMPO MAGNÉTICO Y FUENTES DE CAMPO
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CAMPO MAGNÉTICO
Y FUENTES DE
CAMPO MAGNÉTICO
CAMPO MAGNÉTICO
FUENTES DE CAMPO
MAGNETICO
FUERZA MAGNETICA SOBRE
UN CONDUCTOR
LEY DE BIOT-SAVART
MOMENTO DE
TORSIÒN
MOVIMIENTO DE UNA
PARTICULA CARGADA EN
UN CAMPO MAGNETICO
UNIFORME
APLICACIONES
LEY DE AMPERE
CAMPO MAGNETICO
DE SOLENOIDE
FLUJO MAGNETICO
APLICACIONES
TEMÁTICAS:










Campo magnético
Fuerza magnética sobre un conductor
Momento de torsión
Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético uniforme
Fuentes de campo magnético
Ley de Biot-Savart
Lay de Ampere
Campo magnético de solenoide
Flujo magnético
Aplicaciones
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Profundizar en las propiedades magnéticas de la materia, el campo magnético,
las fuentes generadoras de campo magnético, las leyes y modelos
matemáticos en los que se fundamenta esta teoría.
Logros Conceptuales
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




Definir campo magnético y sus características
Conocer el concepto de fuerza de campo magnético y sus aplicaciones
Analizar el concepto de fuerza de campo magnético en un conductor
Definir momento de torsión y sus aplicaciones en ingeniería
Conocer las leyes que fundamentan el estudio del campo magnético
Logros Procedimentales
 Calcular la fuerza magnética en una partícula puntual
 Desarrollar problemas de aplicación de fuerza magnética en conductores
eléctricos
 Calcular el campo magnético en un toroide o un solenoide
 Analizar diferentes problemas de aplicación de campo magnético
Logros Actitudinales
 Asumir una actitud responsable en el desarrollo del contenido temático
 Profundizar en los conceptos teóricos para la solución de problemas de
aplicación
UNIDAD No: 6 LEY DE INDUCCION DE FARADAY
LEY DE INDUCCIÓN
DE FARADAY
Fuerza electromotriz
(FEM) en movimiento
Fuerza electromotriz
inducida y campos
eléctricos
Generadores
y motores
TEMÁTICAS:





Ley de inducción de Faraday
Fuerza electromotriz (FEM) en el movimiento
Fuerza electromotriz inducida y campos eléctricos
Generadores y motores
Ecuaciones de Maxwell
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Ecuaciones
de Maxwell
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Comprender el principio de inducción de fuerza electromotriz mediante un
campo magnético en una ley conocida como “Ley de Inducción de Faraday”, la
última de las leyes fundamentales del electromagnetismo
Logros Conceptuales




Definir fuerza electromotriz (FEM)
Conocer los fundamentos teóricos que respaldan la inducción magnética
Analizar la ley de inducción de Faraday
Conocer las aplicaciones de la ley de Faraday en el funcionamiento de
generadores y motores eléctricos
Logros Procedimentales
 Resolver problemas de aplicación de inducción magnética
 Calcular la fuerza electromotriz inducida en algunos dispositivos de uso
en ingeniería
Logros Actitudinales
 Asumir una actitud responsable en el desarrollo del contenido temático
 Profundizar en los conceptos teóricos para la solución de problemas de
aplicación
FORMA TIEMPO
6 sesiones para evaluar 6 unidades, 3 sesiones para la aclaración y
sustentación de trabajos, 3 sesiones para prácticas de laboratorio y 16
sesiones para el desarrollo teórico y práctico de los contenidos
MEDIOS
Los medios a utilizar para orientar el curso de Física II son:



Aula, marcador para tablero melamínico, medios audiovisuales
Laboratorio de física
Textos de Física II y electricidad y magnetismo
EVALUACIÓN
La evaluación debe ser continua, con el propósito de evaluar las habilidades y
destrezas adquiridas por el estudiante, ofrecerá diferentes estrategias acorde
con las normas establecidas en el reglamento estudiantil de la Institución.
 3 parciales cada uno con un valor del 20% para un total del 60%.
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 Quices y actividades de seguimiento en clase con un valor del 20%.
 Prácticas de laboratorio con un valor del 20%.
BIBLIOGRAFÍA GENERAL
RAYMOND A. SERWAY. Física para Ciencia e Ingeniería. Tomo II. México:
McGraw-Hill, cuarta edición, 2001
SEARS ZEMANSKY, YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Volumen II.
Mexico: Pearsòn Educaciòn, decimo primera edición,2002
ROBERT RESNICK, DAVID HALLIDAY, KENNETH S. KRANE. Física.
Volumen II. México. Compañía editorial continental, tercera edición, 1999
GLOSARIO
Fuerza: Medida de la interacción entre cuerpos con masa, con carga o
susceptibles magnéticamente
Campo: Campo gravitacional, eléctrico o magnético, es un concepto mediante
el cual se estudian las fuerzas de no contacto
Flujo: Medida de la intensidad del campo
Potencial: Trabajo o energía potencia requerida para transportar una carga
eléctrica entre dos punto
Capacitancia: Se define como la razón entre la magnitud de la carga de
cualquiera de los conductores y la magnitud de la diferencia de potencial entre
ellos
Dieléctrico: Se denomina dieléctricos a los materiales que no conducen
la electricidad, por lo que pueden ser utilizados como aislantes eléctricos.
Además, si son sometidos a un campo eléctrico externo puede establecerse en
ellos un campo eléctrico interno, a diferencia de los materiales aislantes con los
que suelen confundirse. Todos los dieléctricos son aislantes pero no todos los
aislantes son dieléctricos.
Magnetismo:
Es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o
repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han
presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el
níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin
embargo todos los materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la
presencia de un campo magnético.
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