FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS FÍSICA III SÍLABO

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1 SÍLABO 1. DATOS GENERALES: CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE MINAS CÓDIGO CARRERA PRO. : 32 ASIGNATURA : FISICA III CÓDIGO DE ASIGNATURA : Nº DE HORAS TOTALES : 4 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS TEORÍA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS PRÁCTICA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE CRÉDITOS : 3 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : IV CICLO PRE-REQUISITO : FISICA II TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA Introducción Fuerza Coulombiana entre partículas y cuerpos cargados. Intensidad de campo eléctrico. Trabajo eléctrico y potencial eléctrico; el capacitor; corriente eléctrico; circuitos de corriente continua. Circuitos RC. Partículas en un campo magnético. Fuerza magnética sobre corrientes eléctricas; Flujo magnético; ley de Biot Savart, ley de Ampere. Ley de Faraday. Inductancia. Circuitos RL. Circuitos oscilatorios LC y LCR. Corriente alterna. 3. OBJETIVOS: Que el estudiante al finalizar el curso sea capaz de tener la capacidad de reconocer y poder interpretar algún fenómeno eléctrico o magnético o a un fenómeno electromagnético. En resumen, conocer y poder usar las ecuaciones básicas del electromagnetismo en sus aplicaciones más sencillas, como por ejemplo, conocer el funcionamiento del transformador, motor eléctrico, generador eléctrico, el timbre, el tubo fluorescente, etc. El conocer esta base

2 teórica es fundamental en la formación científica del profesional en ciencia e ingeniería. 4. METODOLOGÍA El método es inductivo deductivo y axiomático. Participación de alumnado. La exposición es mediante uso de la tiza y de proyector. Durante el ciclo se efectúan cinco practicas de laboratorio y cinco calificadas. En la practica calificada, la primera hora es dirigida y las dos horas siguientes es el desarrollo de la practica propuesta. 5. CONTENIDO ANALÍTICO SEMANA 1 Interacción Electrostática Introducción. Objetivo del curso. Bibliografía. Carga eléctrica. Materiales conductores y aisladores. Cuantificación de la carga. Interacción eléctrica. Cargas distribuidas. Principio de superposición. SEMANA 2 Campo eléctrico y Ley de Gauss Líneas de Fuerza eléctrica. Definición de intensidad del campo eléctrico. Principio de Superposición del campo Eléctrico. Aplicaciones para cargas puntuales y cargas distribuidas. El dipolo eléctrico. SEMANA 3 Torqué sobre un dipolo dentro de un campo eléctrico. Flujo Eléctrico. Definición de Angulo sólido. Ley de Gauss. Aplicaciones. SEMANA 4 Energía potencial Electrostática. Trabajo eléctrico entre cargas puntuales (circulación de la fuerza eléctrica). Diferencia de energía potencial electrostática. Diferencia de potencial electrostática. Definición de potencial eléctrico absoluto. Principio de superposición del potencial eléctrico. SEMANA 5 Conductores en equilibrio electrostatico

3 Relación entre el campo eléctrico y el potencial. Aplicaciones. El potencial de un dipolo eléctrico. Comportamiento de un conductor aislado frente a un campo eléctrico. Potencial e intensidad de campo eléctrico en conductores cargados en equilibrio electrostático. Aplicación: el precipitador electrostático SEMANA 6 Capacitores y dieléctricos Definición de Capacitancia de un capacitor. Energía almacenada en un capacitor plano. Densidad de energía. Capacitores en circuitos. Comportamiento de la Materia en un campo eléctrico. Cargas inducidas. Polarización. SEMANA 7 El vector desplazamiento D. La susceptibilidad eléctrica de los materiales, permitividad eléctrica. Ley de Gauss para materiales dieléctricos. Energía SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA 9 Elementos de un circuito de cc: Intensidad, velocidad de arrastre, densidad de corriente J. Ley de conservación de la corriente (ley de los nodos). Ley de Ohm. Definición de conductividad, resistividad. Definición de resistencia R. Resistencias en circuitos de cc. SEMANA 10 Circuitos RC Ley de Ohm en circuitos simples: f..e.m. y resistencias. Diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito y en un circuito cerrado ( ley de los potenciales o ley de conservación de la energía en un circuito). El puente de Wheatstone. El principio del galvanómetro. Circuito simple con condensador. Carga y descarga del condensador. Constante de tiempo. SEMANA 11 Magnetostática Introducción histórica: Experiencia de Oersted. Definición de la intensidad del campo magnético: Fuerza magnética sobre una carga eléctrica moviéndose en un campo magnético. El ciclotrón. El efecto Hall. El selector de velocidades. Fuerza magnética sobre alambres filiformes. Torque sobre una espira de corriente cerrada. El principio del motor eléctrico. Dipolo magnético en un campo magnético.

4 SEMANA 12 Energía potencial de un dipolo magnético. Ley de Biot Savart. Aplicaciones para alambres filiformes rectos, circulares. Campo de un solenoide. Definición del Amperio. Ley de Ampere (Circulación del campo magnético). Aplicaciones SEMANA 13 Inducción Electromagnética Ley de Faraday. Ley de Lens. Aplicaciones. El generador de corriente: continúa y alterna. Corrientes Eddy. Flujo magnético. Inductancia y Energía magnética: Inductancia propia y inductancia mutua. Calculo de la inductancia mutua para el caso de flujo enlazante máximo. Inductancia de un solenoide. SEMANA 14 Inductores en circuitos de cc Su comportamiento en un circuito simple. Energía almacenada en un campo magnético. Densidad de energía magnética. Oscilaciones eléctricas en circuitos: LC(libre), RLC(amortiguadas). Analogía mecánica. SEMANA 15 Corriente Alterna Oscilaciones eléctricas forzadas. Diagrama de fasores para un circuito RLC en serie. Resonancia. Potencia. Factor de potencia. Valor eficaz del voltaje y de la corriente. Circuito RLC simple en paralelo. Transformadores. Las ecuaciones del electromagnetismo: Las Leyes de Maxwell. SEMANA 16 EXAMEN FINAL SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO 6. METODOLOGÍA: Exposición de los temas en cada clase, con participación activa de los estudiantes. Solución de problemas propuestos por el profesor a los alumnos para su desarrollo en clase.

5 Presentación en el aula de experimentos demostrativos, reales o virtuales que muestran simulaciones de fenómenos físicos que refuerzan los conceptos teóricos vertidos en la clase. Realización por el estudiante de prácticas de laboratorio en relación con los fenómenos físicos del curso. Laboratorios que se pueden realizar: 1) Curvas Equipotenciales 2) Curvas características V I 3) Puente Wheatstone 4) Fuerza Electromotriz de una pila 5) Campo magnético de una bobina 6) Campo magnético terrestre 7) El osciloscopio como instrumento de medida 8) Carga y descarga de un condensador 9) Oscilaciones y resonancia en un circuito RLC 10) Corriente Alterna. El funcionamiento del fluorescente. 7. EVALUACIÓN: El reglamento vigente de la universidad exige la asistencia obligatoria a clases y que el profesor pase lista de asistencia en cada clase que dicta, anotando las inasistencias en el registro que le proporciona la Universidad. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. La justificación de las inasistencias sólo será aceptada con el informe que pueda elevar, el Departamento de Bienestar Universitario, al profesor del curso con copia al Director Académico de la Carrera. Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la Universidad. La modalidad de Evaluación sería la siguiente:

6 Promedio de Prácticas Calificadas (PPC), que consisten en Ejercicios dados por el profesor del curso al alumno para que haga investigación sobre los temas y las responda utilizando la forma de Hojas Escritas. Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Tarea Académica (TA), que consiste en trabajos del curso asignados por el docente y que fomenten la investigación en la materia del curso. La Nota Final (NF) la obtenemos de la siguiente manera: Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que la nota más baja del Examen Parcial o del Examen final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del examen Sustitutorio. Es de total aplicación el Reglamento Transitorio de Evaluación de la Universidad entregado al alumno. 8. BIBLIOGRAFÍA: Textos Guías

7 1) Física, tomo II F. Serway 2) Física, tomo II P. Tipler Textos Complementarios 3) Física: Electricidad y magnetismo. F. Sears 4) Física para Ciencias e Ingeniería. Vol. II J. Mckelvey 5) Física para ciencias e Ingeniería, Vol. II Halliday Resnich 6) Electricidad y Magnetismo J. Asmat y M. Carazo 7) Física, Vol. II Feymann 8) Física Sears y Semansky