Programa Analítico Vicerrectoría Académica

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1 División de Arquitectura, Diseño e Ingeniería Departamento de Física y Matemáticas Periodo : Otoño 2012 Nombre del curso: ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Clave: FM2200 y FM1520 Seriación: FM1200 o FM1210, FM1025 o FM1250 y FM1205 o FM1290 Línea Curricular: Física HTS: 3 HPS: 0 THS: 3 Créditos: 6 HTS: HORAS TEÓRICAS SEMANALES HPS: HORAS PRÁCTICAS SEMANALES THS: TOTAL DE HORAS POR SEMANA Idioma(s) en que se imparte el curso: Español Tipo(s) de Curso: Presencial Objetivo y/o competencias generales del curso : Comprender las leyes y principios que rigen a los cuerpos cuando están sometidos a las influencias de campos eléctricos y magnéticos, así como la relación entre la Electricidad y el Magnetismo. Descripción de contenidos y calendarización: TIEMPO OBJETIVOS ESPECIFICOS TEMAS Y SUBTEMAS ACTIVIDADES Modalidad Martes y Jueves Martes 7 de Agosto Jueves 9 Inducir al estudiante en la forma de trabajar en el curso. Proporcionar un panorama de los aspectos principales que conforman en curso. Describirá lo que es una carga eléctrica. Describirá lo que significa la cuantización de la carga eléctrica. Enunciará el principio de Conservación de la carga eléctrica. Distinguirá entre conductores y aislantes en base a sus propiedades eléctricas. Aplicará la Ley de Coulomb a la solución de problemas de cargas puntuales. 1. Carga y Materia Marco histórico Modelos atómicos Carga eléctrica. Cuantización de la carga eléctrica. La conservación de la carga. 1. Carga y Materia Conductores y aislantes. Ley de Coulomb. Distribución de cargas continuas. El principio de superposición. Encuadre del Curso. Presentación del tema. Investigación sobre el funcionamiento del Generados Van de Graaff. Asignar lectura: puntos 1.1, 1.2, 1.3 (Libro de texto) Apertura de tareas 1A, 1B y 1C. Presentación del tema. Exposición de video sobre el átomo. Pag. 1 de10

2 Martes 14 Jueves 16 Martes 21 Jueves 23 Martes 28 Jueves 30 Diferenciará entre cargas discretas y continuas. Resolverá problemas de una distribución de cargas discretas aplicando la Ley de Coulomb. Resolverá problemas de una distribución de cargas continuas aplicando la Ley de Coulomb. Explicará el origen del campo eléctrico. Explicará, cualitativa y cuantitativamente los efectos del campo eléctrico sobre cargas eléctricas. Distinguirá entre carga discreta y carga continua. Calculará el campo eléctrico para distribuciones de carga puntuales. Calculará el campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. Distinguirá los diferentes tipos de distribución homogénea de carga. Analizará problemas con distribuciones del tipo lineal, superficial y volumétrico. Enunciará las propiedades de las Líneas de Fuerza. Describirá el campo eléctrico mediante el empleo de Líneas de Fuerza. Resolverá problemas que involucren el campo eléctrico. Calculará el flujo de campo eléctrico a través de 1. Carga y Materia Ley de Coulomb. Distribución de cargas discretas y continuas. 2. El campo eléctrico El origen del campo eléctrico. Efectos del campo eléctrico sobre cargas eléctricas. 2. El campo eléctrico Cálculo del campo eléctrico debido a una carga puntual o a una distribución de cargas puntuales. Cálculo del campo eléctrico para distribuciones homogéneas de carga. 2. El campo eléctrico Distribución lineal de carga. Distribución superficial de carga. Distribución volumétrica de carga. 2. El campo eléctrico Líneas de fuerza. Aplicaciones del campo eléctrico. 3. Ley de Gauss. Flujo de campo eléctrico a Asignar lectura puntos 1.4, 1.5 (Libro de texto) Abrir frecuente 1A. Verificación de Lectura. Trabajo en equipo en la solución de problemas. Abrir frecuente 1B. Abrir frecuente 1C Consulta de artículos de aplicación de los conceptos de campo eléctrico. Apertura de tareas 2A, 2B y 2C. Asignar tarea relativa al tema de campo eléctrico. Experimentos en clase sobre las líneas de fuerza. Exposición de video sobre campo eléctrico. Asignar lectura puntos 1.6, 1.7 (Libro de texto) Abrir frecuente 2A. Examen frecuente 3. Asignar lectura puntos 2.1, 2.2, (Libro de texto) Abrir frecuente 2B. Abrir frecuente 2C. Pag. 2 de10

3 Martes 4 de Sept. Jueves 6 Martes 11 Jueves 13 Martes 18 Jueves 20 Martes 25 superficies cerradas que tengan geometría sencilla. Enunciará la Ley de Gauss. Utilizará la Ley de Gauss para calcular el campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas de carga. Resolverá problemas utilizando la Ley de Gauss. Comparará la metodología utilizada en el capítulo anterior para el cálculo de campo eléctrico. Deducirá la ley de Coulomb a partir de la ley de Gauss. Enunciará el concepto de potencial eléctrico. Explicará la relación entre potencial eléctrico y el campo eléctrico. Calculará el potencial eléctrico debido a cargas puntuales y a distribuciones homogéneas de carga. Enunciará el concepto de energía potencial eléctrica a partir del potencial eléctrico, utilizando el gradiente. Resolverá problemas de campo eléctrico a partir del potencial eléctrico. Resolverá problemas de potencial eléctrico para distribuciones de carga continuas o discretas. Resolverá problemas de potencial eléctrico para través de superficies cerradas. La Ley de Gauss. 3. Ley de Gauss. Aplicaciones de la ley de Gauss para calcular el campo eléctrico de diferentes distribuciones homogéneas. 3. Ley de Gauss. La ley de Gauss y la ley de Coulomb. 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico y campo eléctrico. Cálculo de potencial eléctrico debido a una carga puntual, a un grupo de cargas puntuales o a una distribución homogénea de carga. 4. Potencial eléctrico. Energía potencial eléctrica. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico para distribuciones de cargas continuas y discretas. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 4. Potencial eléctrico. Potencial eléctrico para Asignar lectura puntos 2.3 (Libro de texto) Apertura de tareas 3A, 3B y 3C. Abrir frecuente 3A. Asignar lectura puntos 3.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 3B. Abrir frecuente 3C. PRIMER EXAMEN PARCIAL Retroalimentación del primer examen parcial Asignar lectura puntos 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 (Libro de texto) Apertura de tareas 4A, 4B y 4C. Asignar lectura puntos 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 (Libro de texto) Abrir frecuente 4A.. Pag. 3 de10

4 Jueves 27 Martes 2 de Octubre Jueves 4 Martes 9 de Octubre Jueves 11 distribuciones de carga continuas o discretas. Enunciará el concepto de capacitancia. Calculará la capacitancia para capacitores de diferentes geometrías Calculará la capacitancia equivalente de un circuito. Explicará las propiedades de un capacitor con dieléctrico. Resolverá problemas de capacitores con dieléctricos. Calculará la energía eléctrica almacenada en un campo eléctrico. Resolverá problemas con capacitores. Enunciará los conceptos de corriente y densidad de corriente. Calculará la resistencia a partir de la resistividad del material y sus características geométricas. distribuciones de cargas continuas y discretas. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico 5. Capacitores y dieléctricos. Concepto de capacitancia. Cálculo de capacitancia. Circuitos equivalentes. 5. Capacitores y dieléctricos. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Energía potencial eléctrica. Calculo de capacitancia para diversos circuitos. 5. Capacitores y dieléctricos. Los dieléctricos y la ley de Gauss. Calculo de capacitancia para diversos circuitos. 6. Corriente y resistencia. Conceptos de corriente y densidad de corriente. Resistencia y resistividad. Abrir frecuente 4B. Abrir frecuente 4C. Ensayo sobre la fabricación de capacitores. Exposición de video sobre capacitares. Asignar lectura puntos 5.1, 5.2 (Libro de texto) Apertura de tareas 5A, 5B y 5C. Abrir frecuente 5A.. Abrir frecuente 5B. Abrir frecuente 5C. SEGUNDO EXAMEN PARCIAL : Indagación Bibliográfica: a) Encontrar las principales aplicaciones de los componentes electrónicos considerados en Practicar con el manejo del multímetro. Medir las cantidades eléctricas básicas. Asignar lectura puntos 5.3, 5.4 (Libro de texto) Pag. 4 de10

5 Martes 16 Jueves 18 Martes 23 Jueves 25 Martes 30 Jueves 1 de Nov. Explicará el significado de la ley de Ohm. Resolverá problemas aplicando la ley de Ohm. Calculará la energía que se convierte en calor en un circuito eléctrico. Resolverá problemas aplicando la Ley de Ohm. Calculará el costo promedio de la energía empleada para diferentes aparatos. Enunciará el concepto de fuerza electromotriz. Distinguirá los diferentes tipos de redes eléctricas. Enunciará y aplicará las leyes de Kirchhoff. Enunciará el concepto de diferencia de potencial. Empleará las leyes de Kirchhoff para el cálculo de la diferencia de potencial. Analizará los conceptos de carga y descarga. Resolverá el circuito RC simple. Resolverá problemas con circuitos RC complejos. 6. Corriente y resistencia. Ley de Ohm. Resistencia y temperatura. Intercambio de energía en un circuito. 6. Corriente y resistencia. Ley de Ohm. Transmisión de potencia eléctrica. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Concepto de fuerza electromotriz. Cálculo de corriente. Circuitos simples. Redes eléctricas. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Leyes de Kirchhoff. Cálculo de diferencia de potencial. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. 7. Fuerza electromotriz y circuitos. Circuito RC. Apertura de tareas 6A, 6B y 6C. Exposición de video relativo la Ley de Ohm. Asignar lectura puntos 6.1, 6.2 (Libro de texto) Abrir frecuente 6A. Abrir frecuente 6B. Abrir frecuente 6C. Asignar lectura puntos 6.3 (Libro de texto). Apertura de tareas 7A, 7B y 7C. Realizar experimentos con circuitos eléctricos. Exposición de video sobre circuitos eléctricos. Asignar lectura puntos 6.4, 6.5 (Libro de texto) Verificación de lectura Diseñar un experimento sobre la carga y descarga de un capacitor. Asignar lectura puntos 7.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 7A. Verificación de lectura Pag. 5 de10

6 Martes 6 de Nov. Jueves 8 de Nov. Martes 13 de Nov. Jueves 15 de Nov. Definirá el campo magnético por medio de la ecuación de Lorentz. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético. Calculará la fuerza magnética producida por un campo magnético sobre cargas en movimiento. Calculará la fuerza magnética sobre un alambre con una corriente eléctrica. 8. El campo magnético. Definición de campo magnético. Fuerza magnética. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una carga en movimiento. 8. El campo magnético. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica. Asignar lectura puntos 7.1 (Libro de texto) Abrir frecuente 7B. Abrir frecuente 7C. TERCER EXAMEN PARCIAL Retroalimentación del tercer examen parcial. Consulta de artículos de aplicación de los conceptos del tema del Campo Magnético. Asignar lectura puntos 7.2, 7.3, 7.4 (Libro de texto) Apertura de tareas 7A, 7B y 7C. Realizar un ensayo sobre las propiedades magnéticas de la materia. Asignar lectura puntos 8.1, 8.2, 8.3 (Libro de texto) Exposición de video sobre magnetismo. Martes 20 de Nov. Repaso general del curso FIN DE CURSO Método Pedagógico empleado : Se revisan los contenidos temáticos seleccionando métodos y técnicas que involucran a todos los estudiantes, apoyados por recursos didácticos de ultima generación, orientando las discusiones en clase hacia la aplicación de los conceptos y técnicas aprendidos a situaciones reales. La actividad en el aula esta fuertemente apoyada por el uso de equipo de cómputo, software especializado, calculadoras científicas con la capacidad de realizar operaciones con vectores y el manejo del Cálculo Integral, así como el uso de metodologías didácticas que se enfocan al desarrollo de las habilidades relacionadas con las estrategias de solución de problemas. Se trata de manera profunda la heurística relacionada con la solución de problemas de la Física. Aunque el contenido es Pag. 6 de10

7 generalmente presentado por el instructor, algunos temas son expuestos por los estudiantes previa notificación. Se realizan actividades orientadas a un aprendizaje más significativo del contenido temático tanto de manera individual como en grupos. Se dejan tareas a resolver de manera individual y en equipo, siendo estas ultimas principalmente casos a analizar fuertemente contextualizados y lo suficientemente abiertos en su planteamiento para que según las consideraciones hechas por los estudiantes, produzcan soluciones alternativas. Se aplican tres evaluaciones parciales, señaladas en el calendario del curso. En todas éstas, se hará una retroalimentación pertinente como parte de la evaluación formativa. La definición de lo que se entenderá por cada uno de los aspectos ha evaluar se describe más adelante. Al final del curso se tiene un examen integrador. Este examen involucra todos los contenidos vistos en el curso. Recursos Didácticos Computadora, cacluladoras científicas con funciones vectoriales, Experimentos, Videos, Internet. Fechas de exámenes: Primer parcial: Martes 11 de Septiembre. Segundo Parcial: Martes 9. Tercer Parcial: Martes 6 de Noviembre. Final: Jueves 29 de Noviembre a las 13:00 hrs (Grupo 16M) Martes 4 de Diciembre a las 17:00hrs (Grupo 17:30M) Políticas del curso Tarea: Es una actividad fuera del aula que involucra la realización de problemas del texto asignados, o de actividades previamente elaboradas por el maestro, o la elaboración de un reporte escrito de una investigación bibliográfica. La entrega de la tarea es de una sesión a otra si son del libro de texto, de una semana si son reportes escritos. El formato de una tarea impresa es: los datos en computadora empleando un procesador de textos, en un recuadro en la parte superior derecha de la primera hoja (nombre completo del alumno, matrícula, carrera, el número de la tarea y la fecha), la redacción de los problemas con sus incisos correspondientes, las respuestas o proceso de solución después de cada pregunta o inciso del problema y las hojas debidamente grapadas. La tarea de un reporte será entregada con portada y con el contenido del reporte en computadora empleando un procesador de textos, y además grapada. En todos los casos debe usarse una hoja tamaño carta. Para una actividad (tarea o examen frecuente) en linea, el alumno debe mantenerse al tanto de las fechas de apertura y clausura de las mismas, una vez cerrada una actividad, esta no se abrirá nuevamente bajo ninguna circunstancia. ASISTENCIA. Estan regidas por el Reglamento de Evaluación de Estudiantes de Profesional. Pag. 7 de10

8 Artículo 13º. El límite de inasistencias a un curso se calcula multiplicando el número de sesiones de clase a la semana por dos, salvo en lo dispuesto por el Reglamento General de Alumnos. Artículo 14º. Las inasistencias a clase de un estudiante por razones formativas están normadas por el Capítulo VII, Art.21 del Reglamento General de Alumnos. Por política del departamento se tomará asistencia al inicio de la clase, si un estudiante no se encuentra presente mientras se toma lista, el profesor le registrará inasistencia y se reservará el derecho de permitirle la entrada al salón. No esta permitido salir del salón una vez iniciada la clase, en caso de caer en esta falta el profesor registrará inasistencia del alumno y se reserevará el derecho de permitirle regresar al salón. USO DE CELULARES Queda estrictamente prohibido el uso de celulares a la hora de clase, así como utilizar las calculadoras de estos equipos. Sanciones Si suena un aparato celular a la hora de clase el alumno dueño del aparato se hará acreedor de una falta. Asesoría del maestro: Además de asistir a la clase el estudiante tiene derecho a solicitar asesoría a su maestro extra- Para este curso el maestro debe negociar al menos una hora en la que debe presentar dicha asesoría y el horario lo dará a conocer durante la primera semana de clase y publicarlo en su cubículo. Evaluación: La evaluación de los cursos se hace de manera continua y considerando los siguientes elementos: Tareas en línea Exámenes Frecuentes en línea Exámenes Parciales Indagación Bibliográfica (Corresponde al 10% del Examen Final) Examen Final. DESHONESTIDAD ACADÉMICA Cualquier acto de deshonestidad académica será sancionado con base en los lineamientos establecidos en el Reglamento General de Alumnos y en el Reglamento de Evaluación de Estudiantes de Profesional. Con base en el Artículo 43 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes de Profesional, se considera que se actúa en contra de la honestidad académica cuando se incurre en alguno de los siguientes actos o conductas: A. Copia, intento de copia, facilitar la copia o permitir la copia durante la aplicación de exámenes. Se considera copia en un ejercicio de examen escrito, ayudarse consultando furtivamente el ejercicio de otro estudiante, exámenes, libros o apuntes físicos, electrónicos o de algún otro formato. B. Plagio, considerado éste como usar el trabajo, las ideas, las palabras e otra persona como si fueran propias. El plagio se refiere a cualquier tipo de trabajo; evaluaciones, programas de computación, arte, fotografía, vídeo o algún otro. C. Comunicación no autorizada entre estudiantes y/o con terceros durante las evaluaciones. D. Utilización de materiales no autorizados por el profesor durante las evaluaciones. E. Modificación de una calificación. F. Obtención indebida de los instrumentos de evaluación. G. Falsificación de información o datos en proyectos académicos o formativos. H. Suplantación o intento de suplantación a otro estudiante o persona en la realización de cualquier actividad académica o formativa dentro y fuera de la UDEM. Pag. 8 de10

9 I. Realización de actividades académicas o formativas para otros o en nombre de otros. Políticas de Evaluación del curso: NOTA: Deberán estar alineadas a las Políticas y Reglamentos de Evaluación de alumno de acuerdo al nivel correspondiente, Profesional o Posgrado Calificación Parcial Calificación Final Profesor Investigaciones Prácticas y Examen Total 3 Trabajo Examen Total y/o tareas exámenes rápidos Parcial (100%) Parciales Final Final (100%) Dr. Enrique Peña Muñoz 20% 10% 70% 70% 0% 30% 100% Datos Generales del(de los) Profesor(es): Nombre Teléfono Ubicación Correo E Hrs. de Asesoría Dr. Enrique Peña Muñoz Oficina:6312 epena@udem.edu.mx L M y V de 9:00 a 10:00hrs Bibliografía básica y complementaria : BASICA: Serway, R. ; Jewett, J. : Electricidad y Magnetismo. Sexta edición. México Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 537 S492e 2005 COMPLEMENTARIA: Resnick, Robert : Física parte II. Cuarta edición. México CECSA. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 R434f v.2 Tipler, P. : Física, para la ciencia y la tecnología. Volumen 2. Quinta edición. México Editorial Reverté. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 T595f 2005 v.2 Stratton J. A. : Electromagnetic Theory. Primera Edición. México Wiley Interscience. Clasificación de Biblioteca UDEM S911e 2007 Sears, Zemansky, Young: Física Universitaria. Volumen 2. Novena edición. Pearson Educación. México Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F537f 1999 v.2 c.2 Pag. 9 de10

10 Susan M. Lea: Física. La Naturaleza de las Cosas. Vol.2. México 1999.Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 L443f 1999 v.2 Eugene Hecht : Física 2. Segunda edición. México Thomson Internacional. Clasificación de Biblioteca UDEM 533 H447f 2000 v.2 Fishbane, P. ; Gasiorowicz, S. : Física para ciencias e ingeniería. Volumen 2. Primera edición. México Prentice Hall Inc. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F532f 1997 v.2 c.2 Reese, R. : University Physics. Volumen 2. Primera edición. México Brooks/Cole. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 R329u 2000 v.2 c.2 Giancoli, D. : Física para universiatrios. Volumen 2. Tercera Edición. México Pearson Education. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 G433fb 2002 v.2 Benson, Harris. Física universitaria. Volumen 2. Primera edición. México CECSA. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 B474f 2000 v.2 Guerra, M; Correa, J. : Física, elementos fundamentales. Volumen 2. Primera edición. México Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F537h 2002 v.2 Feynman: Física, electromagnetismo y materia. Volumen 2. Primera Edición. México Pearson Education. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 F435f 2000 v.2 Silvan J. Bianco. : Computer Physics Research Trends. Primera Edición. México Editorial Nova. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 C Aguilar/Senent. : Cuestiones de Física. Primera edición. México Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM 530 A283c 2002 Landau/Lifshitz. : Teoría clásica de los campos. Segunda edición. México Editorial Reverte. Clasificación de Biblioteca UDEM L253t 2002 Firma de autorización Pag. 10 de10