Proyecto de aula. Física II. Este proyecto está fundamentado en una pregunta problema para todo el curso Cómo funciona un motor eléctrico?

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1 Reconocimiento: Este proyecto fue diseñado por el doctor, profesor del Instituto de Física de la Universidad de Antioquia, quien autoriza su publicación en el aula virtual del curso de Física II. Proyecto de aula Física II Este proyecto está fundamentado en una pregunta problema para todo el curso Cómo funciona un motor eléctrico? La metodología y las actividades del aula serán: - Exposición del profesor con un dialogo interactivo con los estudiantes por medio de preguntas acerca del tema a tratar por parte del docente y los mismos estudiantes. - La utilización de algunos experimentos s permitirá ilustrar los conceptos, las leyes y los principios involucrados en el fenómeno observado. - Además se hará uso de videos de algunos fenómenos que son parte del proceso de investigación que tiene el instituto y algunas páginas interactivas de los temas tratados, ya que el aula donde se dicta este curso tiene estos medios. - Solución de problemas relacionados con las teorías, leyes y conceptos estudiados. - Media hora antes de terminar cada sesión se realizará una pregunta relacionada con los conceptos a trabajar en la próxima clase de manera escrita e individual, esto con el fin de evaluar las preconcepciones de los estudiantes acerca del tema a trabajar. - Dentro de las actividades de aula se realizaran lecturas de algunos de los temas fundamentales que permitirán al estudiante conceptualizar acerca de los temas

2 necesarios para dar respuesta a la pregunta central, estas lecturas están acompañadas de unas preguntas que dirigirán al estudiante a comprender los conceptos básicos estudiados en ella. - Las lecturas de los artículos seleccionados para cada tema se realizaran en grupos de trabajo (3 estudiantes) que se conforman el primer día de clase y que darán respuesta a las preguntas formuladas con respecto a la lectura, luego uno de los del grupo presentara las respuestas en la puesta en común. - Cada una de las actividades anteriores están acompañadas con una puesta en común de todo el grupo sobre las leyes y conceptos estudiados en cada sesión. - El proceso de evaluación es individual y se busca que el estudiante muestre su capacidad de análisis frente a problemas relacionados con los temas de estudio, además de la capacidad de calculo que el tiene para resolver algunos problemas numéricos.

3 Proyecto de aula Curso de Física II Objeto de estudio Campo electromagnético. Problema Objetivo Método Cómo funciona un motor eléctrico? Comprender, analizar e interpretar la información relacionada con las propiedades de los campos electromagnéticos para explicar el funcionamiento del motor eléctrico. Expositivo, interactivo, con apoyo experimental y el uso de videos e Internet. Conceptos y leyes: Teorías clásica del electromagnetismo: Enmarcada dentro de la Física clásica. - Campo, potencial y fuerza. - Masa, flujo, Energía. - Carga, corriente, resistencia, capacitancia. - Campo eléctrico y magnético. - Ecuaciones diferenciales. - Ley de Faraday. - Ley de Lenz. - Leyes de Maxwell.

4 La evaluación consta de 4 exámenes individuales de un 20% cada uno y un 20% al trabajo de aula de las puestas en común y la exposición. Nomenclatura de la tabla. D: Directo. Sesiones de trabajo en el aula de clase. I: Independiente. Trabajo realizado por el estudiante fuera del aula para preparar las lecturas asignadas. Hay que tener en cuenta que aquí no están estipuladas las horas de estudio que el estudiante debe dedicar al entendimiento de los conceptos presentados y al manejo matemático del nivel del curso.

5 Actividades Presentación del proyecto 1 0 Video (el motor eléctrico) Interacción eléctrica. 1 0 Experimento Lectura 1: Campo eléctrico. Interacción eléctrica. (continuación) Lectura 2: El dipolo eléctrico. Metodología Sesiones Medios Producto Evaluación D I Formación de grupos de trabajo. Qué es carga eléctrica? Explicar el fenómeno visto en el electroscopio. 1 1 Artículo. Qué es un diagrama de líneas de campo? 1 0 Applets Internet Campo eléctrico. 1 0 Experimento Puesta en común y taller. 1 1 Problemas propuestos Qué es una superficie cerrada? Explique cómo un diagrama de líneas de campo ilustran la ley de Gauss? Cómo se relacionan las superficies equipotenciales con las líneas de campo? Conceptualizar el campo eléctrico. Qué es un dipolo eléctrico? 1 1 Artículo. Qué es un dipolo eléctrico? Como se comporta un dipolo cuando se coloca en un campo eléctrico uniforme? Observar las líneas de campo eléctrico y las equipotenciales en una distribución de carga. Qué son los imanes y como interactúan? Trabajo en grupos. Capacidad de análisis y de cálculo. Primer parcial 0 1 Evaluación Capacidad de análisis y de cálculo. 20%

6 Interacción magnética. 1 0 Experimento Lectura 3: El campo magnético. Movimiento de una carga en un campo magnético. Explicar la aparición de las líneas de campo en la limalla de hierro. Qué es campo magnético y como se puede representar gráficamente? 1 1 Artículo. Qué fuerza magnética se ejerce sobre una carga en reposo? 1 Experimento Puesta en común y taller. 1 1 Problemas propuestos Enuncie la ley de Gauss para el campo magnético. Haz de electrones en medio de unas bobinas de Helmholtz. Trabajo en grupos. Capacidad de análisis y de cálculo. Segundo parcial 1 Evaluación Capacidad de análisis y de cálculo. 20%. Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica. Lectura 4: Circuitos eléctricos. Ley de Ohm y leyes de Kirchhoff 3 Internet Expositivo, interactivo, con ayuda de Internet. Qué es una corriente eléctrica? 1 1 Artículo. Defina corriente eléctrica en un conductor. 1 0 Experimento Qué es resistividad? Enuncie la ley de Ohm Qué es un circuito equivalente? Conexiones en serie y en paralelo de bombillos para discutir la relación de la corriente con la intensidad lumínica de los bombillos. Qué es susceptibilidad magnética? Qué es flujo magnético? Lectura 5: 1 1 Artículo. Cuál es la fuerza neta que actúa sobre una espira cerrada de corriente en un

7 Aplicaciones de los campos magnéticos estáticos. Ley de Ampere para el campo magnético. 1 0 Experimento Puesta en común y taller. 1 1 Problemas propuestos campo magnético uniforme? Qué es ferromagnetismo? Qué son la intensidad del campo magnético H y la magnetización M? Cuál es su relación? Explicar el cambio de orientación de la aguja de una brújula en presencia de una corriente en un alambre recto. Trabajo en grupos. Capacidad de análisis y de cálculo. Tercer parcial 1 Evaluación Capacidad de análisis y de cálculo. 20%. Ley de Faraday-Henry 1 Experimento Lectura 6: Campos dinámicos. Fem inducida en una espira rotante colocada en un campo magnético. Lectura 7: Motor eléctrico. Explicación del funcionamiento del motor Explicar la aparición de la corriente eléctrica al cambiar el campo magnético a través de la espira. 1 1 Artículo. Enuncie las leyes de Faraday y Lenz. Cómo se relaciona la fem con los campos eléctrico y magnético en un circuito arbitrario? 1 1 Laboratorio. Construir con alambre de cobre una espira, con una pila hacer que circule una corriente por el conductor y colocarlo en medio de un campo magnético. Cómo construiría un motor eléctrico? 1 1 Artículo. Qué son las escobillas? En qué dispositivo se usan y por qué? Describa el funcionamiento de un generador simple. Cómo cambia el flujo magnético a través de una espira? 1 1 Exposición de los grupos Explicar el funcionamiento del motor eléctrico haciendo uso de los conceptos,

8 eléctrico. Puesta en común y taller. 1 1 Problemas propuestos principios y leyes que están involucradas en este dispositivo. Trabajo en grupos. Capacidad de análisis y de cálculo. Cuarto parcial 1 Evaluación Capacidad de análisis y de calculo. 20%.

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