Física 3

Semestre:

4°

Fecha de elaboración:

Julio de 2013

Fecha de revisión:

Mayo de 2014

Elaborado por:

Luis Manuel Gaggero Sager

Ciclo de formación:

Profesional

Área curricular:

Ciencias de la Disciplina

Tipo de unidad:

Teórica

Carácter de unidad:

Obligatoria

Clave:

FI03FP050010

Créditos:

10

Semestre:

4°

Horas Teoría:

5

Horas Práctica:

0

Programas académicos en los que se imparte:

Licenciatura en Ciencias Áreas terminales en Matemáticas, Física, Bioquímica y Biología Molecular, y Ciencias Computacionales y Computación Científica

Prerrequisitos:

Identifica los principios, leyes y técnicas de la física de los medios continuos, sistemas macroscópicos y fenómenos térmicos; soluciona problemas de mecánica de sólidos, de fluidos y termodinámicos, mediante la aplicación del cálculo.

Antecedentes Recomendadas:

Ninguna

Consecuentes Recomendadas:

  • Física 4
  • Electrodinámica
  • Laboratorio de Instrumentación 1
  • Óptica Física

Presentación de la unidad de aprendizaje:

Es en esta unidad de aprendizaje donde se discuten los conceptos básicos de la electrostática, la magnetostática y, de manera introductoria, la electrodinámica. En todos los casos se presenta el contenido a nivel fenomenológico, empleando para ello el lenguaje de las matemáticas básicas; también se discuten detalladamente los experimentos básicos que conforman los fundamentos de la formulación teórica: casos como la deducción de las consecuencias de las leyes de Coulomb y de Biot-Savart y su verificación experimental, son claros ejemplos de ello. Una aportación fundamental del curso lo es la deducción de las relaciones matemáticas con argumentos básicos de la geometría, del álgebra y otros argumentos plausibles, con la discusión de sistemas y ejemplos con simetrías particulares en los cuales la descripción teórica se simplifica notablemente.

Propósito de la unidad de aprendizaje:

Discutir sobre los resultados experimentales del electromagnetismo y los principios básicos de la descripción teórica; enfatizar en los términos de la fenomenología y el mejoramiento del entendimiento físico y el fomento de la metodología científica.

Competencias profesionales:

Plantea, analiza y resuelve problemas físicos teóricos, mediante la utilización de métodos analíticos o numéricos. Describe y explica fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas. Percibe las analogías entre situaciones aparentemente diversas, utilizando soluciones conocidas en la resolución de problemas nuevos

Contribución al perfil de egreso:

En el perfil de egreso se especifica la capacidad para resolver problemas de investigación como una característica fundamental del Licenciado en Ciencias; para lograr esa capacidad, se precisa que el egresado plantee, analice y resuelva problemas con el uso de métodos analíticos o numéricos, que es el tema preponderante del curso.

Secuencia temática:

  1. I Electrostática.
    1. Carga eléctrica y la Ley de Coulomb.
    2. Líneas de fuerza y la definición del campo eléctrico.
    3. Cálculo del campo E para sistemas simples.
    4. Flujo del campo y la ley de Gauss.
    5. Aplicaciones de la ley de Gauss.
    6. El potencial eléctrico.
    7. Ecuaciones de Maxwell de la electrostática.
    8. Energía del campo.
    9. Capacitancia.
    10. Modelo de bandas (cualitativamente), conductores, semiconductores y dieléctricos.
    11. Electrostática en la materia.
  2. II Magnetostática.
    1. 2.1 Corriente eléctrica, modelo de Drude, resistencia de Ohm.
    2. 2.2 La ley de Ampere y la inducción magnética.
    3. 2.3 La fuerza de Lorentz, cargas en movimiento.
    4. 2.4 Ecuaciones de Maxwell de la magnetostática.
    5. 2.5 El potencial vectorial.
    6. 2.6 El campo magnético.
    7. 2.7 Momento magnético y la magnetostática en materiales.
    8. 2.8 Energía del campo.
  3. III Electrodinámica.
    1. 3.1 Ley de Faraday y ley de Lenz.
    2. 3.2 Complemento de Maxwell y las ecuaciones de Maxwell.
    3. 3.3 Inductividad.
    4. 3.4 Circuitos RC, RL y RLC.
    5. 3.5 Energía del campo (teorema de Poyting).

Criterios de Evaluación:

  • Exámenes parciales: 40%
  • Examen final: 30%
  • Participación en clase: 10%
  • Otra (especifique): Tareas: 20%

Bibliografía básica:

  • Resnick R., Halliday D., Krane K. 2009. Física Vol. II. Ed. Patria. 4a edición. México.
  • Serway R., Jewett J. 2009. Física para ciencias e ingeniería con física moderna Vol. II. Ed. CENGAGE. 7a edición. México.

Bibliografía complementaria:

  • Purcell, E. M. Morin, D. J. 2013. Electricity and magnetism. Cambridge University Press.
  • Alonso M., Finn E. 2000. Física Vol. II Campos y ondas. Ed. Adisson Wesley Longman. México.
  • http://physicsworl.com