UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL GUÍA DE APRENDIZAJE ASIGNATURA Fisica II CURSO ACADÉMICO - SEMESTRE 2014-15 - Segundo semestre FECHA DE PUBLICACIÓN Enero - 2015 GA_14IA_145002002_2S_2014-15 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Datos Descriptivos Nombre de la Asignatura Fisica II Titulación 14IA - Grado en Ingenieria Aeroespacial Centro responsable de la titulación E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio Semestre/s de impartición Segundo semestre Módulo Basicas Materia Fisica Carácter Basica Código UPM 145002002 Datos Generales Créditos 6 Curso 1 Curso Académico 2014-15 Período de impartición Febrero-Junio Idioma de impartición Castellano Otros idiomas de impartición Requisitos Previos Obligatorios Asignaturas Superadas El plan de estudios Grado en Ingenieria Aeroespacial no tiene definidas asignaturas previas superadas para esta asignatura. Otros Requisitos El plan de estudios Grado en Ingenieria Aeroespacial no tiene definidos otros requisitos para esta asignatura. Conocimientos Previos Asignaturas Previas Recomendadas Matematicas I Fisica I Otros Conocimientos Previos Recomendados - Estudios secundarios (bachillerato modalidad ciencia y tecnología): Conocimiento suficiente de las asignaturas de Física y Matemáticas. - Asignatura de Matemáticas I: Conocimientos básicos de Cálculo Infinitesimal. - Asignatura de Física I: Conocimientos básicos y habilidades en la resolución de problemas de Mecánica. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 2 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Competencias CE02 - Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. CG3 - Capacidad para identificar y resolver problemas aplicando, con creatividad, los conocimientos adquiridos Resultados de Aprendizaje RA52 - Conocimiento, comprensión, de los principios básicos de la Física y su aplicación al análisis y a la resolución de problemas de ingeniería. RA54 - Conocimiento, comprensión y aplicación de los principios del electromagnetismo, incluyendo la electrostática, la magnetostática y las ecuaciones de Maxwell. RA55 - Conocimiento, comprensión y aplicación de las leyes generales de la Termodinámica clásica, introduciendo el concepto de equilibrio termodinámico y las magnitudes termodinámicas más importantes. RA390 - Utilización de expresiones dimensionalmente correctas. RA391 - Conocimiento y uso del Sistema Internacional de unidades, así como de sus normas de notación. RA393 - CAPÍTULO 1. TERMODINÁMICA 1. Comprensión de todos los conceptos relacionados con los sistemas termodinámicos: Tipos de sistemas, contornos y entornos, variables y funciones de estado, equilibrio y transformaciones termodinámicas, temperatura y presión. RA394 - 2. Comprensión del concepto de trabajo, calor y energía interna. Conocimiento de la diferencia entre un gas perfecto y un gas real. RA395 - 3. Conocimiento del concepto de capacidad calorífica y de su valor en procesos a volumen y presión constante en el caso de los gases perfectos. RA396 - 4. Aplicación del primer principio en la resolución de problemas termodinámicos. RA397 - 5. Resolución de problemas de transformaciones de gases perfectos. RA398 - 6. Compresión del segundo principio en sus diferentes formulaciones, y del funcionamiento y utilidad de los motores térmicos y máquinas frigoríficas. RA399 - 7. Cálculo del rendimiento de ciclos de gases perfectos, y conocimiento de los teoremas de rendimientos máximos de Carnot para máquinas bitermas. RA400 - 8. Comprensión de la definición de entropía a partir del teorema de Clausius, y su cálculo en el caso de procesos de gases perfectos. RA401 - 9. Obtención de la primera ecuación de Gibbs, y cálculo de las diferentes variables intensivas en un sistema a partir de la relación fundamental. RA403 - 2. Comprensión del concepto de campo vectorial y de sus magnitudes asociadas: flujo y circulación, y cálculo de estas últimas para un determinado campo. RA404 - 3. Comprensión de los conceptos de divergencia y rotacional, y su cálculo para un determinado campo. RA405 - 4. Aplicación de los teoremas integrales de la divergencia y el rotacional. RA406 - 5. Comprensión del concepto de campo conservativo. RA407 - 6. Conocimiento y cálculo del operador laplaciano de un campo escalar. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 3 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL RA408 - CAPÍTULO 3. ELECTROSTÁTICA DEL VACÍO 1. Conocimiento y comprensión del concepto de carga eléctrica. RA409 - 2. Comprensión de la ley de Coulomb y cálculo del campo electrostático de distribuciones puntuales y continuas sencillas (hilo, aro, disco) de carga. RA410 - 3. Aplicación del teorema de Gauss para calcular el campo de distribuciones simétricas de carga (esfera, cilindro infinito, plano indefinido). RA411 - 4. Comprensión del significado físico de las ecuaciones de la electrostática. RA412 - 5. Cálculo del potencial electrostático de distribuciones puntuales y continuas sencillas de carga. RA414 - CAPÍTULO 4. ELECTROSTÁTICA DE CONDUCTORES 1. Comprensión del comportamiento del campo electrostático en un conductor macizo y hueco; y cálculo de la carga distribuida en él. RA415 - 2. Cálculo de la capacidad de los condensadores más sencillos (esférico, cilíndrico, plano), así como de la energía que almacenan. RA416 - 3. Resolución de redes de condensadores en serie y paralelo. RA417 - CAPÍTULO 5. ELECTROSTÁTICA DE DIELÉCTRICOS 1. Comprensión del desarrollo dipolar del potencial en un medio dieléctrico. RA418 - 2. Conocimiento del concepto de momento dipolar, y de la expresión del campo de un dipolo. Comprensión del efecto de un campo externo sobre un dipolo. RA419 - 3. Comprensión del concepto de polarización y de vector desplazamiento. RA420 - 4. Conocimiento de las ecuaciones de la electrostática en medios materiales, y aplicación del teorema de Gauss para calcular el desplazamiento en distribuciones simétricas de carga. RA421 - 5. Cálculo de la polarización, así como de las densidades de carga de polarización en medios dieléctricos lineales con distribuciones simétricas de carga. RA423 - 6. Cálculo de la energía electrostática de distribuciones simétricas de carga. RA424 - CAPÍTULO 6. MAGNETOSTÁTICA DEL VACÍO 1. Cálculo de la inducción magnética (campo B) de una carga en movimiento rectilíneo y uniforme. RA425 - 2. Cálculo de la inducción magnética de distribuciones sencillas (hilo, aro, solenoide finito) de corriente. RA426 - 3. Aplicación del teorema de Ampère en el cálculo de inducciones magnéticas de elementos sencillos simétricos de corriente (cilindro infinito, solenoide infinito y toroidal). RA427 - 4. Conocimiento y comprensión del significado de las ecuaciones de la Magnetostática. RA428 - 5. Conocimiento del potencial vector para una línea o distribución de corriente. RA429 - 6. Conocimiento de la fuerza de Lorentz y su aplicación al movimiento de una carga en un campo magnético. RA430 - 7. Cálculo de fuerzas y momentos sobre corrientes en campos magnéticos. Comprensión de la definición de Amperio. RA431 - CAPÍTULO 7. MAGNETOSTÁTICA DE MATERIALES 1. Comprensión del desarrollo dipolar del potencial vector en un medio magnético. RA432 - 2. Conocimiento del concepto de momento dipolar magnético, y de la expresión del campo de un dipolo. Comprensión del efecto de un campo externo sobre un dipolo. RA433 - 3. Comprensión del concepto de magnetización y de campo magnetizante (campo H). RA434 - 4. Conocimiento de las ecuaciones de la Magnetostática en medios materiales, y aplicación del teorema de Ampère para calcular el campo H en distribuciones simétricas de corriente. RA435 - 5. Cálculo de la magnetización, así como de las densidades de corriente de magnetización en medios magnéticos GA_14IA_145002002_2S_2014-15 4 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL lineales con distribuciones simétricas de corriente. RA436 - 6. Conocimiento y distinción entre el comportamiento de materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos. RA437 - CAPÍTULO 8. CONDUCCIÓN ELÉCTRICA 1. Conocimiento y comprensión de los conceptos de densidad de corriente eléctrica e intensidad de corriente eléctrica. RA438 - 2. Conocimiento y comprensión de la formulación local de la ley de Ohm en un elemento resistivo, así como de la ley de Ohm microscópica. Comprensión del concepto de resistencia y de la clasificación de materiales en conductores, semiconductores y aislantes. RA439 - 3. Simplificación de redes de resistencias. RA440 - 4. Conocimiento y comprensión del concepto de campo electromotor y de fuerza electromotriz de un generador de corriente. Aplicación de la ley de Ohm en el interior de un generador y conocimiento del balance energético dentro de él. RA442 - 5. Aplicación de las leyes de Kirchhoff, así como del método de intensidades de mallas para resolver circuitos de corriente continua o en estado estacionario. RA443 - CAPÍTULO 9. ELECTRODINÁMICA 1. Comprensión del fenómeno de la inducción y de las aplicaciones que de él se derivan. RA444 - 2. Aplicación de la ley de Faraday-Henry para el cálculo de la fuerza electromotriz inducida en circuitos en movimiento y/o en campos de inducción variables. RA445 - 3. Obtención del sentido de la intensidad de corriente inducida aplicando la ley de Lenz. RA446 - 4. Conocimiento y comprensión de la ley de Maxwell relativa a la inducción. RA447 - 5. Cálculo de coeficientes de autoinducción en circuitos de geometría sencilla. RA448 - 6. Comprensión del efecto de acoplamiento magnético entre circuitos. RA449 - 7. Cálculo de la energía magnética en circuitos de geometría sencilla. RA450 - 8. Conocimiento de la ley de Ampère-Maxwell y del concepto de corriente de desplazamiento. RA451 - 9. Conocimiento del conjunto de leyes de Maxwell en forma diferencial e integral y de la ecuación de conservación de la carga. RA452 - CAPÍTULO 10. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS 1. Conocimiento de la ecuación de ondas en el vacío y de la expresión matemática de una onda plana. RA453 - 2. Comprensión de la relación de dispersión y del concepto de transversalidad de las ondas. RA454 - 3. Conocimiento de la función de ondas de una onda plana monocromática. RA455 - 4. Comprensión del fenómeno de la polarización de una onda plana monocromática, en concreto, de los conceptos de polarización lineal y circular. RA456 - 5. Conocimiento de la ecuación de ondas en un medio dieléctrico homogéneo y de la relación de dispersión en estos medios. Comprensión del concepto de índice de refracción. RA457 - LABORATORIO 1. Adquisición de una serie de competencias transversales a partir de conocimientos básicos de Física: espíritu crítico, trabajo en equipo, capacidad de observación entre otros. RA458 - 2. Utilización correcta de las herramientas e instrumental básico en el desarrollo de cada práctica. RA459 - 3. Realización de medidas de distintas magnitudes físicas y expresión correcta de los resultados. RA460 - 4. Cálculo de errores absolutos y relativos, y expresión correcta de los resultados. RA461 - 5. Realización correcta de tablas y gráficos de presentación de resultados. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 5 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL RA462 - 6. Obtención del resultado operacional correcto de ciertas magnitudes calculadas a partir de otras medidas en el laboratorio, y expresión correcta de su resultado. RA463 - CAPÍTULO 2. OPERADORES DIFERENCIALES 1. Comprensión del concepto de campo escalar y de sus magnitudes asociadas: derivada direccional y gradiente, y cálculo de estas últimas para un determinado campo. RA464 - 6. Cálculo de la energía electrostática de distribuciones puntuales y simétricas de carga, así como del trabajo para mover cargas puntuales en el campo. Profesorado Profesorado Nombre Despacho e-mail Tutorías Jimenez Saez, Jose Carlos (Coordinador/a) 403 (EUITA A) [email protected] Alvarez Garcia, Ana Maria 413 (EUITA A) [email protected] Conde Lopez, Luis Planta 1 ETSIA [email protected] Rio Fernandez, Ezequiel Del Planta 1 ETSIA [email protected] Domenech Garret, Juan Luis 404 (EUITA A) [email protected] Donoso Vargas, Jose Manuel Planta 1 ETSIA [email protected] Estevez Manso, Antonio 404 (EUITA A) [email protected] Gaite Cuesta, Jose Planta 1 ETSIA [email protected] Garcia-Pelayo Novo, Ricardo Angel Planta 1 ETSIA [email protected] Honrubia Checa, Jose Javier Planta 1 ETSIA [email protected] Iba?ez Gonzalez, Luis Felipe Planta 1 ETSIA [email protected] Palacin Soteras, Jose Fco. 413 (EUITA A) [email protected] Palacios Clemente, Pablo 404 (EUITA A) [email protected] Sanchez Arriaga, Gonzalo Planta 1 ETSIA [email protected] Pelaez Alvarez, Jesus Planta 1 ETSIA [email protected] Nota.- Las horas de tutoría son orientativas y pueden sufrir modificaciones. Se deberá confirmar los horarios de tutorias con el profesorado. Personal Investigador en Formación o Similar Nombre e-mail Profesor Responsable Tierno Gomez, Sandra Pilar [email protected] Conde Lopez, Luis Gonzalo Gomez, Juan Luis [email protected] Pelaez Alvarez, Jesus GA_14IA_145002002_2S_2014-15 6 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Descripción de la Asignatura En la asignatura de Física II se realiza un estudio introductorio de dos ramas fundamentales de la Física como son la Termodinámica y el Electromagnetismo. Dentro de la Termodinámica se discuten fundamentalmente el primer y segundo principio extrayendo todas sus consecuencias, mientras que en el Electromagnetismo se analizan extensamente la Electrostática y la Magnetostática tanto en el vacío como en los medios materiales, así como la Inducción Electromagnética y las Ecuaciones de Maxwell, además se realiza una pequeña introducción a las Ondas Electromagnéticas. Temario 1. Termodinámica 1.1. Conceptos básicos. Temperatura y Presión. 1.2. Trabajo. Energía Interna. Calor. Primer Principio. 1.3. Capacidad Calorífica. 1.4. Gases Perfectos. Transformaciones Reversibles de Gases Perfectos. 1.5. Segundo Principio. Máquinas Bitermas. Ciclo de Carnot. 1.6. Teorema de Clausius. Entropía. Aplicación al Gas Perfecto. 1.7. Ecuación de Gibbs en Sistemas Cerrados. Representación Entrópica. 2. Operadores Diferenciales 2.1. Campo Escalar. 2.2. Derivada Direccional. 2.3. Gradiente. 2.4. Campo Vectorial. 2.5. Flujo. 2.6. Circulación. 2.7. Divergencia. 2.8. Rotacional. 2.9. Teoremas Integrales. 2.10. Campos Conservativos. 2.11. Laplaciano. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 7 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL 3. Electrostática del Vacío 3.1. Carga Eléctrica. 3.2. Ley de Coulomb. 3.3. Campo Electrostático. 3.4. Teorema de Gauss y Aplicaciones. 3.5. Ecuaciones de la Electrostática. 3.6. Potencial Electrostático. 3.7. Trabajo. 3.8. Energía Electrostática. 4. Electrostática de Conductores 4.1. Distribución de Cargas. 4.2. Campo en la Superficie. 4.3. Capacidad. 4.4. Condensadores. Asociación. 4.5. Energía Electrostática. 5. Electrostática de Dieléctricos 5.1. Polarización de la Materia. 5.2. Potencial y Campo de un Dipolo Eléctrico. 5.3. Vector Polarización. 5.4. Densidades de Carga de Polarización. 5.5. Desplazamiento Eléctrico. 5.6. Ecuaciones de la Electrostática de Dieléctricos. 5.7. Susceptibilidad y Constante Dieléctrica. 5.8. Campo en la Interfase de Medios. 5.9. Energía Electrostática. 6. Magnetostática del Vacío 6.1. Densidad e Intensidad de Corriente. 6.2. Inducción Magnética de una Carga en Movimiento Rectilíneo y Uniforme (MRU). 6.3. Inducción Producida por una Distribución de Corriente: Ley de Biot-Savart. 6.4. Ley de Ampère. 6.5. Ecuaciones de la Magnetostática. 6.6. Potencial Vector. 6.7. Fuerza de Lorentz y su Aplicación al Movimiento de Cargas. 6.8. Fuerza y Momento de un Campo sobre un Circuito. 6.9. Fuerzas entre Cargas en MRU y entre Circuitos. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 8 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL 7. Magnetostática de Materiales 7.1. Magnetización de la Materia. 7.2. Potencial y Campo de un Dipolo Magnético. 7.3. Vector de Magnetización. 7.4. Densidades de Corriente de Magnetización. 7.5. Campo Magnetizante (Campo H). 7.6. Ecuaciones de la Magnetostática de Materiales. 7.7. Susceptibilidad y Permeabilidad Magnética. 7.8. Diamagnetismo. 7.9. Paramagnetismo. 7.10. Ferromagnetismo. 7.11. Campo en la Interfase de Medios. 8. Conducción Eléctrica 8.1. Ecuación de Continuidad en Corrientes Estacionarias. 8.2. Ley de Ohm: Local y General. 8.3. Resistencia. Asociación. 8.4. Generador Eléctrico. Campo Electromotor. Fuerza Electromotriz. 8.5. Ley de Ohm en el Generador. Balance de Energía. 8.6. Leyes de Kirchhoff. 8.7. Método de Intensidades de Malla. 9. Electrodinámica 9.1. Fenómeno de inducción. 9.2. Ley de Ohm en un Conductor en Movimiento en un Campo Electromagnético. 9.3. Ley de Inducción de Faraday-Henry. 9.4. Ley de Lenz. 9.5. Ecuación de Maxwell de la Inducción. 9.6. Autoinducción. Coeficiente de Autoinducción. Asociación. 9.7. Inducción Mutua. 9.8. Energía Magnética. 9.9. Corriente de Desplazamiento. 9.10. Ley de Ampère-Maxwell. 9.11. Ecuaciones de Maxwell en Forma Diferencial e Integral. Ecuación de Continuidad. 10. Ondas Electromagnéticas 10.1. Ecuación de Ondas en el Vacío. 10.2. Ondas Planas Transversales. 10.3. Ondas Monocromáticas. 10.4. Polarización. 10.5. Ecuación de Ondas en Medios Homogéneos. 10.6. Índice de Refracción. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 9 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Cronograma Horas totales: 86 horas Peso total de actividades de evaluación continua: 100% Horas presenciales: 86 horas (53.1%) Peso total de actividades de evaluación sólo prueba final: 100% Semana Actividad Prensencial en Aula Semana 1 TEMA 1. TERMODINÁMICA. Conceptos básicos: Sistema y Contorno, Variables, Transformaciones. Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Energía Interna, Calor, Capacidad Calorífica, Trabajo. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Primer Principio Relación Capacidad Calorífica-Energía Interna y Entalpía. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Ley de Joule: Consecuencias. Transformaciones Reversibles de Gases Perfectos. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Segundo Principio. Máquinas Térmicas. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 2 Ciclo de Carnot. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Teorema de Clausius. Entropía. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Relación Fundamental. Ecuaciones de Estado. Ecuación de Gibbs. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 1. Duración: 02:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas GA_14IA_145002002_2S_2014-15 10 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Semana Actividad Prensencial en Aula Semana 3 Resolución de Problemas Tema 1. Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 2. OPERADORES DIFERENCIALES. Campo Escalar. Gradiente. Derivada Direccional. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Campo Vectorial. Flujo. Divergencia. Teorema de la Divergencia. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 4 Circulación. Rotacional. Teorema del Rotacional. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Campos Conservativos. Laplaciano. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 2. Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas Semana 5 TEMA 3. ELECTROSTÁTICA DEL VACÍO. Ley de Coulomb. Campo Electrostático. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Teorema de Gauss. Ecuaciones de la Electrostática. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Potencial Electrostático. Relación Campo-Potencial. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Trabajo. Energía Electrostática. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 3. Duración: 01:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas GA_14IA_145002002_2S_2014-15 11 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Semana Actividad Prensencial en Aula Semana 6 Resolución de Problemas Tema 3. Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Control Temas 1 y 2 Duración: 01:30 Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación continua Actividad presencial TEMA 4. ELECTROSTÁTICA DE CONDUCTORES. Campo y Carga en Conductores. Capacidad. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Condensadores. Asociación. Energía. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 7 Resolución de Problemas Tema 4. Duración: 02:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 5. ELECTROSTÁTICA DE DIELÉCTRICOS. Momento Dipolar. Campo y Potencial de un Dipolo. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Polarización. Densidades de Carga Asociadas. Ecuaciones de la Electrostática de Dieléctricos. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Medios Lineales. Campo en la Interfase. Energía. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 8 Resolución de problemas Tema 5. Duración: 04:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 6. MAGNETOSTÁTICA DEL VACÍO. Densidad e Intensidad de Corriente. Inducción Magnética (Campo B o Campo Magnético) de una Carga y Distribución de Corriente. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral GA_14IA_145002002_2S_2014-15 12 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Semana Actividad Prensencial en Aula Semana 9 Ley de Ampère. Ecuaciones de la Magnetostática. Potencial Vector. Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Prácticas de Laboratorio Actividades Evaluación Duración: 02:00 PL: Actividad del tipo Prácticas de Laboratorio Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Fuerza de Lorentz. Fuerzas entre Cargas y entre Circuitos. Amperio. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 6. Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas Semana 10 Resolución de Problemas Tema 6. Control Temas 3, 4 y 5 Duración: 01:30 Duración: 02:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación continua Actividad presencial TEMA 7. MAGNETOSTÁTICA DE MATERIALES. Momento Dipolar. Campo y Potencial de un Dipolo. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Magnetización. Densidades de Corriente Asociadas. Ecuaciones de la Magnetostática de Materiales. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Medios Lineales. Diamagnetismo. Paramagnetismo. Ferromagnetismo. Campo en la Interfase. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 11 Resolución de Problemas Tema 7. Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 8. CONDUCCIÓN ELÉCTRICA. Ley de Ohm. Resistencia Eléctrica. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Asociación. Ley de Joule. Fuerza Electromotriz. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral GA_14IA_145002002_2S_2014-15 13 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Semana Actividad Prensencial en Aula Semana 12 Leyes de Kirchhoff. Método de Intensidades de Malla. Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 8. Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 9. ELECTRODINÁMICA. Ley de inducción de Faraday-Henry. Ley de Lenz. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Semana 13 Ecuación de Maxwell de la Inducción. Autoinducción. Control Temas 6 y 7 Duración: 01:30 Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación continua Actividad presencial Inducción Mútua. Asociación de Inductancias. Energía del Campo Magnético. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Corriente de Desplazamiento. Leyes de Maxwell. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de Problemas Tema 9. Duración: 02:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas Semana 14 Resolución de Problemas Tema 9. Duración: 03:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas TEMA 10. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. Ecuación de ondas. Polarización. Índice de refracción. Duración: 01:00 LM: Actividad del tipo Lección Magistral Resolución de problemas Tema 10. Duración: 01:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas Semana 15 Resolución de Problemas Repaso de todos los Temas. Duración: 05:00 PR: Actividad del tipo Clase de Problemas Semana 16 Control Temas 8, 9 y 10 Duración: 01:30 OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación continua Actividad presencial GA_14IA_145002002_2S_2014-15 14 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Semana Semana 17 Actividad Prensencial en Aula Actividad Prensencial en Laboratorio Otra Actividad Presencial Actividades Evaluación Examen Ordinario Duración: 03:00 OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación continua Actividad presencial Examen Ordinario Prueba Final Duración: 03:00 OT: Otras técnicas evaluativas Evaluación sólo prueba final Actividad presencial Nota.- El cronograma sigue una planificación teórica de la asignatura que puede sufrir modificaciones durante el curso. Nota 2.- Para poder calcular correctamente la dedicación de un alumno, la duración de las actividades que se repiten en el tiempo (por ejemplo, subgrupos de prácticas") únicamente se indican la primera vez que se definen. Actividades de Evaluación Semana Descripción Duración Tipo evaluación Técnica evaluativa Presencial Peso Nota mínima Competencias evaluadas 6 Control Temas 1 y 2 01:30 Evaluación continua OT: Otras técnicas evaluativas Sí 15% 5 / 10 CG3, CE02 10 Control Temas 3, 4 y 5 01:30 Evaluación continua OT: Otras técnicas evaluativas Sí 15% 5 / 10 CG3, CE02 13 Control Temas 6 y 7 01:30 Evaluación continua OT: Otras técnicas evaluativas Sí 15% 5 / 10 CG3, CE02 16 Control Temas 8, 9 y 10 01:30 Evaluación continua OT: Otras técnicas evaluativas Sí 15% 5 / 10 CG3, CE02 17 Examen Ordinario 03:00 Evaluación continua OT: Otras técnicas evaluativas Sí 40% 5 / 10 CG3, CE02 17 Examen Ordinario Prueba Final 03:00 Evaluación sólo prueba final OT: Otras técnicas evaluativas Sí 100% 5 / 10 CG3, CE02 Criterios de Evaluación El alumno puede optar por una evaluación en la que sólo realice una única prueba final o por seguir el procedimiento de evaluación continua. Para optar por el primer método, únicamente deberá presentarse al examen final ordinario de la asignatura. Si opta por el segundo método, realizará a lo largo del curso cuatro controles, además del examen final ordinario de la asignatura. Cada control se corresponde con una de las cuatro partes en las que se divide la asignatura. En ambos métodos, se exige tener la calificación de apto en las prácticas de laboratorio para poder aprobar la asignatura en convocatoria ordinaria. 1) La calificación del alumno que siga el método de evaluación mediante prueba final será la nota obtenida en el examen final ordinario de la asignatura. La calificación de este examen se hará en una escala de 0 a 10, y el aprobado se obtendrá con una nota mayor o igual que 5. Si el alumno suspende este examen, deberá presentarse al examen final extraordinario. 2) La calificación del alumno que siga el método de evaluación continua se obtendrá de la siguiente manera: - El alumno obtendrá en cada uno de los cuatro controles una nota: Ci. Llamaremos C a la nota media de los cuatro controles. La calificación en cada control se hará en una escala de 0 a 10. En el caso de que el alumno no asista a un control, éste obtendrá una nota de cero puntos en el mismo. - El examen final ordinario constará de cuatro partes y el alumno obtendrá en cada una de ellas una nota: Ei. Llamaremos E a la nota media de las cuatro partes. La calificación de cada una de las partes se hará en una escala de 0 a 10. En el caso de que el alumno no realice una de las partes, éste obtendrá una nota de cero puntos en la misma (a excepción de que tenga su control correspondiente liberado). GA_14IA_145002002_2S_2014-15 15 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL - Se calculará la nota final Mi en cada una de las cuatro partes como: Si C > ó = E: Mi = 0.6*Ci + 0.4*Ei, i = 1,..,4 Si C < E: Mi = Ei, i = 1,..,4 Caso Especial (Control Liberado): Si el alumno en un control (k) obtiene una nota Ck > ó = 7, entonces esa calificación pasa a ser su nota de examen final en la parte correspondiente (Ek = Ck), no teniendo necesidad de presentarse a esa parte en el examen final. Por tanto, su nota final en esa parte de la asignatura será: Mk = Ck. Esta norma no se aplica si el alumno se presenta a esa parte de la asignatura en el examen final ordinario y obtiene una nota Ek; en este caso, la nota Mk se obtiene de aplicar las reglas generales con dicha nota Ek. - La nota final NF de la asignatura por evaluación continua será: NF = (M1+M2+M3+M4)/4 Si la nota final del alumno NF es mayor o igual que 5, el alumno obtendrá la calificación de aprobado. En caso contrario, deberá presentarse al examen final extraordinario. 3) Para aquellos alumnos que deban presentarse al examen final extraordinario, su nota en convocatoria extraordinaria será la que saquen en ese examen. La calificación del mismo se hará en una escala de 0 a 10, y el aprobado se obtendrá con una nota mayor o igual que 5. No obstante, en ambas convocatorias ordinaria y extraordinaria, para aquellos alumnos cuya nota quede muy próxima al aprobado podrá tenerse en cuenta el trabajo del alumno en la asignatura durante el curso en la forma y criterio que se estime conveniente. Recursos Didácticos Descripción Tipo Observaciones Libro 1 Bibliografía J. Aguilar Peris, Curso de Termodinámica, Ed. Alhambra, Madrid (1989). ISBN: 8420513822 Libro 2 Bibliografía M. Alonso y E.J. Finn, Física. Vol. II: Campos y Ondas, Ed. Addison Wesley, Wilmington, Delaware (1987). ISBN: 9780201565188 Libro 3 Bibliografía D.K. Cheng, Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería, Ed. Adison Wesley, México (1997). ISBN: 9684443277 Libro 4 Bibliografía R.P. Feynman, R.B. Leighton, M.Sands, Física, Vol. II: Electromagnetismo y Materia. Ed. Pearson Education, Naucalpán de Juárez, México (1998-2000). ISBN: 9684443501 Libro 5 Bibliografía J.M. de Juana, Física General, Tomo II. Ed. Pearson Education, Madrid (2003-2010). ISBN: 8420533424 Libro 6 Bibliografía P. Lorrain, D.E. Corson, Campos y Ondas Electromagnéticos. Ed. Selecciones Científicas, Madrid (1972). ISBN: 8485021290 Libro 7 Bibliografía E.M. Purcell, Electricidad y Magnetismo, Berkeley Physics Course, Vol. 2, Ed. Reverté, Barcelona (1988). ISBN: 842914319X Libro 8 Bibliografía F. Reif, Física Estadística, Berkeley Physics Course, Vol. 5, Ed. Reverté, Barcelona (1969). ISBN: 8429140255 Libro 9 Bibliografía J.R. Reitz, F.J. Milford, R.W. Christy, Fundamentos de la Teoría Electromagnética. Ed. Addison Wesley, Naucalpán de Juárez, México (1996). ISBN: 9684444036 Libro 10 Bibliografía R. Sanjurjo, Electromagnetismo, Mac Graw-Hill, Madrid (2011). ISBN: 9788415214151 Libro 11 Bibliografía F.W. Sears y G.L. Salinger, Termodinámica, Teoría Cinética y Termodinámica Estadística, Ed. Reverté. Barcelona (1980). ISBN: 8429141618 Libro 12 Bibliografía M.W. Zemansky, Calor y Termodinámica, Mac Graw-Hill (1984). ISBN: 8485240855 Video Didáctico Otros D.L. Goodstein, El Universo Mecánico, Vídeo (DVD), Instituto Tecnológico de California, Arait Multimedia, Madrid (1992). Curso Web 1 Recursos web Mitopencourseware, Instituto de Tecnología de Massachusetts, Physics II: Electricity and magnetism, http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-02sc-physics-ii-electricity-and-magnetism-fall-2010/index.htm; Curso Web 2 Recursos web Mitopencourseware, Instituto de Tecnología de Massachusetts: Thermodynamics and Kinetics, http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-60-thermodynamics-kinetics-spring-2008/ Curso Web 3 Recursos web Curso de Física II, J.C. Jiménez Sáez, S. Ramírez, http://fyqata.euita.upm.es/fisica; www.faian.net Información Web Recursos web Información relativa al laboratorio de Física II, http://plasmalab.aero.upm.es/~practicasfisica/index.html GA_14IA_145002002_2S_2014-15 16 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL Descripción Tipo Observaciones Laboratorio Equipamiento Laboratorio para la realización de prácticas (1ª planta, ala derecha, edificio ETSIA) Instrumentación Equipamiento Instrumentación para la realización de prácticas: Fuentes de alimentación, polímetros, osciloscopios, termómetros digitales, cronómetros, baños térmicos, calentadores eléctricos, columnas para encerrar gases, odenadores, entre otro material. Aulas Equipamiento Aulas con sistemas de proyección y aulas de informática. Biblioteca Equipamiento Biblioteca de alumnos con toda la bibliografía recomendada. Otra Información INDICADORES DE LOGRO DE COMPETENCIAS EN EVALUACIÓN: Tema 1 -Resolución de problemas de transformaciones reversibles de gases perfectos en diagramas p-V y T-S entre otros. -Resolución de problemas de transformaciones irreversibles de gases perfectos. -Resolución de problemas de ciclos de gases perfectos. -Resolución de problemas de cámaras con gases perfectos. Tema 2 -Resolución de problemas de campos escalares: cálculo de gradientes, derivadas direccionales y divergencias. -Resolución de problemas de campos vectoriales: cálculo de flujos, circulaciones y rotacionales. -Resolución de problemas de campos usando los teoremas integrales. -Resolución de problemas de campos conservativos. Tema 3 -Resolución de problemas de cálculo de campos (y potenciales) electrostáticos para cargas puntuales. -Resolución de problemas de cálculo de campos (y potenciales) electrostáticos para distribuciones continuas sencillas de carga por el método de integración. -Resolución de problemas de cálculo de campos (y potenciales) electrostáticos para distribuciones simétricas de carga usando el teorema de Gauss. -Resolución de problemas de cálculo de energía electrostática para cargas puntuales y distribuciones simétricas de carga. Tema 4 -Resolución de problemas de cálculo de campos, potenciales y energía electrostáticos para distribuciones simétricas de carga en conductores. -Resolución de problemas de cálculo de capacidad y energía electrostática para los condensadores más habituales: esférico, cilíndrico, plano. -Resolución de problemas de simplificación de redes de condensadores. Tema 5 -Resolución de problemas de cálculo de campos, potenciales y energía electrostáticos para distribuciones simétricas de carga con dieléctricos lineales. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 17 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID E.T.S. de Ingenieria Aeronautica y del Espacio GRADO EN INGENIERÍA AEROESPACIAL -Resolución de problemas de cálculo de densidades de carga de polarización en dieléctricos lineales para distribuciones simétricas de carga. Tema 6 -Resolución de problemas de cálculo de campo magnético para cargas en movimiento rectilíneo y uniforme. -Resolución de problemas de cálculo de campo magnético para distribuciones y circuitos de corriente sencillos por el método de integración. -Resolución de problemas de cálculo de campo magnético para distribuciones y circuitos de corriente simétricos usando el teorema de Ampère. -Resolución de problemas de cálculo de posición y trayectoria de partículas cargadas en movimiento en el seno de campos eléctricos y magnéticos. -Resolución de problemas de cálculo de fuerzas y momentos sobre circuitos sencillos en el seno de campos magnéticos. Tema 7 -Resolución de problemas de cálculo de campo magnético para distribuciones y circuitos de corriente simétricos en el seno de materiales magnéticos. -Resolución de problemas de cálculo de densidades de corriente de magnetización en materiales magnéticos para distribuciones y circuitos de corriente simétricos. Tema 8 -Resolución de problemas de simplificación de redes de resistencias. -Resolución de problemas de redes con generadores, resistencias y condensadores en estado estacionario. Tema 9 -Resolución de problemas de cálculo de intensidades inducidas en circuitos sencillos de corriente en movimiento y/o en el seno de campos magnéticos dependientes del tiempo. -Resolución de problemas de cálculo del coeficiente de autoinducción en circuitos sencillos y simétricos. -Resolución de problemas de simplificación de redes de inductancias. -Resolución de problemas de cálculo de la energía magnética en circuitos sencillos y simétricos. Tema 10 -Resolución de problemas sencillos relacionados con las ondas electromagnéticas planas monocromáticas. GA_14IA_145002002_2S_2014-15 18
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