Guía docente de la asignatura: Física

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1 Escuela de Ingeniería de Caminos y de Minas UPCT Guía docente de la asignatura: Física Titulación: Grado en Ingeniería Civil Curso:

2 Guía Docente 1. Datos de la asignatura Nombre Física Materia Fundamentos Físicos Módulo Formación Básica Código Titulación Grado en Ingeniería Civil Plan de estudios 2010 Centro Escuela de Ingeniería de Caminos y de Minas Tipo Obligatoria Periodo lectivo 1er cuatrimestre Curso 1º Idioma Español ECTS 6 Horas / ECTS 30 Carga total de trabajo (horas) 180 Horario clases teoría Aula Horario clases prácticas Lugar

3 2. Datos del profesorado Profesor responsable Departamento Área de conocimiento Ubicación del despacho Correo electrónico Enrique Castro Rodríguez/Juan Francisco Sánchez Pérez Física Aplicada Física Aplicada Campus Alfonso XIII. Planta Baja de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica Teléfono Fax URL / WEB Horario de atención / Tutorías Ubicación durante las tutorías enrique.castro@upct.es; juanf.sanchez@carm.es Aula Virtual UPCT Consultar con el profesor responsable correspondiente Consultar con el profesor responsable correspondiente Perfil docente e investigador Experiencia docente Líneas de Investigación Experiencia profesional Otros temas de interés Enrique Castro Rodríguez. Doctor por la Universidad de Granada. Profesor Ayudante Doctor Docencia en la Universidad de Jaén (cursos y ) en las titulaciones de Ingeniero Técnico de Informática e Ingeniero Técnico de Topografía, en la Universidad de Granada (cursos y ) en las titulaciones de Ingeniero Técnico de Informática y Arquitecto Técnico, y en la Universidad Politécnica de Cartagena (cursos hasta la actualidad) en las Titulaciones de Ingeniero Técnico Naval, Ingeniero Técnico de Minas y grado en Ingeniería Civil. Vibraciones y propagación de ondas elásticas; detección de daños estructural; tratamiento de señales; simulación numérica Perfil docente e investigador Experiencia docente Líneas de Investigación Experiencia profesional Otros temas de interés Juan Francisco Sánchez Pérez. Profesor Asociado

4 3. Descripción de la asignatura 3.1. Presentación La Física es la ciencia que estudia las propiedades de la materia y la energía. Es, por tanto, una materia básica en el plan de estudios de cualquier ingeniería ya que permite conocer los principios básicos de la naturaleza y como aplicarlos para entender los fenómenos físicos que se producen en ella. Además, permite comprender las bases científicas de las asignaturas de carácter técnico propias de la Ingeniería Civil. En el plan de estudios, el modulo de Fundamentos Físicos se ha divido en dos asignaturas: Física, en la que se estudia Electromagnetismo, Termodinámica, Propagación de Ondas y Óptica; y Mecánica Ubicación en el plan de estudios La asignatura Física se sitúa en el primer cuatrimestre del primer curso Descripción de la asignatura. Adecuación al perfil profesional Esta asignatura permite comprender y dominar las leyes básicas del Electromagnetismo, la Termodinámica, la Propagación de Ondas y la Óptica, así como los conceptos asociados a las mismas. Esto les capacita para poder entender y aplicar correctamente los conocimientos adquiridos en otras asignaturas posteriores del plan de estudios en las que adquieren competencias específicas de la titulación. Debido a su carácter fundamental, estos conocimientos facilitan el reciclaje profesional y la adquisición de nuevas competencias una vez terminados los estudios del grado Relación con otras asignaturas. Prerrequisitos y recomendaciones Dado que las leyes de la Física se formulan en términos matemáticos es recomendable haber cursado Matemáticas y Física en el Bachillerato. Así mismo, se recomienda cursar la asignatura Matemáticas de primer curso. Con relación a asignaturas posteriores del plan de estudios, Física sirve como base para la asignatura Tecnología Eléctrica Medidas especiales previstas Los alumnos que requieran de medidas especiales deberán comunicárselas en la primera semana de clase al profesor para que pueda estudiar su caso y adoptar las medidas pertinentes.

5 4. Competencias 4.1. Competencias específicas de la asignatura Comprensión y dominio de los conceptos básicos de la Termodinámica, Electromagnetismo y Ondas, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería Competencias genéricas / transversales COMPETENCIAS INSTRUMENTALES G01 Capacidad de análisis y síntesis G02 Capacidad de organización y planificación G03 Comunicación oral y escrita en lengua nativa G04 Conocimiento de una lengua extranjera G05 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio G06 Capacidad de gestión de la información G07 Resolución de problemas G08 Toma de decisiones G09 Razonamiento crítico COMPETENCIAS PERSONALES G10 Trabajo en equipo G11 Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar G12 Trabajo en un contexto internacional G13 Habilidades en las relaciones interpersonales G14 Reconocimiento de la diversidad y la multiculturalidad G15 Compromiso ético G16 Aprendizaje autónomo G17 Adaptación a nuevas situaciones G18 Tratamiento de conflictos y negociación G19 Sensibilidad hacia temas medioambientales COMPETENCIAS SISTÉMICAS G20 Creatividad e innovación G21 Liderazgo G22 Iniciativa y espíritu emprendedor G23 Motivación por la calidad 4.3. Objetivos generales / competencias específicas del título Capacitación científico técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Obras Públicas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación Resultados esperados del aprendizaje Al finalizar la asignatura el alumno será capaz de : 1. Conocer las leyes de Electromagnetismo y aplicarlas para la resolución de problemas en las que estén involucrados el campo eléctrico y magnético. 2. Analizar y resolver circuitos eléctricos.

6 3. Conocer el comportamiento de los materiales con relación al campo eléctrico y mágnético. 4. Conocer las leyes de la Termodinámica y aplicarlas para la resolución de problemas y situaciones en las que sean necesarias. 5. Conocer las leyes de la Óptica y su aplicación para la resolución de problemas y situaciones en las que la luz esté involucrada. 6. Conocer como es la propagación de ondas, los fenómenos que se pueden producir y su análisis. 7. Ser capaz de comprender, realizar y sacar conclusiones de experimentos de laboratorio en los que intervengan los fenómenos físicos estudiados en la asignatura.

7 5. Contenidos 5.1. Contenidos según el plan de estudios Campo y Potencial Electrostático, Conductores y Dieléctricos, Corriente Continua, Campo Magnético, Inducción, Magnetismo en la Materia, Corriente Alterna, Movimiento Ondulatorio, Ondas Mecánicas, Óptica Física y Geométrica Programa de teoría ELECTRICIDAD 1. Campo Electrostático 2. Potencial Electróstatico 3. Conductores. Dieléctricos 4. Corriente Continua. Circuitos MAGNETISMO 5. Campo Magnético 6. Inducción Magnética 7. Magnetismo en la Materia 8. Corriente Alterna TERMODINÁMICA 9. Equilibrio Termodinámico. Temperatura 10. Primer Principio de la Termodinámica 11. Segundo Principio de la Termodinámica ONDAS. 12. Movimiento Ondulatorio 13. Ondas Mecánicas ÓPTICA. 14. Óptica Física 15. Óptica Geométrica

8 5.3. Programa de prácticas 1. Ley de Ohm y leyes de Kirchhoff 2. Circuitos de Corriente Alterna 3. Vibraciones Estacionarias 4. Calorímetro 5. Dilatación 6. Óptica Geométrica 5.4. Programa resumido en inglés (opcional) 5.5. Objetivos de aprendizaje detallados por unidades didácticas (opcional) Unidad didáctica: ELECTRICIDAD Lecciones/Temas: 1. Campo electrostático. 2. Potencial electrostático. 3. Conductores. Dieléctricos. 4. Corriente continua. Circuitos. Objetivos de aprendizaje: Definir el concepto de Carga eléctrica y utilizar la Ley de Coulomb. Entender el significado del Campo eléctrico y calcularlo. Definir el Flujo eléctrico y la Ley de Gauss y utilizarla en diferentes casos. Definir Potencial eléctrico, calcularlo e interpretarlo. Definir y calcular la energía asociada a una distribución de carga. Clasificar la materia según sus propiedades en sustancias conductoras y aislantes.

9 Definir y calcular la Capacidad en diferentes situaciones. Definir la Susceptibilidad eléctrica y la Ley de Gauss en dieléctricos. Definir Conductividad, Resistividad, Resistencia y calcularlas. Enunciar y utilizar las leyes de Ohm y de Joule en problemas. Definir tanto la Fuerza electromotriz como la contraelectromotriz. Identificar un Circuito eléctrico y sus elementos, y asociarlos. Describir y calcular con las Leyes de Kirchhoff. Realizar análisis de circuitos. Unidad didáctica: MAGNETISMO Lecciones/Temas: 5. Campo magnético. 6. Inducción magnética. 7. Magnetismo en la materia. 8. Corriente alterna Objetivos de aprendizaje: Calcular la Fuerza de un campo magnético sobre cargas en movimiento. Calcular la Fuerza sobre corrientes. Enunciar la Ley de Biot Savart, y resolver con ella problemas sencillos. Enunciar la Ley de Ampère y utilizarla en la resolución de problemas. Enunciar las Leyes de Faraday Henry y la Ley de Lenz. Describir y calcular Autoinducción e Inducción mutua Definir y calcular la Energía magnética. Explicar las propiedades y las diferencias entre materiales diamagnéticos, Paramagnéticos y ferromagnéticos.. Calcular valores eficaces de las magnitudes asociadas a los circuitos de corriente alterna.

10 Explicar los circuitos RLC con y sin generador. Explicar la definición de potencia y calcularla. Analizar circuitos de corriente alterna en general, calculando las magnitudes asociadas. TERMODINÁMICA Unidad didáctica: Lecciones/Temas: 9. EQUILIBRIO TERMODINÁMICO. TEMPERATURA 10. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA 11. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA Objetivos de aprendizaje: Aprender, definir, entender, utilizar y saber calcular acerca de los siguientes conceptos físicos: Equilibrio Termodinámico; Temperatura; Primer Principio de la Termodinámica; Segundo Principio de la Termodinámica. Saber calcular el trabajo realizado y el calor transferido en un proceso termodinámico. ONDAS 12. Movimiento ondulatorio. 13. Ondas mecánicas. Unidad didáctica: Lecciones/Temas: Objetivos de aprendizaje: Describir el movimiento ondulatorio, comprobando la Ecuación de onda. Describir las Ondas. Calcular magnitudes asociadas a las ondas, como la velocidad de propagación. Analizar ondas estacionarias. Describir y resolver problemas con Efecto Doppler. Unidad didáctica:

11 ÓPTICA Lecciones/Temas: 14. Óptica física. 15. Óptica geométrica. Objetivos de aprendizaje: Describir los fenómenos de: Polarización. Interferencia. Difracción. Enunciar el Principio de Fermat. Describir y utilizar las Leyes de la óptica geométrica. Definir las ecuaciones y resolver sistemas dióptricos. Definir las ecuaciones y resolver sistemas con espejos. Definir las ecuaciones y resolver sistemas compuestos por Lentes

12 6. Metodología docente 6.1. Actividades formativas Actividad Trabajo del profesor Trabajo del estudiante ECTS Presencial: Toma de apuntes. Planteamiento Clase expositiva. Resolución de dudas 0,8 Clase de teoría de dudas planteadas por los estudiantes No presencial: Estudio de la materia 1,4 Clase de problemas Sesiones de laboratorio Tutorías Realización de exámenes oficiales Resolución de problemas en la pizarra por parte del profesor con la colaboración de los estudiantes.. Resolución de problemas en la pizarra por parte de los alumnos supervisados por el profesor. Explicación del manejo de la instrumentación. Explicación de la forma de analizar los datos experimentales obtenidos. Explicación de los distintos experimentos a realizar. Corrección de los informes de cada sesión entregados por los alumnos Resolución de dudas sobre la teoría, los problemas o las sesiones de laboratorio. Individualizadas o en grupo. Evaluación escrita (examen oficial) Presencial: Participación activa. Resolución de ejercicios y problemas No presencial: Resolución de los problemas propuestos. Estudio, análisis y comprensión de los problemas resueltos en clase.. Presencial: Realización de la práctica por parejas. No presencial: Realización de los informes de cada práctica. 0,8 1,8 0,4 0,6 Presencial: Planteamiento de dudas. 0,2 No presencial: Presencial: 0,1 No presencial: 6

13 7. Evaluación 7.1. Técnicas de evaluación Instrumentos Realización / criterios Peso Prueba escrita teoría Prueba escrita problemas Prácticas de laboratorio Contestación a varias preguntas de tipo teórico/práctico para evaluar el conocimiento y la comprensión del alumno sobre el contenido de la asignatura. Resolución de 3 problemas para evaluar la aplicación de los conocimientos adquiridos en la asignatura a la solución de casos prácticos. Realización de experimentos en el laboratorio y elaboración de informes sobre los mismos. Competencias genéricas (4.2) evaluadas Resultados (4.4) evaluados 30% G01,G08,G10 1, % 10% G01, G02, G07, G08, G16 G01, G02, G07, G08, G Mecanismos de control y seguimiento Resolución de problemas por parte de los alumnos supervisados por el profesor. Cuestiones planteadas en clase. Supervisión de la realización de las prácticas

14 . Resultados esperados / actividades formativas / evaluación de los resultados (opcional) Clases de teoría Clases ejercicios Prácticas instrumentos Evaluación formativa Trabajo de campo Prueba teoría Prueba ejercicios Prueba oral Trabajo en grupo Ejercicios propuestos sultados esperados del aprendizaje (4.4)

15 8. Distribución de la carga de trabajo del alumnado

16 9. Recursos y bibliografía 9.1. Bibliografía básica 1. Tipler, Paul A. Física para la ciencia y la tecnología Reverté, Alonso, Marcelo Física Addison Wesley Iberoamericana, cop Serway, Raymond A. Física Paraninfo, D.L Hewitt, Paul G. Conceptos de física Limusa, Sears, Francis W. Física universitaria Addison Wesley Longman, cop Eisberg, Robert Física: fundamentos y aplicaciones McGraw Hill, Camacho Rodríguez, Juana Fundamentos físicos: Arquitectura e Ingenierías técnicas DM, Bibliografía complementaria 9.3. Recursos en red y otros recursos Aula Virtual UPCT