Asignatura: Fundamentos Físicos de la Ingeniería

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1 Asignatura: Fundamentos Físicos de la Ingeniería Titulación: Ingeniero Técnico de Obras Públicas - Hidrología Curso (Cuatrimestre): 1º (Anual) Profesor(es) responsable(s): Salvador A. Gómez Lopera Código: Tipo (T/Ob/Op): T Créditos (T+Prob+Prac): 10.5 (7.5T + 1.5Prob + 1.5Prac) salvador.glopera@upct.es Ubicación despacho: ETSIA Campus Alfonso XIII, 1ª planta, Dpto. de Física Aplicada Departamento: Física Aplicada web: web: Descriptores de la asignatura según el Plan de Estudios: Mecánica racional, estática aplicada, fenómenos ondulatorios, hidrostática, termodinámica, electricidad. Objetivos de la asignatura: La asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería pretende sentar firmemente las bases o fundamentos físicos generales sobre los que se apoyarán conocimientos más técnicos y específicos que se desarrollarán en asignaturas de cursos posteriores. Requisitos previos recomendables: (materias que sean aconsejables para poder cursar adecuadamente la asignatura, tanto en cursos anteriores como en el mismo curso) Los conocimientos matemáticos propios a nivel del curso de orientación universitaria. Esta asignatura se complementa con la materia de 1er curso: Fundamentos Matemáticos de la Ingeniería.

2 PROGRAMA DE LA ASIGNATURA A) Programa de Teoría (completo): 1 er CUATRIMESTRE 1.- MAGNITUDES Y MEDIDAS Magnitudes y cantidades.- Sistema de unidades coherente.- Concepto de dimensión.- Magnitudes escalares y vectoriales. Álgebra vectorial. Vectores libres, deslizantes y fijos.- Representación vectorial de superficies.- Causas de error sistemáticas: medidas directas e indirectas.- Causas de error accidentales. 2.- CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA Velocidades lineal y angular. Ecuación de Poisson.- Aceleración lineal y angular. Componentes intrínsecas de la aceleración.- Velocidad y aceleración en coordenadas polares planas. 3.- DINÁMICA DE LA PARTÍCULA 1ª Ley de Newton.- Transformación de Galileo.- Sistemas no inerciales.- 2ª y 3ª leyes de Newton.- El modelo newtoniano.- Sistemas de referencia no inerciales. Fuerzas de inercia.- Fuerzas pasivas. Rozamiento. 4.- TRABAJO Y ENERGÍA Gradiente.- Fuerza conservativa y energía potencial. Conservación de la energía.- Energía potencial gravitatoria.- Movimiento vibratorio armónico. Energía potencial elástica.- Curvas de energía potencial. 5.- CENTROIDES Centroides.- Teoremas de Guldin.- Fuerzas distribuidas. 6.- MOMENTOS DE INERCIA Definiciones.- Momentos y productos de inercia respecto de los ejes y planos cartesianos. Matriz de inercia. Propiedades.- Relaciones entre los momentos de inercia. Teorema de Steiner.- Ejes principales. Determinación de los ejes principales.- Distribución plana de masa. Círculo de Mohr. 7.- ROTACIÓN DEL SÓLIDO RÍGIDO Momento angular del sólido rígido.- Ecuación del movimiento para la rotación.- Energía cinética de rotación. 8.- SISTEMAS EQUIVALENTES DE FUERZAS Fuerzas y vectores deslizantes.- Caso general. Fuerzas cualesquiera.- Par de fuerzas.- Fuerzas concurrentes en un punto.- Fuerzas paralelas.- Sistemas de fuerza coplanarios. 9.- ESTÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO Equilibrio de una partícula.- Equilibrio de un sólido rígido.- Sólido rígido con un punto o eje fijo.- Sólidos apoyados.

3 2º CUATRIMESTRE 10.- FENÓMENOS ONDULATORIOS Movimiento ondulatorio.- Tipos de ondas.- Propagación de energía.- Ondas en sólidos.- Ondas en fluidos.- Ondas superficiales en líquidos.- Ondas estacionarias HIDROSTÁTICA Teorema fundamental.- Superficie libre de un líquido. Plano de carga hidrostático absoluto.- Principio de Pascal.- Ecuación barométrica.- Presión manométrica.- Principio de Arquímedes.- Fuerza de deslizamiento y momento de vuelco contra un dique.- Empuje sobre superficies planas sumergidas.- Fenómenos superficiales. Tensión superficial y capilaridad TEMPERATURA Y CALOR Sistema termodinámico. Principio cero. Temperatura empírica.- Calor. Calorimetría.- Transmisión de calor. Conducción. Ley de Fourier. Convección. Radiación PRIMER Y SEGUNDO PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA Temperatura del gas ideal. Ecuación de estado del gas ideal.- Energía interna y trabajo.- Primer principio.- Procesos especiales.- Procesos reversibles e irreversibles.- Enunciados de Kelvin-Planck y de Clausius del 2º principio.- Ciclo y teorema de Carnot.- Entropía CAMPO Y POTENCIAL ELÉCTRICOS Ley de Coulomb. Campo eléctrico.- Flujo eléctrico. Ley de Gauss.- Teorema de Coulomb.- Potencial eléctrico CONDUCTORES Y DIELÉCTRICOS Capacidad. Condensadores.- Asociación de condensadores.- Energía de un condensador.- Dieléctricos CORRIENTE ELÉCTRICA Y CAMPOS ELÉCTRICOS Intensidad de corriente.- Resistencia eléctrica. Ley de Ohm.- Asociación de resistencias.- Ley de Joule.- Fuerzas electromotriz y contraelectromotriz.- Leyes de Kichhoff CORRIENTE ELÉCTRICA Y CAMPOS MAGNÉTICOS Fuerza y momento magnético sobre una corriente.- Campo magnético producido por una corriente.- Fuerza entre corrientes. B) Programa de Prácticas (completo): (Indicar si la asistencia es obligatoria y si se conserva la nota de prácticas para futuras convocatorias)

4 Asistencia: Obligatoria. Realización de las prácticas: las tres primeras en el primer cuatrimestre y las restantes en el segundo. Calificación: Se conserva el aprobado en prácticas para futuras convocatorias. Denominación de la práctica Duración 1. Errores. Masa inercial y masa gravitatoria Tipo de práctica (Aula, laboratorio, informática) Ubicación física (sede Dpto., aula informática...) 2.5 h Laboratorio Laboratorio de Física (sede Dpto., ETSIA) 2. Momentos de inercia. Teorema de Steiner 3. Movimiento plano. Rotación 4. Calor específico de sólidos 5. Instrumentos eléctricos de medida. Polímetro 6. Ley de Ohm y leyes de Kirchhoff C) Bibliografía básica: Texto base: ) Alonso, M., Finn, E. J. (1995), Física. Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A., Wilmington, Delaware, E.U.A. (USA). Textos complementarios: ) Acosta Menéndez, E., Bonis Téllez, C., López Pérez, N. (2003), Problemas de Física Resueltos. Ed. BALNEC, Madrid. ) Cámara Zapata, J. M., Fernández Zapata, J. C., Fernández-Villena García, M., Pastor Antón, C., Ruiz Ruiz, G. (1998), Problemas de Mecánica (Vols. 1 y 2). Ediciones TC, Orihuela, Alicante. ) Cámara Zapata, J. M., Fernández-Villena García, M., Pastor Antón, C., Ruiz Ruiz, G. (1998), Problemas de Ondas y Electromagnetismo. Ediciones TC, Orihuela, Alicante. ) Cámara Zapata, J. M., Fernández-Villena García, M., Pastor Antón, C., Ruiz Ruiz, G. (1998), Problemas de Termodinámica. Ediciones TC, Orihuela, Alicante. ) González Fernández, C. F. (2003), Mecánica del Sólido Rígido. Ed. Ariel, Barcelona.

5 ) González Fernández, C. F., Alhama López, F., López Sánchez, J. F. (1997), Física. Ejercicios de laboratorio. Ed. D.M., Murcia. ) Lleó, A. (2001), Física para Ingenieros. Ed. Mundi-Prensa, Madrid. ) Ortega, M. R. (1998), Lecciones de Física (Mecánica 1, 2, 3, 4). Ed. Manuel R. Ortega Girón, Córdoba. ) Serway, R. A. J., Jewett, W. Jr. (2003), Física (Volumen 1, 2). Internacional Thomson Editores Spain Paraninfo, S.A., Madrid. D) Criterios de evaluación del alumno: Laboratorio: Se sigue una evaluación continuada. La evaluación positiva es requisito necesario para optar al examen del resto de la asignatura. Si el trabajo realizado y su presentación son óptimos, puede calificarse cada práctica con 0.2 puntos que se sumarán (solamente el año de realización de las mismas) a la nota del examen parcial correspondiente o del final, en su caso. Teoría y Problemas: Examen escrito. Al margen del laboratorio, la asignatura se evaluará, inicialmente, dividiéndola en dos partes, correspondientes a los dos cuatrimestres del curso, realizándose los exámenes: Primer parcial: en febrero; de la materia impartida en el primer cuatrimestre; libera materia; su aprobado se mantiene para el examen final de junio. Final. Convocatoria de junio: Estará dividido en dos partes, correspondientes al 1 er y 2º cuatrimestres. Los alumnos que hubieren aprobado el primer cuatrimestre sólo tendrán que examinarse de la materia correspondiente al 2º, aunque pueden optar a realizar la prueba final completa. El aprobado de la asignatura por curso implica superar cada uno de los parciales independientemente. Final. Convocatoria de septiembre: No estará dividido en partes, correspondientes al 1 er y 2º cuatrimestres. No se mantiene el posible aprobado de algún parcial durante el curso. Final. Convocatoria de febrero: No estará dividido en partes, correspondientes al 1 er y 2º cuatrimestres. No se mantiene el posible aprobado de algún parcial durante el curso. Esta prueba se realizará conjuntamente con el Primer Parcial. Teoría. Tipo de examen: Cuestiones breves y/o cuestiones de elección de la respuesta. Constituye el 30% de la nota final. Problemas. Tipo de examen: Constituye el 70% de la nota final. El tipo y la dificultad de los problemas planteados serán similares a los recomendados, que constituyen la base del curso. Al margen de la evaluación clásica que se acaba de exponer, y dependiendo de la aptitud y predisposición de los alumnos matriculados y asistentes a las clases, se

6 propondrá, como experiencia piloto de adaptación de la asignatura al EEES, una serie de actividades a lo largo del curso. En el caso de realizarse, para aquellos alumnos que se acojan a esta evaluación los trabajos contarán el 20-30% de la nota final y el resto de pruebas constituirán el 70-80% de la nota, dependiendo del número total de tareas que se realicen. E) Observaciones: (cualquier otra observación que el profesor quiera hacer constar, por ejemplo temporalización de teoría y prácticas, horario de tutorías, material adicional disponible en la página web o en reprografía, etc.) Ficha Se entrega a los alumnos una ficha para que la devuelvan lo antes posible, con su foto, al profesor. En el apartado de observaciones, ha de indicar si tiene evaluación positiva en el Laboratorio en algún curso anterior, que deberá especificar. Orientación de la asignatura. Organización docente La formación e información que se pretende conseguir con esta asignatura se canaliza a través de tres vías, correspondientes a las clases de teoría, de problemas y de laboratorio, vías que se pretende que estén totalmente intercomunicadas. Tutorías En un principio, salvo necesidad de cambio, las tutorías serán los lunes y los martes. El horario se determinará al principio de cada cuatrimestre. Material adicional A lo largo del curso se irá entregando en clase relaciones de problemas a resolver por los alumnos. Se recomienda intentar su resolución antes de la puesta en común de las soluciones en la clase de problemas correspondiente. También se entregará, cuando sea necesario, otros materiales de desarrollo o consulta, como tablas de datos, figuras, fuentes bibliográficas especiales, ejercicios especiales