MÉTODOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN.- FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA 1º ITI ELECTRÓNICA.

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1 MÉTODOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN.- FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA 1º ITI ELECTRÓNICA. Tal y como aparece detallado en el programa de contenidos de la asignatura Fundamentos Físicos de la Ingeniería de 1º ITI Electrónica, el temario correspondiente a esta asignatura está dividido en dos partes (correspondientes a los tradicionales primer y segundo cuatrimestre). Asimismo, aparece una tercera sección correspondiente a los contenidos específicos desarrollados en las Prácticas de Laboratorio. Los criterios y métodos de evaluación de esta asignatura, establecidos por el Departamento de Física Aplicada, que se aplicarán a partir del curso , son los siguientes: - La superación de las Prácticas de Laboratorio será condición necesaria para aprobar la asignatura, y la calificación obtenida en ellas moderará la nota final de la misma. - Aquellos alumnos que hayan aprobado un parcial, o lo tengan compensable, en el curso 2009/2010 en las convocatorias de Junio y Septiembre del 2010 se les guardará el parcial hasta la convocatoria de Diciembre del 2010, si existiera. - A partir del curso 2010/2011, las partes aprobadas y/o compensadas se guardarán durante el curso académico correspondiente. - En cada convocatoria, se realizarán un examen de aula y un examen práctico de laboratorio. - El examen de aula constará de dos partes (correspondientes a la primera y segunda parte del programa, antiguos primer y segundo cuatrimestre). Cada parte, a su vez, tendrá cuestiones teóricas y problemas. La nota final del examen resultará de la media obtenida entre las notas de la primera parte y la segunda. La calificación final de la asignatura se obtendrá de moderar esta nota con la calificación de las prácticas, de tal modo que: Calificación prácticas Calificación final suspenso suspenso aprobado nota final del examen bien nota final del examen notable nota final del examen sobresaliente nota final del examen En la corrección del examen correspondiente a la primera parte de la asignatura: a) El examen de teoría estará constituido por un conjunto de cinco cuestiones que versarán sobre los diferentes aspectos conceptuales (conceptos, leyes y teorías) de la materia que integra el primer bloque. El alumno debe razonar la cuestión cualitativa y/o cuantitativamente. Se asignará un punto a cada cuestión. b) El examen de problemas constará de 2 ejercicios, indicándose la puntuación que corresponde a cada uno de ellos. Los problemas deben ser razonados cualitativamente (porqué se aplican las leyes físicas que se utilizan en su resolución; aclarar las deducciones que realicen y las conclusiones a las que lleguen; discutir los resultados) y, desarrollados de forma adecuada cuantitativamente (explicitando los

2 diversos cálculos matemáticos implicados en su resolución). c) Se considerará compensable la primera parte de la asignatura con la segunda parte si se ha alcanzado un mínimo de cuatro puntos en la primera parte. - En la corrección del examen correspondiente a la segunda parte de la asignatura: d) El examen de teoría será una prueba objetiva tipo test y/o de cuestiones para responder razonadamente. Se calificará primero el examen de teoría, siendo imprescindible al menos sacar 3 puntos en la parte teórica para que se proceda a la calificación del examen de problemas. e) El examen de problemas constara de 3 o 4 ejercicios propuestos, indicándose la puntuación que corresponde a cada ejercicio. Para promediar con la teoría hace falta sacar una nota mínima de tres puntos en los problemas. f) Se considerará compensable la segunda parte de la asignatura con la primera parte si se ha alcanzado un mínimo de cuatro puntos en la segunda parte. - Para aquellos alumnos que no tengan aún aprobadas las prácticas de laboratorio, en cada convocatoria de examen, se realizará un examen práctico de laboratorio. A dichos alumnos se les recomienda matricularse en la asignatura de Fundamentos Físicos de la Ingeniería Tutorizados de la especialidad de Electrónica. - Una vez aprobadas las prácticas de laboratorio, la nota se guardará mientras el alumno permanezca en el plan DESARROLLO DEL PROGRAMA TEÓRICO PARTE 1 MECÁNICA Y TEORÍA GENERAL DE CAMPOS Tema 1. Introducción a la Física: cálculo vectorial 1. Introducción. Modelos físicos 2. Medición. Cantidades físicas 3. Magnitud física: Magnitudes escalares y vectoriales. Ejemplos 4. Concepto de vector: características y tipos de vectores 5. Composición de vectores: - Suma y resta de vectores - Producto de un escalar por un vector - Combinación lineal de vectores 6. Descomposición de un vector como suma de otros vectores - Sistemas de coordenadas: componentes y ángulos directores de un vector 7. Aclaración del concepto de vector. Ventajas de la notación vectorial 8. Productos de vectores - Producto escalar de dos vectores - Producto vectorial de dos vectores - Producto mixto de tres vectores

3 9. Momento de un vector respecto a un punto. Propiedades 10. Momento de un vector respecto a un eje. Propiedades 11. Par de fuerzas 12. Transformación de una fuerza en un sistema fuerza-par de fuerzas 13. Concepto de campo. Campos escalares y vectoriales. Representación gráfica 14. Derivada de una función vectorial respecto de una variable escalar. Aplicaciones 15. Integral de una función vectorial respecto de una variable escalar. Aplicaciones Tema 2. Cinemática de la partícula 1. Introducción 2. Elementos básicos: espacio absoluto; tiempo absoluto; partícula material 3. Conceptos básicos de cinemática: - Movimiento y reposo: carácter relativo - Sistemas de referencia 4. Descripción del movimiento de un cuerpo - Ecuación vectorial del movimiento - Ecuaciones paramétricas del movimiento. Trayectoria - Ecuación intrínseca del movimiento - Descripción del movimiento mediante tablas y gráficos - Magnitudes que describen cuantitativamente el movimiento - Vectores posición y desplazamiento - Concepto de velocidad: velocidad media e instantánea - Concepto de aceleración: aceleración media e instantánea - Estudio del movimiento a partir del conocimiento de la aceleración. Estudio de los casos: (a) a = f(r) (b) a = f(v) (c) a =f(t) 5. El movimiento rectilíneo: movimientos dependientes e independientes 6. Movimiento curvilíneo: movimiento en un plano - Movimiento de proyectiles - Movimiento circular: componentes intrínsecas de la aceleración - Movimiento vibratorio armónico simple 7. Movimiento relativo entre cuerpos o partículas Tema 3. Dinámica de la partícula 1. Introducción y conceptos preliminares de dinámica 2. Principios fundamentales de la dinámica: leyes de Newton - 1ª Ley ( de la inercia ): - Sistemas de referencia inerciales y acelerados - 2ª Ley (del movimiento): - Interacción entre cuerpos. Concepto de fuerza - Cantidad de movimiento - 3ª Ley (de acción y reacción): conservación de la cantidad de movimiento. Equivalencia con la tercera ley 3. Fuerzas reales 4. Interacciones fundamentales

4 5. Fuerzas de Rozamiento: rozamiento por fricción. Viscosidad 6. Fuerzas de inercia. 7. Movimiento de rotación de un cuerpo - Momento angular o cinético. Significado físico - Relación entre el movimiento de rotación y las causas de su variación ( segunda ley de la dinámica para el movimiento de rotación de un cuerpo ) 8. Conservación del momento angular - Leyes de Kepler del movimiento planetario Aspectos complementarios 1. Estudio dinámico del movimiento rectilíneo y circular: casos particulares 2. Fuerza gravitatoria: caída de graves y movimiento de planetas 3. Fuerzas elásticas: dinámica del movimiento armónico simple. Estudio del péndulo simple Tema 4. Trabajo y energía 1. Introducción 2. Noción general de energía - Tipos de energía: energía cinética y potencial - Energía e interacción entre cuerpos 3. Trabajo - Concepto general de trabajo - Trabajo de fuerzas constantes y variables 4. Energía cinética: Relación entre trabajo y energía cinética (Teorema de las fuerzas vivas) 5. Campos de fuerzas conservativos - Trabajo de una fuerza conservativa: propiedades - Concepto de energía potencial : relación trabajo energía potencial - Concepto de gradiente - Ejemplos de campos de fuerza conservativos 6. Conservación y transformación de la energía - Conservación de la energía mecánica - Relación entre la conservación de la energía mecánica y las leyes de la dinámica - Análisis de sistemas conservativos unidimensionales: curvas de energía potencial - Relación trabajo-energía en sistemas no conservativos - Principio generalizado de conservación de la energía 7. Concepto de potencia: potencia media e instantánea Aspectos complementarios 1. Energía útil y energía degradada: implicaciones sociales 2. Estudio energético del movimiento armónico simple - Transformaciones energéticas en la oscilación de un muelle - Transformaciones energéticas en la oscilación de un péndulo simple 3. Estudio energético de la interacción gravitatoria - Energía potencial gravitatoria - Movimiento de objetos en el campo de gravitación terrestre

5 Tema 5. Dinámica de sistemas de partículas 1. Introducción: sistemas cerrados, abiertos y aislados. Fuerzas internas 2. Segunda ley de la dinámica para sistemas de partículas cerrados con fuerzas internas de tipo newtoniano 3. Simplificación de la dinámica traslacional de los sistemas cerrados - Centro de masas de un sistema de partículas. - Teoremas del centro de masas. - Sistemas de referencia centro de masas y de laboratorio 4. Conservación del momento lineal para un sistema de partículas 5. Momento angular de un sistema de partículas 6. Dinámica rotacional de un sistema de partículas 7. Sólido rígido - Definición y consideraciones generales - Momento angular del sólido rígido. Momento de inercia - Momento de inercia para distribuciones Descartes y continuas de masa - Ecuación fundamental de la dinámica de rotación del sólido rígido - Trabajo y energía cinética de rotación del sólido rígido - Teorema de las fuerzas vivas par el movimiento de rotación del sólido rígido - Potencia media e instantánea Aspectos complementarios 1. Análisis de sistemas formados por varios cuerpos enlazados por cuerdas inextensibles: Determinación de tensiones. 2. Análisis de colisiones elásticas e inelásticas. 3. Movimiento de sistemas de masa variable ELECTROMAGNETISMO Tema 6. Campo y potencial eléctrico en el vacío 1. Introducción: Interacciones electromagnéticas 2. Interacciones electrostáticas - Modelo de carga eléctrica: propiedades - Fuerzas electrostáticas: Ley de Coulomb - Principio de superposición: Aplicación al estudio de las interacciones entre distribuciones discretas y continuas de carga 3. Campo eléctrico y propiedades: - Carácter vectorial e Intensidad del campo eléctrico - Líneas de fuerza del campo eléctrico - Principio de superposición y determinación de campos eléctricos generados por distribuciones discretas y continuas de carga - Teorema de Gauss: Aplicaciones en la determinación de campos eléctricos - Concepto de divergencia: Fuentes escalares del campo eléctrico - Teorema de la divergencia de Gauss

6 - Segunda ecuación de Maxwell (en forma diferencial) 4. Potencial eléctrico y propiedades: - Relación entre campo y potencial eléctrico - Principio de superposición y determinación del potencial eléctrico generado por distribuciones discretas y continuas de carga - Superficies y líneas equipotenciales - Circulación de campo eléctrico y diferencia de potencial Aspectos complementarios 1. Trabajo y energía eléctrica: - Trabajo de la fuerza electrostática - Energía potencial electrostática de dos cargas puntuales - Energía potencial de una distribución de carga - Transformación y conservación de la energía eléctrica 2. Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico - Análisis dinámico - Análisis energético Tema 7. Conductores y dieléctricos: condensadores 1. Introducción 2. Estudio electrostático de conductores cargados en equilibrio: - Conductores en equilibrio electrostático - Distribución de la carga eléctrica en un conductor en equilibrio electrostático - Campo y potencial eléctrico de un conductor - Conductores en equilibrio electrostático huecos - Conductores en equilibrio electrostático inmersos en un campo electrostático - Capacidad y energía almacenada por un conductor cargado 3. Condensadores. Nociones generales y tipos de condensadores - Capacidad de un condensador: factores que influyen - Asociación de condensadores: capacidad equivalente - Energía electrostática almacenada en un condensador 4. Comportamiento de los materiales dieléctricos: Tipos de dieléctricos - Polarización de un dieléctrico: carga de polarización. - Vector desplazamiento eléctrico D - Propiedades macroscópicas de los dieléctricos: Permitividad y susceptibilidad de un dieléctrico 5. Teorema de Gauss generalizado: fuentes del vector D Tema 8. Corriente eléctrica y circuitos de corriente contínua 1. Introducción : Aspectos generales sobre la corriente eléctrica y circuitos eléctricos 2. Intensidad de corriente 3. Fuentes de fuerza electromotriz 4. Ley de Ohm :aspectos microscópicos de la corriente eléctrica - Resistencia eléctrica - Concepto de voltaje o caída de tensión

7 5. Generadores: características y tipos de generadores. 6. Transformaciones energéticas en los circuitos eléctricos - Efecto Joule: aplicaciones - Concepto de Fuerza contraelectromotriz - Ley de Ohm generalizada 7. Asociación de resistencias Aspectos complementarios 1. Leyes de Kirchoff y métodos generales de análisis de circuitos Régimen transitorio de un circuito eléctrico: Procesos de carga y descarga de condensadores. PARTE 2 Tema 9. Campo magnético. Fuerzas magnéticas 1. Introducción al magnetismo. El vector campo magnético. Propiedades 2. Acción de un campo magnético sobre una carga en movimiento: fórmula de Lorentz. Unidades 3. Acción del campo magnético sobre un elemento de corriente 4. Acción del campo magnético sobre un imán y sobre una espira de corriente: el momento magnético 5. Líneas de campo 6. Movimiento de partículas cargadas dentro de campos magnéticos. Aplicaciones Tema 10. Campo magnético. Fuentes del Campo Magnético 1. Introducción 2. Campo magnético creado por una carga en movimiento 3. Campo magnético creado por un elemento de corriente: ley de Biot-Savart 4. Fuerza magnética entre circuitos de corriente 5. Aplicaciones de la ley de Biot-Savart: cálculo de campos magnéticos producidos por circuitos sencillos 6. Fuerza entre dos hilos de corriente. Definición de amperio 7. Circulación magnética: teorema de Ampére 8. Aplicaciones del teorema de Ampére: campos magnéticos creados por circuitos sencillos: hilo de corriente muy largo, solenoide, toroide y cable macizo 9. Magnetismo en la materia - Imanación de un material. El vector imanación M. Generalización del teorema de Ampére - Susceptibilidad y permeabilidad magnéticas. Clasificación de los materiales magnéticos - Paramagnetismo, diamagnetismo y ferromagnetismo. Curvas de inducción y de histéresis magnéticas

8 Tema 11. Campos magnéticos dependientes del tiempo. Fenómenos de inducción electromagnética 1. Inducción electromagnética: ley de Faraday-Henry y ley de Lenz 2. Aplicaciones de la ley de Faraday-Lenz: generadores y motores de corriente alterna 3. F.e.m. de movimiento: corrientes turbillonarias o de Foucault 4. Autoinducción 5. Energía magnética. Transitorios en un circuito serie RL 6. Circuitos acoplados. Coeficiente de inducción mutua. El transformador OSCILACIONES Y ONDAS Tema 12. Oscilaciones 1. Introducción. Oscilaciones 2. Movimiento armónico simple: oscilador lineal - Ecuación de movimiento de un m.a.s. - Desplazamiento, velocidad y aceleración de un m.a.s. - Movimiento armónico simple y movimiento circular - Energía del m.a.s. 3. Ejemplos de m.a.s. Sistemas oscilantes - Objeto colgado de un muelle vertical - Péndulo simple: método de determinación de g - Péndulo físico 4. Oscilaciones amortiguadas 5. Oscilaciones forzadas. Resonancia 6. Aplicaciones Tema 13. Ondas 1. Movimiento ondulatorio. Definición de onda 2. Clasificación de las ondas 3. Descripción matemática de una onda. Modelo de onda 4. Ecuación de onda general 5. Velocidad de las ondas 6. Ondas periódicas - Ondas armónicas sobre una cuerda. Transferencia de energía mediante ondas - Ondas sonoras armónicas - Ondas electromagnéticas 7. Ondas en tres dimensiones - Intensidad, su nivel y sensación sonora 8. Ondas y barreras - Reflexión y refracción - Difracción 9. Efecto Doppler : ondas de choque 10. Fenómenos ondulatorios - Superposición de ondas - Interferencia de ondas - Ondas estacionarias

9 MECÁNICA DE FLUIDOS Tema 14. Mecánica de fluidos 1. Introducción 2. Presión en un fluido. Variación de la presión con la profundidad. Medidas de presión 3. Flotación y Principio de Arquímedes 4. Dinámica de fluidos - Características de flujo - Líneas de flujo y ecuación de continuidad - Ecuación de Bernouilli - Otras aplicaciones de la Dinámica de Fluidos TERMODINÁMICA Tema 15. Temperatura y Principio cero de la Termodinámica 1. Introducción al estudio de la Termodinámica 2. Principio cero, temperatura y escalas termométricas 3. El gas ideal - Modelo - Ecuación de estado del gas ideal 4. Teoría cinética de los gases Tema 16. Calor y Primer Principio de la Termodinámica. Energía en los procesos térmicos 1. Energía interna y calor 2. Capacidad calorífica y calor específico 3. Cambios de fase y calor latente 4. Trabajo en los procesos termodinámicos 5. Equivalencia entre calor y trabajo. Experiencia de Joule. Primer Principio de la Termodinámica 6. Aplicaciones del Primer Principio: procesos 7. Calores específicos y capacidades caloríficas de los gases 8. Expansión adiabática cuasiestática de un gas ideal 9. Mecanismos de transferencia de energía en los procesos térmicos: conducción, convección y radiación Tema 17. Máquinas térmicas, entropía y Segundo Principio de la Termodinámica. 1. Necesidad de un segundo Principio 2. Máquinas térmicas y el 2º Principio de la Termodinámica: enunciado de Kelvin 3. Refrigeradores y el 2º Principio de la Termodinámica: enunciado de Clausius. 4. La máquina de Carnot. El ciclo de Carnot 5. Bombas de calor 6. Entropía: una medida del desorden 7. La atmósfera como máquina térmica

10 DESARROLLO DE LAS CLASES PRÁCTICAS Laboratorio de Electricidad Práctica nº 1. Introducción a las prácticas del Laboratorio Eléctrico. Práctica nº 2. Ley de Ohm. Medida de Resistividad de Cables. Práctica nº 3. Carga y Descarga de un Condensador. Práctica nº 4. El Osciloscopio. Relajación Exponencial. Centro de Cálculo. Prácticas de Física Simulada mediante ordenador. - Sistema masa-muelle. Movimiento de proyectiles. Poleas - Simulador de movimientos amortiguados - El Osciloscopio. Simulación Aula. Introducción a la Medida y al Cálculo de Errores.