Física de Especialidad. Guía Docente Grado de Ingeniería Mecánica

Transcripción

1 Física de Especialidad Guía Docente Grado de Ingeniería Mecánica

2 ÍNDICE 1.- Datos de identificación Descripción y Objetivos Generales Requisitos previos Competencias Resultados de aprendizaje Actividades formativas y metodología Contenidos Evaluación del aprendizaje Propuesta de actuaciones específicas Bibliografía comentada Normas específicas de la asignatura Consultas y atención al alumnado FLORIDA UNIVERSITÀRIA Este material docente no podrá ser reproducido total o parcialmente, ni transmitirse por procedimientos electrónicos, mecánicos, magnéticos o por sistemas de almacenamiento y recuperación informáticos o cualquier otro medio, ni prestarse, alquilarse o cederse su uso de cualquier otra forma, con o sin ánimo de lucro, sin el permiso previo, por escrito, de FLORIDA CENTRE DE FORMACIÓ, S.C.V. 1

3 1.- Datos de identificación Asignatura Materia/Módulo Carácter/tipo de formación Física de Especialidad Física/Formación Básica Obligatoria ECTS 6 Titulación Curso/Semestre Unidad Profesorado Idioma en el que se imparte Ingeniería Mecánica Primer curso/segundo semestre Ingeniería Nombre: Rut Benavente Mail: rbenavente@florida-uni.es Despacho: D.1.7. Horario de atención: Bajo demanda (*) se recomienda concertar cita tutoría vía . Castellano 2.- Descripción y Objetivos Generales Los principales contenidos de Física de Especialidad son: Geometría de masas. Estática, Cinemática y Dinámica de sólido rígido. Los objetivos generales son los siguientes: - Conocer las magnitudes que determinan las propiedades inerciales de un sólido rígido y sus procedimientos de cálculo. - Conocer los procedimientos de resolución de problemas de estática de un sistema de sólidos rígidos. - Conocer las ecuaciones que describen la evolución cinemática de un sistema de sólidos rígidos. - Conocer las ecuaciones que determinan la evolución dinámica de un sistema de sólidos rígidos. 3.- Requisitos previos La metodología de la asignatura se centra en la resolución de problemas, en cuyo proceso se van definiendo los contenidos teóricos que constituyen el objeto de la asignatura. Por ello, los contenidos previos se van revisando continuamente, por lo que no es a priori 2

4 necesario un dominio completo de tales conceptos. Por otra parte, como se verá, son conocimientos que el alumno ha recibido desde su formación en bachillerato y han sido también tratados en las asignaturas de física y matemáticas de primer curso de la titulación. Contenidos matemáticos previos - Trigonometría plana y su aplicación en la geometría. Medida de ángulos. Definición de las funciones trigonométricas seno, coseno y tangente. Relaciones trigonométricas básicas. Seno y coseno de la suma y diferencia de ángulos. - Derivación de funciones de una y de dos variables. Significado funcional de la derivada. - Cálculo vectorial básico. Expresión de un vector en una base cartesiana. Igualdades vectoriales. Producto escalar de vectores. Módulo de un vector. Vector unitario. Suma y resta de vectores. Producto de un vector por un escalar. Contenidos físicos previos - Cinemática y dinámica del punto material: vectores posición, velocidad y aceleración. Ecuaciones de desplazamiento y velocidad de movimientos con aceleración constante. Componentes intrínsecas del vector aceleración: aceleración tangencial y normal. Leyes de Newton. Fuerza sobre un punto material. Fuerzas inerciales: fuerza centrífuga. Equilibrio de un punto material. Trabajo de traslación de un punto material. Energía cinética y potencial. Potencia. 4.- Competencias COMPETENCIAS MODELO EDUCATIVO FLORIDA G1. Uso de las TICs G2. Comunicación oral G3. Comunicación escrita G4. Comunicación en idioma extranjero G5. Trabajo en Equipo G6. Resolución de conflictos G7. Aprendizaje permanente G8. Compromiso y responsabilidad ética G9. Iniciativa, Innovación y Creatividad G10. Liderazgo 3

5 COMPETENCIAS DEL TÍTULO BÁSICAS Y GENERALES G64 Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial. ESPECÍFICAS E02 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. E63 Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones 5.- Resultados de aprendizaje RESULTADOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS R1 Obtener el centro de masas de un elemento lineal compuesto de líneas elementales de igual densidad de masa. R2 Obtener el centro de masas de un elemento superficial compuesto de superficies elementales de igual densidad de masa. R3 Obtener el centro de masas de un elemento de volumen compuesto de volúmenes elementales de igual densidad de masa. R4 Obtener el centro de masas de un cuerpo lineal, superficial o con volumen conformado a partir de cuerpos con diferente densidad de masa. R5 Calcular el área generada por la revolución alrededor de un eje de una línea homogénea R6 Calcular el volumen generado por la revolución alrededor de un eje de una superficie homogénea. R7 Obtener el momento de inercia de una superficie plana homogénea compuesta por superficies elementales respecto a un eje coplanario con la superficie. R8 Obtener el producto de inercia de una superficie plana homogénea compuesta por superficies elementales respecto a un par de ejes ortogonales y coplanarios con la superficie, 4

6 R9 Obtener el momento de inercia de un cuerpo homogéneo respecto a un eje a partir del momento de inercia respecto a un eje paralelo que pase por su centro de masas. R10 Obtener el momento de inercia de un cuerpo heterogéneo respecto a un eje arbitrario. R11 Obtener los momentos y direcciones principales de inercia de un cuerpo en un punto dado y saber representar el elipsoide de inercia en ese punto R12 Saber representar el diagrama de sólido libre de un cuerpo plano sometido a fuerzas y momentos coplanarios y ligado al plano por apoyos simples, articulaciones o empotramientos R13 Saber plantear y resolver las ecuaciones de estática para un cuerpo plano R14 Saber plantear y resolver las ecuaciones de estática para un sistema de sólidos rígidos planos. R15 Saber plantear y resolver las ecuaciones de estática para un cuerpo en tres dimensiones. R16 Saber representar los diagramas de sólido libre para un sistema de sólidos planos sometidos a rozamiento entre sí y con el entorno R17 Conocer y saber aplicar las ecuaciones cinemáticas del movimiento general de un sólido rígido. R18 Conocer y saber aplicar las ecuaciones cinemáticas del movimiento general relativo de un sistema de sólidos rígidos. R19 Conocer y saber aplicar las ecuaciones cinemáticas del movimiento general relativo de un sólido rígido y de un sistema de sólidos rígidos. R20 Saber aplicar las ecuaciones cinemáticas generales al caso del movimiento plano de un sistema de sólidos rígidos. R21 Saber resolver problemas de cinemática plana mediante el uso del concepto de Centro Instantáneo de Rotación. R22 Conocer y saber aplicar las ecuaciones de la dinámica de un sólido rígido en el plano. R23 Conocer y saber aplicar las ecuaciones de la dinámica de un sistema de sólidos rígidos en el plano. R24 Conocer y saber aplicar las ecuaciones del movimiento armónico simple., 64G, 64G, 64G, 64G, 64G, 64G, 64G, 64G 5

7 R25 Saber resolver problemas de oscilaciones., 64G 6.- Actividades formativas y metodología El volumen de trabajo del alumnado en la asignatura es equivalente a 25 horas por cada uno de los créditos. Corresponden por lo tanto a un total de 150 horas atendiendo al valor de 6 créditos estipulado para la asignatura. Esta carga de trabajo se concreta entre: Actividades formativas presenciales (clases teóricas y prácticas, seminarios, proyectos integrados, tutoría,..). 60 horas Actividades formativas de trabajo autónomo( estudio y preparación de clases, elabora-ción de ejercicios, proyectos, preparación de lecturas, preparación de exámenes..): 90 horas. De acuerdo con lo formulado, el trabajo queda distribuido entre las siguientes actividades y porcentajes de aplicación: ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO PRESENCIAL Modalidad Organizativa Metodología Porcentaje CLASE TEÓRICA/PRÁCTICA Exposición de contenidos por parte del profesorado, 65 % TRABAJO EQUIPO PROYECTO INTEGRADO TUTORÍA EN Realización de un proyecto para resolver un problema o abordar una tarea mediante la planificación, diseño y realización de una serie de actividades. Atención personalizada y en pequeño grupo. Instrucción realizada con el objetivo de revisar, reconducir materiales de clase, aprendizaje y realización de trabajos, etc. 25 % 5 % PRUEBAS DE NIVEL Resolución de ejercicios y problemas de forma autónoma TOTAL (40% del total) 100% 5 % ACTIVIDADES FORMATIVAS DE TRABAJO AUTÓNOMO Modalidad Metodología Porcentaje 6

8 Organizativa TRABAJO GRUPO EN Preparación individual y en grupo de ensayos, resolución de problemas, proyectos, etc. Para entregar y exponer en las clases prácticas. 35 % TRABAJO INDIVIDUAL Estudio del alumno/a. 65 % TOTAL (60% del total) 100% 7.- Contenidos Relación de contenidos UNIDAD DIDACTICA 1.- Introducción a la asignatura Física de Especialidad - Presentación de la asignatura. - Evaluación de contenidos previos UNIDAD DIDACTICA 2.- Estática de sistemas sólidos - Equilibrio de una partícula. - Fuerzas en el espacio. - Componentes de una fuerza. - Acción de fuerzas concurrentes. - Caída libre. UNIDAD DIDACTICA 3.- Sólido rígido - Fuerzas internas y externas. - Momento de una fuerza. - Teorema de Varignon. - Componentes del momento de un fuerza. - Momento de un par. UNIDAD DIDACTICA 4.- Centros y centroides - Centros de masas. - Centros de gravedad de un cuerpo bidimensional. - Centroides de áreas y líneas. - Primeros momentos de áreas y líneas. - Centroides de áreas compuestas. - Teorema de Pappus-Guldinus. - Centros de gravedad de un cuerpo tridimensional. 7

9 UNIDAD DIDACTICA 5.- Cinemática del sólido rígido. - Magnitudes cinemáticas de un sólido rígido. - Velocidad y aceleración lineales en un punto del sólido. - Velocidad y aceleración angulares de rotación alrededor de un eje. - Ecuaciones generales de velocidad y aceleración. UNIDAD DIDACTICA 6.- Dinámica del sólido rígido. - Cantidad de movimiento lineal y angular de un sistema de partículas. - Conservación de la cantidad de movimiento de un sistema de partículas. - Rotación en torno a un eje fijo. - Ecuaciones de Newton-Euler de movimiento general de un sólido rígido. UNIDAD DIDACTICA 7.- Momentos de inercia. - Determinación del momento de inercia por integración. - Momento polar de inercia. - Radio de giro de un área. - Teorema de Steiner. - Momentos de inercia de áreas compuestas. - Producto de inercia. - Momentos de inercia de masas. - Momentos de inercia de volúmenes. UNIDAD DIDACTICA 8.- Oscilaciones y Ondas mecánicas. - Movimiento armónico simple. - Energía del movimiento armónico simple - Oscilaciones amortiguadas. - Oscilaciones forzadas. Resonancia Planificación temporal Nº DE ACTIVIDADES RESULTADOS DE APRENDIZAJE TEMAS SESIONES FORMATIVAS (horas) Clases teórico prácticas Tema 1 6 Clases teórico prácticas R12-R15 Tema 2 7 8

10 Clases teórico prácticas R16-R18 Tema 3 7 Clases teórico prácticas Proyecto integrado Clases teórico prácticas Proyecto integrado R1-R6 Tema 4 8 R17-R21 Tema 5 10 Clases teórico prácticas R22-R23 Tema 6 8 Clases teórico prácticas Proyecto integrado R7-R11 Tema 7 10 Clases teórico prácticas R24-R25 Tema Evaluación del aprendizaje Sistema de evaluación SISTEMAS DE EVALUACIÓN Y CUALIFICACIÓN Instrumentos de evaluación Resultados de aprendizaje evaluados Porcentaje I1 Pruebas escritas (pruebas objetivas, de desarrollo, de respuestas cortas, mapas conceptuales, etc.) R1-R25 75% I2 Proyecto Integrado R1-R25 25% Sistema de Calificación La evaluación del aprendizaje en esta convocatoria se realizará teniendo las pruebas de nivelación y el trabajo realizado para el proyecto integrado. Las pruebas de nivelación supondrán un 75 % de la notas, y han de ser superadas con una nota superior a 4 sobre 10. El proyecto integrado tendrá un valor del 25 %, en la nota de la asignatura. Si no se superan los requisitos de la asignatura, el alumno podrá presentarse al examen final de la asignatura. 9

11 2ª Convocatoria En la segunda convocatoria el estudiante podrá elegir entre guardar la nota del proyecto integrado asociada a cada semestre o realizar una única prueba escrita con un valor del 100%. En esta convocatoria habrá un único examen en el que se incluirán todos los temas de la asignatura. Si se opta por guardar la nota del proyecto integrado de cada semestre el/la estudiante deberá realizar una prueba escrita, cuya nota será el 75% del examen y el 25% será la nota del proyecto integrado del semestre correspondiente. Para superar esta convocatoria el/la estudiante deberá superar el 5.0. Si el/la estudiante opta por realizar la evaluación única deberá realizar un único examen de todo el curso donde la nota del examen deberá ser superior a 5.0 para superar la asignatura, donde se realizaran preguntas de todos los temas incluyendo los temas trabajados en el proyecto integrado. 9.- Propuesta de actuaciones específicas Los estudiantes que no puedan asistir a clase de forma regular deberán ponerse en contacto con el profesor responsable antes de que finalice la tercera semana de inicio de clase para definir su evaluación, la cual se adaptará a la particularidad de cada estudiante, definiendo por escrito el acuerdo al que hayan llegado profesor y alumno/a. 10. Bibliografía comentada Bibliografía básica - INGENIERÍA MECÁNICA ESTÁTICA INGENIERÍA MECÁNICA DINÁMICA W.F. Riley L.D. Sturges Editorial Reverté - MECÁNICA PARA INGENIEROS ESTÁTICA MECÁNICA PARA INGENIEROS DINÁMICA 10

12 J.L. Meriam L.G. Kraige Editorial Reverté - MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS ESTÁTICA MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS DINÁMICA R.C. Hibbeler Editorial Pearson. 11. Normas específicas de la asignatura Se especificarán durante las clases. 12. Consultas y atención al alumnado Las citas se concertarán previamente, por correo electrónico; para estudiar la posibilidad de concertar cita otros días y a otras horas, se debe consultar disponibilidad horaria, vía . 11