Guía docente de Física I (2201113)
Grado
Rama
Módulo
Materia
Curso
Semestre
Créditos
Tipo
Profesorado
Teórico
- Guillermo Ramón Iglesias Salto. Grupo: A
- Rosario Plaza Aguilera. Grupo: B
- Paola Sánchez Moreno. Grupo: A
Práctico
- Rosario Plaza Aguilera Grupos: 4, 5 y 6
- Paola Sánchez Moreno Grupos: 1, 2 y 3
Tutorías
Guillermo Ramón Iglesias Salto
Ver email- Primer semestre
- Martes de 11:30 a 14:30 (Dpcho.9 Dpto. Física Aplicada)
- Jueves de 11:30 a 14:30 (Dpcho.9 Dpto. Física Aplicada)
- Segundo semestre
- Martes de 11:30 a 14:30 (Dpcho.9 Dpto. Física Aplicada)
- Jueves de 11:30 a 14:30 (Dpcho.9 Dpto. Física Aplicada)
Rosario Plaza Aguilera
Ver email- Primer semestre
- Lunes de 13:00 a 15:00 (Dpcho.17 Dpto. Física Aplicada)
- Miércoles de 13:00 a 15:00 (Dpcho.17 Dpto. Física Aplicada)
- Viernes de 13:00 a 15:00 (Dpcho.17 Dpto. Física Aplicada)
- Segundo semestre
- Martes de 12:00 a 15:00 (Dpcho.17 Dpto. Física Aplicada)
- Miércoles de 12:00 a 15:00 (Dpcho.17 Dpto. Física Aplicada)
Paola Sánchez Moreno
Ver email- Primer semestre
- Lunes de 15:00 a 18:00 (Dpcho.28 Dpto. Física Aplicada)
- Segundo semestre
- Lunes de 11:00 a 14:00 (Dpcho.28 Dpto. Física Aplicada)
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Haber cursado: Física (2º de Bachillerato) y Matemáticas (2º de Bachillerato).
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)
- Magnitudes, unidades y álgebra vectorial.
- Mecánica de una partícula.
- Dinámica de sistemas de partículas y del sólido rígido.
- Movimiento oscilatorio.
- Temperatura y calor. Propiedades térmicas de la materia.
- Principios de la Termodinámica.
Competencias
General competences
- CG01. Poseer y comprender los conocimientos fundamentales 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.
- CG02. Saber aplicar los conocimientos de Ingeniería Química al mundo profesional, incluyendo la capacidad de resolución de cuestiones y problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico.
- CG03. Adquirir la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del área de la Ingeniería Química, así como de extraer conclusiones y reflexionar críticamente sobre las mismas.
- CG04. Saber transmitir de forma oral y escrita información, ideas, problemas y soluciones relacionados con la Ingeniería Química, a un público tanto especializado como no especializado.
- CG08. Trabajo en equipo
- CG09. Compromiso ético
- CG10. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica
Competencias Específicas
- 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.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
Física I:
Al finalizar esta asignatura el alumno deberá:
- Calcular las dimensiones de las magnitudes físicas y comprobar la homogeneidad dimensional de cualquier ecuación utilizada en ciencias experimentales.
- Utilizar correctamente los sistemas de unidades, especialmente el S. I.
- Aplicar el álgebra vectorial a la dinámica de traslación y rotación de los cuerpos.
- Identificar y calcular las fuerzas y momentos que causan los movimientos de sólidos y de sistemas oscilantes y relacionarlos con las magnitudes cinemáticas correspondientes.
- Aplicar las leyes fundamentales de la termodinámica a procesos de conversión de la energía con especial énfasis en máquinas térmicas, frigoríficas y bombas de calor.
- Evaluar la cantidad de energía no utilizable en distintos tipos de máquinas térmicas.
- Interpretar desde el punto de vista atómico -molecular las magnitudes y propiedades térmicas de la materia.
- Obtener y analizar resultados experimentales a partir de ensayos de laboratorio. Presentar informes sobre los mismos con expresión correcta de los errores experimentales.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
Tema 1. Introducción. Las magnitudes físicas y su medida
- La Física como ciencia.
- Las magnitudes físicas.
- 2.1. Magnitudes físicas.
- 2.2. Naturaleza de las leyes fundamentales de la física. Constantes particulares y universales.
- 2.3. Sistemas de unidades.
- 2.4. Dimensiones de las magnitudes físicas. Fórmulas dimensionales.
- 2.5. Homogeneidad de las ecuaciones físicas.
- Magnitudes escalares y vectoriales. Álgebra vectorial. Vectores deslizantes.
Tema 2. Mecánica de la partícula
- Cinemática de la partícula.
- 1.1. Nociones básicas.
- 1.2. Movimiento en una, dos o tres dimensiones.
- 1.3. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
- 1.4. Movimiento circular.
- Dinámica de la partícula. Leyes de Newton.
- Teoremas de conservación.
- 3.1. Teorema de conservación del momento lineal.
- 3.2. Teorema de conservación de la energía mecánica.
- 3.2.1. Trabajo. Potencia.
- 3.2.2. Energía cinética.
- 3.2.3. Fuerzas conservativas. Energía potencial.
- 3.2.4. Conservación de la energía mecánica.
- 3.3. Teorema de conservación del momento angular.
- 3.3.1. Momento de una fuerza.
- 3.3.2. Momento angular. Teorema de conservación.
- Aplicaciones.
- 4.1. Fuerzas de rozamiento.
- 4.2. Fuerzas de tensión en cuerdas.
Tema 3. Dinámica de sistemas de partículas y del sólido rígido
- Introducción: sistemas de partículas y sólido rígido.
- La segunda ley de Newton para un sistema de partículas.
- 2.1. Ecuación del movimiento. Centro de masas.
- 2.2. Teorema de conservación del momento lineal total del sistema.
- Colisiones.
- 3.1. Choque elástico.
- 3.2. Choque inelástico.
- 3.3. Choque parcialmente inelástico.
- Dinámica de la rotación de un sistema de partículas.
- 4.1. Ecuación del movimiento.
- 4.2. Teorema de conservación del momento angular.
- Dinámica del sólido rígido.
- 5.1. Traslación y rotación del sólido rígido.
- 5.2. Rotación en torno un eje principal de inercia fijo. Momento de inercia.
- 5.3. Rotación en torno a un eje principal de inercia móvil: movimiento de rodadura.
- 5.4. Cálculo de momentos de inercia. Teorema de Steiner. Teorema de los ejes perpendiculares.
- 5.5. Teorema de conservación del momento angular.
- 5.6. Energía cinética de rotación. Teorema de conservación de la energía mecánica.
Tema 4. Estática y elasticidad
- Introducción.
- Estados de equilibrio y tipos de fuerzas.
- Equilibrio del punto material.
- 3.1. Equilibrio del punto material libre.
- 3.2. Equilibrio de un punto con ligaduras. Principio de aislamiento.
- Equilibrio de un sólido rígido.
- 4.1. Equilibrio de un sólido con ligaduras.
- 4.2. Equilibrio de un sistema de sólidos.
- Centro de gravedad.
- Elasticidad.
- 6.1. Esfuerzos mecánicos. Comportamiento elástico.
- 6.2. Tracción-compresión longitudinal. Módulo de Young.
- 6.3. Flexión.
- 6.4. Contracción lateral. Coeficiente de Poisson.
- 6.5. Compresión volumétrica. Módulo de compresibilidad.
- 6.6. Cizalla. Módulo de rigidez.
- Elasticidad y plasticidad.
Tema 5. Oscilaciones
- Introducción.
- Oscilaciones armónicas.
- 2.1. Ecuación del movimiento.
- 2.2. Energía cinética y potencial.
- 2.3. Aplicaciones: péndulo simple, péndulo físico.
- Oscilaciones amortiguadas.
- 3.1. Ecuación del movimiento.
- 3.2. Amortiguamiento débil.
- 3.3. Disipación de energía.
- 3.4. Amortiguamiento crítico.
- 3.5. Sobreamortiguamiento.
- Oscilaciones forzadas y amortiguadas.
- 4.1. Ecuación del movimiento.
- 4.2. Absorción de potencia. Resonancia.
Tema 6. Temperatura y calor
- Introducción. Conceptos fundamentales.
- Temperatura y equilibrio térmico: principio cero de la termodinámica.
- Termómetros y escalas de temperatura.
- Termómetros de gas y escala Kelvin.
- Expansión térmica.
- Cantidad de calor. Calor específico. Capacidad calorífica.
- Calorimetría y cambios de fase.
- Mecanismos de transferencia de calor.
Tema 7. Primer principio de la termodinámica
- Sistemas termodinámicos.
- Trabajo en termodinámica.
- Trabajo en los cambios de volumen.
- Energía interna y primer principio de la termodinámica.
- Tipos de procesos termodinámicos.
- Energía interna del gas ideal.
- Capacidad calorífica del gas ideal.
- Procesos adiabáticos de un gas ideal.
Tema 8. El segundo principio de la termodinámica. Entropía
- Entropía y segundo principio de la Termodinámica.
- Conversión de calor en trabajo y viceversa. Máquinas térmicas. Rendimiento térmico y coeficientes de operación.
- 2.1. Máquina térmica.
- 2.2. Máquina frigorífica.
- 2.3. Bomba de calor.
Práctico
Prácticas de Laboratorio:
- Teoría de errores experimentales
- Práctica 1. Estudio del péndulo: medida de g.
- Práctica 2. Leyes de Newton.
- Práctica 3. Caída libre de los cuerpos.
- Práctica 4. Momento de inercia de un volante.
- Práctica 5. Constante elástica de un muelle.
- Práctica 6. Péndulo de Kater.
- Práctica 7. Péndulo de torsión.
- Práctica 8. Calibrado de un termómetro. Puntos fijos.
- Práctica 9. Termómetro de gas a presión constante.
- Práctica 10. Equivalente en agua de un calorímetro.
- Práctica 11. Calor de fusión del hielo y calor específico de sólidos.
- Práctica 12. Ley de Boyle.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- De Juana JM. Física General 1. Pearson Prentice Hall. Madrid. 2003.
- Delgado AV. Conceptos Clave en Mecánica. Anaya. Madrid. 2005.
- Sears FW, Zemansky MW, Young HD, Freedman RA. Física Universitaria. 11ª edición. Addison Wesley. México. 2004.
- Tipler PA, Mosca G. Física para la Ciencia y la Tecnología. Reverté. Barcelona. 2005.
- Young HD, Freedman RA, Sears FW, Zemansky MW. Física Universitaria, 12ª edición, Addison Wesley, México, 2009.
Bibliografía complementaria
- Aguilar J. Curso de Termodinámica. Pearson. Madrid. 2002.
- Aguilar J, Casanova J. Problemas de Física. Saber. Valencia. 1966.
- Beer FP, Johnston Jr ER. Mecánica vectorial para ingenieros. McGraw Hill. Madrid. 1992.
- Boeker E, van Grondelle R. Environmental Physics. Wiley. Chichester, Reino Unido. 1995.
- Bueche FJ. Física General. McGraw Hill. Serie Schaum. Madrid. 1982.
- Carrington G. Basic Thermodynamics. Oxford University Press. Oxford. 1996.
- Criado-Sancho M, Casas-Vázquez J. Termodinámica Química y de los Procesos Irreversibles. Addison-Wesley Iberoamericana. Madrid 1997.
- González FA. La Física en problemas. Ed. Tébar. Albacete. 2000.
- Ortega MR. Lecciones de Física. Mecánica. Vols. 1-2-3. Edición del autor. Córdoba. 1992.
- Pardo G, González-Caballero F, Bruque JM. Mecánica. Paraninfo. Madrid. 1975.
- Penny RK. The Experimental Method. Longman. Londres. 1974.
- Shames IH. Mecánica para Ingenieros. Estática. Prentice Hall. Madrid. 1998.
- Taylor JR. An introduction to Error Analysis University. 2ª edición. Science Books. Sausalito, California.1997.
- Tejerina F. Termodinámica. Paraninfo. Madrid. 1983.
- Van der Merwe CW. Física General. McGraw Hill. Serie Schaum. México. 1969.
Enlaces recomendados
Física con ordenador. Curso interactivo de Física en Internet. http://www.sc.ehu.es/sbwb/fisica/default.htm
Metodología docente
- MD01. Lección magistral/expositiva
- MD02. Resolución de problemas y estudio de casos prácticos o visitas a industrias
- MD03. Prácticas de laboratorio o de campo
- MD05. Realización de trabajos o informes de prácticas
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)
Evaluación Ordinaria
El método de evaluación de la convocatoria ordinaria puede ser:
- Modalidad continua o modalidad única.
La modalidad de evaluación continua constará de:
- Examen escrito teórico-práctico de toda la asignatura. Ponderación 60 %. Competencias: CB1; CB2; CB3;CG01; CG02; CG03; CG04; CG09; CG10; CE02
- Prácticas de laboratorio. Informes de resultados. Ponderación 20 %. Será necesario obtener un mínimo de 4 puntos para optar a aprobar la asignatura. Competencias: CG01, CG04, CG08; CB03, CB04, CG10, CE02
- Ejercicios. Participación en actividades de clase. Examen Parcial. Ponderación 20 %. Competencias: CG01, CG04, CG08; CB03, CB04, CG10, CE02
Evaluación Extraordinaria
El método de evaluación de la convocatoria extraordinaria consistirá en:
- Un examen final con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso.
Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado.
Evaluación única final
La prueba de evaluación única final consistirá en:
- Un examen final con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso.