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Física I (2007)

La asignatura que, en planes de estudios anteriores al actual, se llamaba Física General (o cualquier otro calificativo adecuado) se ha convertido, en el Plan de Estudios vigente, en dos asignaturas: Física I y Física II. No resulta sencillo hablar por separado de la una o de la otra, ya que están íntimamente relacionadas, formando parte de un mismo cuerpo de doctrina. Así pues, cuando hablamos —más bien escribimos— en general, diremos Física y para cuestiones más específicas señalaremos de qué parte se trata. La Física, en todas las carreras de ingeniería y en casi todas las de ciencias, es una asignatura básica y fundamental, en la más amplia acepción de ambas palabras. Es básica, porque debe preparar al estudiante, dotándole de conocimientos y destrezas suficientes para abordar con éxito, sin lagunas de conocimiento ni carencias operacionales o modelizadoras, la mayor parte de las otras asignaturas que forman el conjunto de estudios de la carrera. La Física es una ciencia experimental, se puede decir que es el paradigma del método científico: observación, modelos, leyes, comprobación. Su estudio, por tanto, siempre debe ir acompañado de realizaciones prácticas que permitan comprobar las leyes y fijar los conocimientos. No obstante, como el vigente Plan de Estudios incluye una asignatura denominada “Técnicas experimentales”, sobre ella cargaremos la parte experimental, el tratamiento de datos y la presentación de resultados, dejando para las asignaturas de Física el estudio comprensivo de la teoría y su aplicación metodológica y razonada en problemas, al nivel que corresponde a un primer curso universitario.

Henry Cavendish en su laboratorio

CECILIO SÁNCHEZ
FRANCISCO SIERRA 
JOSÉ CARLOS JIMÉNEZ
JOSÉ MARÍA GARCÍA 
MARÍA TERESA VIÑAS 
MARTA SÁNCHEZ-CABEZUDO
ROSA Mª MASEGOSA 
SANTIAGO RAMÍREZ 


Departamento de Física y Química aplicadas a la Técnica Aeronáutica

 

Henry Cavendish en su laboratorio

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Nivel: Diplomatura.
Última revisión: Marzo 2007


Créditos: 7,5 (LRU) / 5,8 (ECTS)

Horas de clase de teoría y problemas: 75.
Tiempo total previsto de aprendizaje: 70.

 

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Por tratarse de una asignatura de primer curso de Universidad, no tiene asignados prerrequisitos académicos específicos.

No obstante, para preparar la asignatura de manera asequible, son necesarios los conocimientos de matemáticas de los cursos de Bachillerato, sólidamente adquiridos y consolidados.

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

La asignatura que, en planes de estudios anteriores al actual, se llamaba Física General (o cualquier otro calificativo adecuado) se ha convertido, en el Plan de Estudios vigente, en dos asignaturas: Física I y Física II. No resulta sencillo hablar por separado de la una o de la otra, ya que están íntimamente relacionadas, formando parte de un mismo cuerpo de doctrina. Así pues, cuando hablamos —más bien escribimos— en general, diremos Física y para cuestiones más específicas señalaremos de qué parte se trata.

La Física, en todas las carreras de ingeniería y en casi todas las de ciencias, es una asignatura básica y fundamental, en la más amplia acepción de ambas palabras.

Es básica, porque debe preparar al estudiante, dotándole de conocimientos y destrezas suficientes para abordar con éxito, sin lagunas de conocimiento ni carencias operacionales o modelizadoras, la mayor parte de las otras asignaturas que forman el conjunto de estudios de la carrera.

 

La Física es una ciencia experimental, se puede decir que es el paradigma del método científico: observación, modelos, leyes, comprobación. Su estudio, por tanto, siempre debe ir acompañado de realizaciones prácticas que permitan comprobar las leyes y fijar los conocimientos.

No obstante, como el vigente Plan de Estudios incluye una asignatura denominada “Técnicas experimentales”, sobre ella cargaremos la parte experimental, el tratamiento de datos y la presentación de resultados, dejando para las asignaturas de Física el estudio comprensivo de la teoría y su aplicación metodológica y razonada en problemas, al nivel que corresponde a un primer curso universitario.

 

 

PRESENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Se intenta conseguir que el estudiante tenga una visión extensa de la Física y sus diversos campos, que conozca los límites de los conocimientos que adquiere y, dentro de éstos, aprenda la terminología habitual y sepa utilizarla correctamente.

Se pretende que el alumno aprenda las distintas leyes, principios y teoremas que se le presenten, sepa las limitaciones que tienen, conozca su formulación matemática y las condiciones de aplicabilidad a nivel de un primer curso universitario.

Deberá aprender a analizar los problemas que se le planteen, elegir el modelo adecuado, razonar los teoremas aplicables, formular las ecuaciones que lo rigen y resolver si la dificultad matemática corresponde al citado nivel universitario.

 

Finalmente, los conocimientos que adquiera deberán ser suficientes como para tener una base sólida que le permita seguir otras asignaturas de la carrera que tienen apoyo en conocimientos de Física.

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

 

  1. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

    Después de estudiar cada uno de los capítulos que se nombran a continuación y de realizar los ejercicios y problemas correspondientes, el alumno deberá:

    1. MAGNITUDES Y UNIDADES
      • Distinguir entre magnitud y unidad.
      • Distinguir claramente entre magnitudes vectoriales y escalares, en concepto y notación.
      • Saber que es imprescindible añadir las unidades a la medida de las magnitudes o resultados.
      • Conocer el S.I. de unidades.
      • Dominar las unidades principales (longitud, masa, tiempo, fuerza, intensidad de corriente y sus derivadas) en los tres sistemas de unidades explicados y el paso de un sistema a otro.
      • Saber plantear y analizar una ecuación de dimensión de una fórmula física.
    2. MAGNITUDES VECTORIALES

       

      • Tener un dominio conceptual y operativo de las operaciones con vectores que se han explicado, para su aplicación en el resto del curso.
      • Saber calcular momentos de vectores.
      • Distinguir si las operaciones son externas o internas.
      • Saber derivar e integrar una función vectorial cuyas componentes dependen del tiempo.

       

    3. CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA

      • Conocer y utilizar adecuadamente los conceptos y la formulación vectorial y escalar de las magnitudes cinemáticas.
      • Plantear y resolver problemas de cinemática, directos e inversos, de movimientos simples y sus combinaciones, que no contengan dificultades matemáticas ( integrales complicadas, sistemas de ecuaciones diferenciales, etc.)
      • Conocer la terminología y formulación del movimiento relativo y saber aplicarlo en problemas de uno o dos sistemas móviles.
      • Dominar la teoría y aplicaciones del movimiento armónico simple.

       

    4. DINÁMICA DE LA PARTÍCULA MATERIAL

      • Saber el enunciado, formulación e interpretación de los principios fundamentales de la mecánica y de los teoremas que de ellos se deriva, incluida su demostración.
      • Resolver el movimiento de partículas, dadas unas condiciones iniciales, conociendo o deduciendo las fuerzas que actúan sobre ellas, aplicando teoremas fundamentales o de conservación, en problemas que no impliquen grandes dificultades matemáticas.
      • Dominar la representación del conjunto de fuerzas que actúan sobre una partícula en situaciones típicas: rozamiento, apoyos, muelles, gravitación, etc.

       

    5. SÓLIDO RÍGIDO

      • Conocer los conceptos de centro de masas y momento de inercia de un sólido rígido.
      • Dominar el cálculo de centroides, centros de masas y momentos de inercia (que no impliquen aplicaciones matemáticas desconocidas por el alumno).
      • Dominar la realización del diagrama de sólido libre.
      • Saber aplicar los diversos teoremas en la resolución de problemas de movimiento plano.
      • Conocer los tipos de ligaduras a que puede estar sometido un sólido y la idealización correspondiente.
      • Conocer y aplicar las ecuaciones de equilibrio para la resolución de problemas isostáticos de sólidos y conjuntos de sólidos.

       

    6. ESTADOS DE LA MATERIA

      • Conocer claramente los conceptos expuestos en el tema y, en su caso, la formulación correspondiente.
      • Aplicación en problemas sencillos.

       

    7. MOVIMIENTO ONDULATORIO

      • Conocer claramente los conceptos expuestos en el tema y, en su caso, la formulación correspondiente.
      • Aplicación en problemas sencillos.
  2. COMPETENCIAS TRANSVERSALES

     

    En colaboración con profesores de otras asignaturas, se pretende que el estudiante aprenda y sea capaz de administrar su tiempo de estudio y trabajo, optimizando la metodología de aprendizaje que aplica.

    Una vez que sabe, por ejemplo, un teorema con su formulación y demostración, se pretende lograr que sea capaz de expresarlo, oralmente o por escrito, de forma limpia, clara y ordenada.

    Durante los debates que se produzcan en las presentaciones magistrales, deberá ir adquiriendo destrezas de análisis, síntesis y expresión oral.

    Algunas sesiones de resolución de problemas se plantearán de forma que se pueda estimular la colaboración y el trabajo en grupo.

 

METODOLOGÍA DOCENTE

 

TEMARIO TEÓRICO
Se desarrolla en sesiones de 1hora en las que el profesor hace uso básicamente de la lección magistral, durante 40 minutos aproximadamente, dejando el tiempo restante para aplicaciones inmediatas de la teoría expuesta. El estudiante deberá asistir habiendo leído previamente en la bibliografía el tema que se va a tratar para obtener el máximo beneficio de la explicación del profesor. Esto no significa que el alumno tenga que estudiar por su cuenta, sino que debe prepararse para escuchar la clase con aprovechamiento.

 

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Las sesiones de dos horas para resolución de problemas se harán, siempre que sea posible, en dos subgrupos, atendido cada uno por un profesor, que se encargará de asistir al estudiante en las dudas que se le presenten al abordar los problemas que debe resolver y entregar.

 

Alguna sesión puede ser de simulación de examen.

 

 

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