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Física Aplicada a la Ingeniería

La asignatura Física Aplicada a la Ingeniería aborda el conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales, Mecánica de Fluidos, Mecánica de Hilos y Cables y Vibraciones Mecánicas, así como su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. El seguimiento presencial de la asignatura facilita el aprendizaje.

Física Aplicada a la Ingeniería

Mª Victoria Carbonell Padrino
Elvira Martínez Ramírez
Mercedes Flórez García

 

Departamento de Física y Mecánica de la Ingeniería Agroforestal.
E.T.S.I. Agrónomos

Ciudad Universitaria s/n 28040 Madrid
Universidad Politécnica de Madrid

Optativa/ Libre elección

Puente 25 de Abril. Fotógrafo: [http://www.geocities.com/opgago/ Osvaldo Gago]
Extraído de http://en.wikipedia.org/wiki/File:25th_April_Bridge_and_boat.JPG

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Número de créditos: 6

 

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Se recomienda haber cursado la asignatura Física de primer curso y poseer conocimientos básicos de Física y Matemáticas.

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

La asignatura Física Aplicada a la Ingeniería aborda el conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales, Mecánica de Fluidos, Mecánica de Hilos y Cables y Vibraciones Mecánicas, así como su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. El seguimiento presencial de la asignatura facilita el aprendizaje.

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

 Objetivos generales y transversales:

  • Profundizar en los conceptos fundamentales de física.
  • Adquirir los conocimientos básicos y necesarios para abordar asignaturas que el alumno cursará posteriormente en el ámbito de la ingeniería agroforestal.
  • Romper la barrera entre la teoría que se estudia y la realidad experimental a la que puede aplicarse.
  • Ejercitar las técnicas de resolución de problemas y casos prácticos de aplicación directa de los temas desarrollados en las clases teóricas.
  • Usar correctamente los métodos matemáticos como herramienta imprescindible.

 

Objetivos específicos:

Tema 1. Teoría de campos y operadores diferenciales

  • Diferenciar los conceptos de campo escalar y campo vectorial, y conocer sus propiedades.
  • Conocer los operadores diferenciales, y su aplicación.
  • Aprender el cálculo de flujo y circulación de un campo vectorial, y aplicación de los teoremas correspondientes.
  • Distinguir los conceptos de potencial escalar y potencial vector, y conocer las técnica para su cálculo.

Tema 2. Mecánica de fluidos

  • Distinguir fluidos reales e ideales, y su comportamiento.
  • Aprender las ecuaciones fundamentales de la estática y la dinámica de fluidos (Euler y Helmholtz).
  • Saber establecer las ecuaciones del movimiento de un fluido en una conducción (Teorema de Benoulli, ecuación de continuidad, Torricelli).
  • Determinar: presión, velocidad y cota en cualquier punto de un fluido.
  • Representar Líneas de altura total y línea de altura piezométrica.
  • Conocer los tipos de movimiento de un fluido en relación a su variación espacial y temporal (permanente, variable, uniforme).
  • Conocer la fuerza que ejerce el fluido sobre un área plana y saber calcular su centro de empuje. Aplicación: diques y compuertas.

Tema 3. Mecánica de hilos

  • Conocer los conceptos de hilo y tensión
  • Saber establecer las condiciones de equilibrio de un hilo.
  • Saber aplicar las condiciones de equilibrio de un hilo al caso particular de fuerzas paralelas: catenaria y puente colgante.
  • Resolver problemas de equilibrio de hilos. Aplicación a los tendidos eléctricos.
  • Estudiar el equilibrio de un hilo sobre superficies lisas y superficies rugosas: aplicación a cabrestantes.

Tema 4. Vibraciones mecánicas

  • Distinguir los movimientos armónico y no armónico.
  • Identificar las fuerzas que actúan sobre un sistema vibrante.
  • Clasificar las vibraciones en función de la presencia o ausencia de amortiguamiento y de estímulos externos.
  • Saber deducir la ecuación diferencial que rige el movimiento en cada tipo de vibración.
  • Analizar los distintos movimientos vibratorios desde el punto de vista energético.
  • Conocer los efectos resonantes y su trascendencia y aplicación en el ámbito de la ingeniería.
  • Saber diseñar amortiguadores para evitar la transmisión de vibraciones.

 

COMPETENCIAS

Generales y transversales:

Que los estudiantes tengan la capacidad de:

  • Análisis y síntesis, razonamiento crítico y resolución de problemas.
  • Transmitir con claridad y rigor información, ideas, problemas y soluciones de forma oral y escrita
  • Reunir e interpretar datos relevantes y emitir juicios/li>
  • Trabajo en equipo
  • Desarrollo de habilidades de aprendizaje para emprender estudios posteriores.
  • Conocimiento, gestión y uso de las tecnologías de la información y la comunicación.
  • Aplicar los conocimientos adquiridos a la práctica de la ingeniería agraria.

 

Específicas:

  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Mecánica de Fluidos y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Mecánica de Hilos y Cables y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Vibraciones Mecánicas y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

 

MATERIAL DOCENTE

La asignatura se imparte mediante clases presénciales, complementadas con presentaciones power point. Se realizan ejercicios prácticos y resolución de problemas.

El alumno dispone de las plataformas aulaweb y moodle con material docente y cuestionarios que permiten la autoevaluación

El Universo Mecánico. (1992). California Institute of Technology. 52 videos.

Recomendados: Lección 16: movimiento armónico; L.17: resonancia; L.18: ondas

 

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

La asignatura se evalúa mediante un examen final escrito. Se valora la asistencia a clase, los problemas resueltos entregados y cuestionarios realizados (moodle) con un máximo del 20% de la nota

 

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Copyright 2009, Autores y colaboradores. Reconocer autoría/Citar obra. Padrino, M. V. C., Ramírez, E. M., García, M. F. (2010, March 02). Física Aplicada a la Ingeniería. Retrieved July 23, 2014, from OCW UPM - OpenCourseWare de la Universidad Politécnica de Madrid Web site: http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/fisica-aplicada-a-la-ingenieria. Esta obra se publica bajo una licencia Licencia Creative Commons Licencia Creative Commons