G4021101 - Física (Formación Básica) - Curso 2012/2013

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 9.00
• Total: 9.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 40.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 15.00
• Clase Interactiva Seminario: 20.00
• Horas de Titorías: 1.00
• Total: 76.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Física Aplicada
• Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
• Convocatoria: Anual de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
Balsa Rua, Ramon.	NON
FEIJOO JUARROS, SERGIO.	NON
FEIJOO JUARROS, SERGIO.	NON
PIÑEIRO GUILLEN, ANGEL.	NON
RUSO VEIRAS, JUAN MANUEL.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIL_02	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIL_03	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	SI
Grupo CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	SI
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS06	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
O obxectivo desta materia é proporcionar ao alumno unha ampla introdución á Física, máis concretamente á Mecánica, Termodinámica e Electromagnetismo. Trátase dunha as materia científica nas que se fundamentan e guían os coñecementos tecnolóxicos actuais e as bases dos futuros. En consecuencia, os contidos nesta disciplina, non se formulan con carácter finalista na formación do alumnado, senón como os dunha disciplina básica e preparatoria para a comprensión das diversas tecnoloxías que os estudantes desta titulación deberán cursar. Preténdese, por unha parte, dar a coñecer os principios da Física resaltando os seus límites de aplicabilidade e por outra parte, desenvolver nas/vos alumnas/vos tanto a capacidade de análise coma a de resolución de problemas, ademais de introducilas/vos no manexo de material de laboratorio, o que lles vai permitir aprender a tomar e tratar datos experimentais e a elaborar un informe científico, se ben acorde a este nivel e polo tanto non exhaustivo.
Contidos
TEMA 1: INTRODUCIÓN E CONCEPTOS BÁSICOS
Que é a Física?. Relación coa Enxeñaría e con outras Ciencias. Magnitudes Físicas. Medidas e Sistema de Unidades. Análise Dimensional. Magnitudes escalares e vectoriais. Álxebra Vectorial. Sistemas de coordenadas polares planas, cilíndricas e esféricas

TEMA 2: CINEMÁTICA DO PUNTO MATERIAL
Introdución. Aproximación ao punto material. Caracterización do movemento: velocidade e aceleración. Compoñentes intrínsecas e polares da aceleración. Movemento dunha partícula no espazo. Análise dos diferentes tipos de movementos

TEMA 3: CINEMÁTICA DO SOLIDO RÍXIDO E MOVEMENTO RELATIVO
Sólido ríxido. Movemento de translación. Movemento de rotación en torno a un punto fixo. Movemento plano xeral. Movemento cun punto fixo. Movemento xeral. Movemento relativo. Caso xeral: eixes de referencia en translación-rotación. Casos particulares de movementos relativos

TEMA 4: TEORÍA ELEMENTAL DE CAMPOS
Campos escalares e vectoriais. Gradiente dun campo escalar. Circulación dun campo vectorial. Fluxo dun campo vectorial. Diverxencia dun campo vectorial: Teorema de Gauss. Rotacional dun campo vectorial: Teorema de Stokes. Campos conservativos. Función potencial

TEMA 5: DINÁMICA DA PARTÍCULA E SISTEMAS DE PARTÍCULAS
Leis de Newton. Momentos lineal e angular. Teoremas de conservación. Sistema de partículas: Forzas interiores e exteriores. Ecuacións do movemento. Momento lineal: Conservación. Momento angular dun sistema de partículas: Conservación. Traballo. Enerxía dun sistema de partículas: Conservación. Movemento de sistemas de partículas referido ao seu centro de masas

TEMA 6: DINÁMICA DO SÓLIDO RÍXIDO
Introdución. Centro de masas e momentos de inercia nun sólido ríxido. Dinámica da rotación dun sólido ríxido ao redor dun punto fixo. Dinámica do movemento plano xeral dun sólido ríxido. Dinámica da rotación dun sólido ríxido ao redor dun eixe fixo ou en movemento plano xeral. Teoremas de conservación. Forzas de contacto. Rozamento

TEMA 7. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS. ESPONTANEIDADE E EQUILIBRIO
Introdución e conceptos previos. Lei cero. Termómetros e escalas de temperatura. Primer Principio. Enerxía interna calor e traballo. Aplicacións a procesos simples. Segundo principio. Máquinas térmicas e eficiencia. Ciclo de Carnot. Terceiro Principio. Espontaneidade e equilibrio. Potenciais termodinámicos


TEMA 8. TRANSFORMACIÓNS E EQUILIBRIO MATERIAL DE SUBSTANCIAS PURAS E SISTEMAS DE DOUS COMPOÑENTES
Condición de equilibrio de fases. Regra das fases. Diagramas de fase en sistemas dun compoñente. Efecto da presión e da temperatura: ecuación de Clapeyron. Aplicación da ec. de Clapeyron a distintos tipos de cambio de fase. Equilibrio de fases en sistemas multicompoñentes: equilibrio líquido-líquido, líquido-gas e sólido-líquido en mesturas binarias.

TEMA 9. CAMPO ELECTROSTÁTICO NO BALEIRO.
Introdución. Carga eléctrica. Lei de Culombio. Campo electrostático. Potencial electrostático. Dipolo eléctrico. Fluxo eléctrico. Teorema de Gauss integral e diferencial. Algunhas aplicacións do teorema de Gauss. Enerxía dun sistema de cargas.

TEMA 10. CAMPO ELECTROSTÁTICO EN PRESENZA DE MATERIAIS.
Condutores. Conceptos fundamentais. Condutor único illado. Sistema de condutores. Coeficientes de influencia e capacidade. Condensadores. Estudo dalgúns casos particulares. Enerxía dun sistema de condutores. Enerxía dun condensador. Asociación de condensadores. Dieléctricos. Polarización eléctrica. Desprazamento eléctrico. Lei de Gauss nun dieléctrico. Clasificación de dieléctricos. Influencia do dieléctrico nun condensador. Enerxía dunha distribución de carga en presenza de dieléctricos. Ferroeléctricos.

TEMA 11. CORRENTE ELÉCTRICA.
Corrente eléctrica. Densidade de corrente. Ecuación de continuidade. Lei de Ohm. Forza electromotora. Lei de Ohm xeneralizada. Redes de resistencias. Leis de Kirchhoff.

TEMA 12. CAMPO MAGNÉTICO NO BALEIRO.
Forza entre dous circuítos completos. Indución magnética. Lei de Biot e Savart. Algunhas aplicacións da lei de Biot e Savart. Forza sobre unha carga puntual que se move nun campo magnético. Propiedades do campo magnético. Lei de Ampère da circulación. Potencial vectorial magnético. Campo magnético en presenza de materiais.

TEMA 13. INDUCIÓN ELECTROMAGNÉTICA.
Indución electromagnética. Lei de Faradio. Indución mutua. Autoinducción. Asociación de indutancias: serie e paralelo. Enerxía magnética.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

. Roda de Maxwell
. Leis de Newton
. Momentos de Inercia de Corpos Ríxidos
. Densidade e Viscosidade
. Peiraos
. Péndulo de Káter
. Gráficas PVT
. Circuítos de de corrente continua.
. Circuítos de de corrente continua. Resistividade dun condutor.
. Medida de pequenas resistencias.
. Condensador de placas plano-paralelo.
. Constante dieléctrica de diferentes materiais.
. Curva de carga dun capacitor.
. Campo magnético dun condutor lineal.
. Campo magnético creado por bobinas de Helmholtz.
. Momento magnético nun campo magnético.
. Balanza electrodinámica: forza sobre un condutor de corrente.

Bibliografía básica e complementaria
F. W. Sears, M. Zemansky. Física Universitaria. Pearson (2009)


Libros complementarios
McQuarrie, D. A. and Symon, J. D. Physical Chemistry: A Molecular Approach. University Science Books (1997).
Wangness, R.K. Campos Electromagnéticos. Ed. Limusa (2002).
Boylestad, R.L. Introducción al análisis de circuitos. Pearson Addison Wesley (1997).
Burbano de Ercilla, S. y otros. Problemas de Física.27ª ed. Ed. Tebar (2004).
Gascón Latasa, F. e outros. Electricidad y magnetismo. Pearson Prentice Hall (colección Prentice Práctica) (2004).
Del Río, C. Análisis de errores. Eudema (1985)
Centro Español de Metrología: Guía para la Expresión de la Incertidumbre de Medida. 2ª ed. Ministerio de Fomento (2002)
Preston, D.W. Experiments in Physics. A laboratory manual for scientists and engineers. John Wiley & Sons (1987).

Recursos na rede
Franco. A. Física con ordenador: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Bragado, M. Física. http://bellota.ele.uva.es/~imartin/libro/libro.html
Gil. S. y Rogriguez, E. Física Recreativa. http://www.fisicarecreativa.com
Massachusset Institute of Technology (MIT) http://watch.mit.edu/
University of California, Berkerly http://www.youtube.com/user/UCBerkeley
Institute of Physics (IOP) http://physicsworld.com/cws/home
Nucleus Proyect, Science in School. http://www.scienceinschool.org/

Competencias
Competencias específicas
CB.2. Comprensión e dominio dos conceptos básicos sobre as leis xerais da mecánica, termodinámica, campos e ondas e electromagnetismo e a súa aplicación para a resolución de problemas propios da enxeñaría.

Competencias xerais
CG.3. Coñecemento en materias básicas e tecnolóxicas, que os capacite para a aprendizaxe de novos métodos e teorías, e os dote de versatilidade para adaptarse a novas situacións.
CG. 4. Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razoamento crítico e de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas.

Competencias transversais
CT.1. Capacidade de análise e síntese
CT.2. Capacidade de organizar e planificar
CT.3. Comunicación oral e escrita en linguas propias e algunha estranxeira
CT.4. Habilidades para o uso de aplicacións informáticas
CT.5. Capacidade de xestión da información
CT.6. Resolución de problemas
CT.8. Traballo en equipo
CT.10. Habilidades nas relacións interpersoais
CT.11. Capacidade para comunicarse con expertos doutras áreas
CT.12. Razoamento crítico
CT.13. Capacidade de aplicar os coñecementos na práctica
CT.14. Adaptación a novas situacións
CT.15. Motivación pola calidade
CT.19. Aprendizaxe autónoma
CT.20. Iniciativa

Metodoloxía da ensinanza
O primeiro día lectivo que corresponda, entregaráselle a cada alumna/ou unha carpetilla contendo o programa detallado da materia que inclúe a bibliografía básica e os boletíns de problemas propostos xunto coas súas solucións contrastadas Leste material estará tamén a disposición dos estudantes na USC virtual. O contido teórico de cada un dos temas será desenvolvido en clases maxistrais. Seguidamente resolverase unha selección daqueles problemas propostos nos boletíns e no libro básico que se correspondan coa teoría desenvolvida. Indicaráselle aos alumnos unha serie de problemas, tanto nos boletíns coma no libro básico, para que cada alumno se en fronte a eles sen máis axuda que a da súa paulatina aprendizaxe e o intercambio e contraste de ideas formando grupos de traballo con compañeiros de materia.
Nas titorías en grupo propoñerán algunhas cuestións teóricas e/ou prácticas, co obxectivo de estimular a capacidade de razoamento nos alumnos, e tratarase ademais de relacionar esta parte da Ciencia con experiencias coñecidas, o que lles axudará a comprender mellor os principios físicos e a súa incidencia nos estudos de Enxeñaría Química.
Cando o estudante crea necesario deberá acudir a titorías personalizadas, no horario establecido para tal efecto, para aclarar aquelas dúbidas que lle puidesen xurdir, tanto prácticas coma teóricas, para as cales ben non encontrou solución, ben necesita contrastar ideas ou ben necesita material de apoio.
No relativo á parte práctica, os alumnos deberán realizar en grupos de dúas persoas, diversas prácticas de laboratorio, en catro sesións de catro horas cada unha, cuxa convocatoria será realizada oportunamente. Un guión co fundamento teórico de cada unha das prácticas e o desenvolvemento práctico detallado destas estará a disposición de todos os alumnos na USC virtual, co obxectivo de que cando acudan ao Laboratorio teñan coñecemento do que nel van realizar.
Durante a realización das devanditas prácticas, os alumnos deberán tomar nota, no seu caderno de laboratorio, de todos aqueles datos que lle permitan o seu posterior tratamento, así como a obtención de conclusións. Ao finalizar as sesións de traballo no laboratorio, os alumnos deberán presentar unha memoria dunha das prácticas (que lle será comunicada polo profesor o último día de laboratorio) en soporte papel, individualmente e no prazo establecido para este respecto, que constará dos seguintes apartados: obxectivo, método e material utilizado, resultados obtidos (con táboas e/ou gráficas se as houber), tratamento de datos (cifras significativas e unidades, valores medios, ajustes,…) conclusións e observacións, se as houbese.

Sistema de evaluación
O rendemento académico dos alumnos nesta materia, levarase a cabo avaliando por separado os diversos aspectos desta: o teórico/práctico, o experimental e a participación en clase.
Para avaliar o rendemento teórico/práctico, realizarase dous exames parciais (un por cuadrimestre) cuxo día, hora e aula aparecerán publicados no calendario de exames da guía do estudante. Ambos os dous parciais terán o mesmo peso na nota final. Necesítase unha nota mínima de 5 en cada parcial para superar esta parte da materia. O peso desta parte na nota global será do 70%. Os alumnos que non superasen algún dos parciais ou que desexen modificar a súa nota, poderán presentarse a exame final da convocatoria de xullo (con toda a materia ou co parcial cuxa nota desexen modificar). Neste caso a nota desta parte será a obtida na convocatoria de xullo.
O rendemento da parte de prácticas de laboratorio basearase na cualificación obtida na memoria de prácticas que o alumno debe entregar de forma individual en soporte de papel, dentro dos prazos establecidos e feitos públicos para cada unha dos grupos de prácticas.
A memoria constara das seguientes partes: obxectivos, materiais e metodoloxía, taboas de datos, análise e tratamento dos datos, conclusions. Para superar esta parte da materia será condición indispensable que o alumno realizase, durante as datas nas que foi convocado, as prácticas de laboratorio que se lle asignen e entregase a memoria de prácticas no formato solicitado. O 20% da cualificación final corresponderá a esta parte.
As titotías terán un peso do 10 % na nota final.
As cualificacións dos traballos, actividades e titorías comunicaránselle ao alumno antes do exame.
Os alummnos repetidores que houbesen obtido unha nota superior a 5 nos traballos, actividades e practicas de laboratorio, gardareselle a nota, se o desexan.
A cualificación será de No Presentado só no caso de que o alumna/ou non realice o exame final de teoría e problemas, aínda que realizase e superado as prácticas de laboratorio.

Tempo de estudo e traballo persoal
Como regra xeral, cada alumno deberá adicar un total de 90 horas presenciais e 135 horas de traballo autónomo.

Recomendacións para o estudo da materia
A medida que o alumno cursa esta materia ira adquirindo de forma paralela algúns coñecementos necesarios para a súa comprensión, a maior parte na materia Matemáticas (calculo vectorial, diferencial e integral). Tamén irá adquirindo destrezas útiles na materia Informática.
Recoméndase ao alumno que non trate de memorizar o impartido senón comprender os razoamentos e o método de traballo desta parte da Ciencia, tratando de solucionar as cuestións formuladas nos boletíns e nos libros recomendados. É importante que o estudante evite a práctica de atrasar o estudo ata que só queden un ou dous días para o exame. A maioría das veces, esta forma de proceder ten uns resultados desastrosos. No referente ás sesións de prácticas de laboratorio, o alumno deberá prestar especial atención ao manexo correcto dos aparatos e á toma de datos, para evitar no posible erros que lle dean posteriores rompedeiros de cabeza, coa conseguinte perda de tempo, á hora de levar a cabo o tratamento e análise dos devanditos datos, de tal forma que lle permitan extraer conclusións acordes ao experimento formulado.


Observacións
A materia impartirase en castelán. As dúbidas e cuestións dos alumnos expresadas en galego, serán respondidas en galego.
En caso de que a ETSE o considere oportuno, ofertarase clases en inglés.
A admisión de alumnos matriculados no laboratorio de prácticas require que
estes coñezan e cumpran a “normas xerais de seguridade nos laboratorios de prácticas”
da Universidade de Santiago de Compostela. A devandita información atópase
dispoñible na páxina web (ww.usc.es/estaticos/servizos/sprl/normalumlab.pdf).