GUÍA DOCENTE DE FÍSICA GENERAL

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GUÍA DOCENTE DE FÍSICA GENERAL

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1. ASIGNATURA

FÍSICA GENERAL

E

1.1. Código

18465 del Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

1.2. Materia

Física

1.3. Tipo

Formación básica

1.4. Nivel

Grado

1.5. Curso

1º

1.6. Semestre

1º

1.7. Número de créditos

6 créditos ECTS

1.8. Requisitos previos

Física General forma parte del módulo Formación Básica del plan de estudios

del Grado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación.

Para cursar la asignatura es necesario tener soltura en el manejo de herramientas matemáticas básicas: trigonometría, álgebra, aritmética de potencias y geometría.

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1.9. Requisitos mínimos de asistencia a las sesiones

presenciales

Se ofrecen dos métodos de evaluación: CONTINUA y ÚNICA. Por defecto, se supone que todos los estudiantes, por el hecho de estar matriculados en la asignatura, optan por un método de evaluación CONTINUA.

En ambas modalidades la asistencia a clase no es obligatoria, pero sí fuertemente recomendable.

EVALUACION CONTINUA.

La aplicación de la evaluación CONTINUA está muy relacionada con la asistencia a clase.

Sin necesidad de avisar previamente, en las clases se pueden realizar pruebas que sirvan para la evaluación continua. La ausencia a estas sesiones implica la no realización de la citada prueba y la consecuente calificación con cero puntos en la actividad. Asimismo, se podrán realizar pruebas con aviso previo.

Se podrán pedir trabajos a realizar durante las horas no lectivas, ya sea individuales o en grupo.

EVALUACION CONTINUA Y ÚNICA.

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1.10. Datos del equipo docente

Profesor:

Prof. Dr. D. Oscar Bomatí Miguel

Despacho 506, Módulo 12

Departamento de Física Aplicada Facultad de Ciencias

Calle Francisco Tomás y Valiente 7, 28049 Madrid Teléfono: +34 91497

6679

Correo electrónico: [email protected]

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1.11. Objetivos del curso

El objetivo de este curso es la comprensión y dominio de los conceptos básicos de las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas electromagnéticos y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. El estudiante deberá adquirir los conocimientos necesarios para los cursos posteriores y la habilidad general para la resolución de problemas.

Las competencias que se pretenden adquirir con esta asignatura son:

Básicas:

Conocimiento general de la naturaleza utilizando el lenguaje de la física. Comprensión y dominio de las leyes fundamentales de la mecánica; principios básicos de la termodinámica; principios básicos del electromagnetismo, incluyendo las ecuaciones de Maxwell y las ondas electromagnéticas; introducción a los componentes de la materia, su estructura e interacción con la radiación.

Comunes:

Capacidad para utilizar las leyes de la física para la resolución de problemas sencillos de la materia.

Habilidad para la resolución general de problemas mediante su identificación, planteamiento, ejecución y evaluación, utilizando herramientas matemáticas, físicas e informáticas.

Específicas:

Conocimiento de los fundamentos físicos aplicados a las comunicaciones. Capacidad para identificar y utilizar los principios físicos subyacentes en los dispositivos que conocerá a lo largo de la carrera.

Transversales:

Instrumentales. Desarrollo de la habilidad comunicativa de los estudiantes tanto en su expresión escrita como oral; la escrita, mediante la redacción de documentos donde los estudiantes aprendan a presentar de forma lógica y coherente sus respuestas y puntos de vista frente a distintos problemas y cuestiones planteadas por el profesor; la oral, mediante la realización de presentaciones en público de problemas y/o trabajados demandados por el profesor. Asimismo, los alumnos desarrollarán sus capacidades de análisis, síntesis, razonamiento crítico, planificación mediante la resolución de problemas y/o cuestiones sobre diferentes ámbitos de la física planteados por el profesor.

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1.12. Contenidos del programa

Tema 1: Unidades y Vectores

Estándares y unidades. Conversión de unidades. Errores y Cifras Significativas. Vectores. Componentes de vectores. Operaciones de vectores.

Tema 2: Movimiento Unidimensional

Desplazamiento, velocidad y aceleración. Aceleración constante y caída libre. Integrales del movimiento.

Tema 3: Movimiento Multidimensional

Vectores del movimiento. Movimiento de proyectiles. Movimiento circular.

Tema 4: Las Leyes de Newton y sus Aplicaciones

Concepto de fuerza y fuerzas fundamentales. Primera Ley de Newton. Segunda Ley de Newton. Tercera Ley de Newton. Equilibrio de partículas. Dinámica de partículas. Dinámica del movimiento circular.

Tema 5: Energía y su Conservación

Energía Cinética y trabajo. Potencia. Energía potencial. Fuerzas conservativas. Fuerzas no conservativas. Energía Potencial y fuerza. El Campo Gravitacional.

Tema 6: Momento Lineal y Angular

Momento lineal. Impulso. Conservación del momento. Choques. Centro de masa. Velocidad y aceleración angular. Energía del movimiento rotacional. Torque y

aceleración angular. Rotación del cuerpo rígido. Momento angular y su conservación.

Tema 7: Movimiento Oscilatorio y Ondulatorio

Oscilaciones. Movimiento armónico simple y energía. El péndulo. Oscilaciones amortiguadas y forzadas. Ondas. Ondas periódicas y energía. Ondas estacionarias y modos normales.

Tema 8: Temperatura, Calor y Materia

Temperatura y escalas. Calor y su transferencia. Ecuaciones de Estado. El gas ideal. Capacidad Calorífica y regla de Dulong y Petit. Distribución de Maxwell-Boltzmann. Cambios de Fase.

Tema 9: Primera Ley de la Termodinámica

Sistemas termodinámicos. Trayectoria entre estados. Energía interna. Primera Ley de la Termodinámica. Procesos Termodinámicos. Particularizaciones al gas ideal:

energía interna, capacidad calorífica y procesos adiabáticos.

Tema 10: Segunda Ley de la Termodinámica

Máquinas térmicas. Motores y refrigeradores. Segunda Ley de la Termodinámica. El ciclo de Carnot. Entropía y su significado.

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La carga eléctrica. La Ley de Coulomb. Campos eléctricos y su cálculo. El dipolo eléctrico. Flujo eléctrico. La Ley de Gauss sus aplicaciones. Movimiento de cargas en conductores.

Tema 12: El Potencial Eléctrico

Energía y potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. Gradientes de potencial.

Tema 13: Dieléctricos

Capacitancia y capacitores. Almacenamiento de energía. Dieléctricos. Cargas inducidas. Ley de Gauss en dieléctricos.

Tema 14: Corriente y Resistencia

La corriente eléctrica. Resistividad y resistencia. Fuerza electromotriz. Energía y potencia en circuitos con resistencias. Conducción en metales.

Tema 15: El Campo Magnético y sus Fuentes

Fuerzas magnéticas. Campo y flujo magnético. Movimiento en un campo magnético. Fuerza magnética sobre un conductor. Par de torsión magnético. Efecto Hall. Campos debido a cargas en movimiento. Fuerza magnética entre hilos conductores. Campo de un espira de corriente. Ley de Ampère y sus aplicaciones. Materiales magnéticos.

Tema 16: Inducción e Inductancia

Ley de Faraday. Ley de Lenz. Corriente de desplazamiento. Campos eléctricos inducidos y corrientes parásitas. Ecuaciones de Maxwell. Superconductividad. Inductancia mutua y autoinductancia. Energía y densidad de energía magnética. Circuitos con inductores.

Tema 17: La Corriente Alterna

Fasores y corriente alterna. Voltaje, corriente y ángulo de fase. Resistencia y reactancia. Impedancia. Potencia y resonancia en circuitos de corriente alterna. El transformador.

Tema 18: Ondas Electromagnéticas

Ecuaciones de Maxwell, ondas electromagnéticasy su generación. Ondas

electromagnéticas planas y sinusoidales. Ondas electromagnéticas en la materia. Energía de las ondas electromagnéticas. Ondas electromagnéticas estacionarias.

Tema 19: Fotones y Electrones

Emisión y absorción de la luz. Fotones y efecto fotoeléctrico. Niveles de energía atómicos. Modelos atómicos: Rutherford y Bohr. Láser y rayos x. Dualidad onda-partícula. Ley de radiación de Planck.

Tema 20: La Estructura Cristalina

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1.13. Referencias de consulta

Bibliografía principal:

1. Física para la ciencia y la tecnología 6ª ed. Vol 1 (mecánica, oscilaciones y ondas, termodinámica). Tipler, Paul; Mosca, Gene. Editorial Reverte, libros científicos y técnicos. Barcelona 2011. ISBN: 978-84-2914-429-1.

2. Física para la ciencia y la tecnología 6ª ed. Vol 1 (electricidad y magnetismo, luz). Tipler, Paul; Mosca, Gene. Editorial Reverte, libros científicos y técnicos. Barcelona 2011. ISBN: 978-84-2914-430-7.

3. Física para la ciencia y la tecnología 6ª ed. (Física Moderna). Tipler, Paul; Mosca, Gene. Editorial Reverte, libros científicos y técnicos. Barcelona 2011. ISBN: 978-84-2914-426-0.

4. Fundamentos de física. Rex, Andrew; Wolfson, Richard. Editorial Pearson Educación. Madrid 2011. ISBN: 978-84-7829-125-0

Bibliografía Secundaria:

1. Física (Volumen I): Mecánica, Radiación y Calor. Feynman, Richard P., Leighton, Robert B. y Sands, Matthew. Editorial Pearson Educación, México 1998. ISBN: 968-444-350-1.

2. Física (Volumen II): Electromagnetismo y Materia. Feynman, Richard P., Leighton, Robert B. y Sands, Matthew. Editorial Pearson Educación, México 1998. ISBN: 968-444-349-8.

3. Física. Alonso, Marcelo y Edward J. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana 1995. ISBN: 020-162-565-2.

4. Fundamentos de Física (Volumen I). Halliday, David, Resnick, Robert y Walker, Jearl. Compañía Editorial Continental, México 2001. ISBN: 970-240-175-5.

5. Fundamentos de Física (Volumen II). Halliday, David, Resnick, Robert y Walker, Jearl. Compañía Editorial Continental, México 2001. ISBN: 970-240-176-3.

6. Campos y Ondas Electromagnéticos. Lorrain, Paul y Corson, Dale R. Editorial Selecciones Científicas, España 1994. ISBN: 848-502-129-0.

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8. Física Universitaria. Volumen 1. Young, Hugh D. y Freedman, Roger A. Editorial Pearson Educación, México 2009. ISBN: 978-607-442-288-7.

9. Física Universitaria, con física moderna. Volumen 2. Young, Hugh D. y Freedman, Roger A. Editorial Pearson Educación, México 2009. ISBN: 978-607-442-304-4. Recursos en red.

1. http://www.motionmountain.net/indexc.html

2.

http://www.masteringphysics.com/

3. http://wps.aw.com/aw_young_physics_11/

2. MÉTODOS DOCENTES

La metodología utilizada en el desarrollo de la actividad docente incluye los siguientes tipos de actividades:

*Clases de teoría: Actividad del profesor

Clases expositivas simultaneadas con la realización de ejercicios. Se utilizará la pizarra combinada con presentaciones en formato electrónico.

Actividad del estudiante:

Actividad presencial: Toma de apuntes, participar activamente en clase

respondiendo a las cuestiones planteadas. Resolución de los ejercicios propuestos durante el desarrollo de las clases.

Actividad no presencial: Preparación de apuntes, estudio de la materia y

seguimiento de las actividades y consultas de bibliografía de la asignatura sugeridas por el profesor.

*Clases de problemas en aula: Actividad del profesor

Primera parte expositiva, una segunda parte de supervisión y asesoramiento en la resolución de los problemas por parte del alumno y una parte final de análisis del resultado y generalización a otros tipos de problemas. Se utiliza básicamente la pizarra con proyecciones en formato electrónico o transparencias.

Actividad presencial: Participación activa en la resolución de los problemas y

en el análisis de los resultados.

Actividad no presencial: Realización de otros problemas planteados por el

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*Tutorías:

Actividad del profesor:

Tutelaje de toda la clase o en grupos de alumnos reducidos (1-4) con el objetivo de resolver dudas comunes plantadas por los alumnos a nivel individual o en grupo, surgidas a partir de cuestiones, ejercicios o problemas señalados en clase para tal fin y orientarlos en la realización de los mismos.

Actividad presencial: Planteamiento de dudas individuales o en grupo y

enfoque de posibles soluciones a las tareas planteadas.

Actividad no presencial: Estudio de las tareas marcadas y debate de las

soluciones planteadas en el seno del grupo.

2.1. Tiempo de trabajo del estudiante

Nº de horas

Presencial Clases teóricas (4h x14 semanas) 56 h Realización de pruebas escritas (ordinaria) 2 h Realización de prueba escrita (extraordinaria) 2 h

Tutorías 4 h

No presencial Estudio semanal regulado (4 horas x 14 semanas) 56 h Preparación del examen (ordinario) 12 h Preparación del examen (extraordinario) 18 h

150 h

2.2. Métodos de evaluación y porcentaje en la

calificación final

1. Para los estudiantes que opten por el método de evaluación CONTINUA, sus calificaciones se obtendrán de la siguiente forma:

a. La nota correspondiente a la asignatura es la que resulta de:  La calificación de la prueba final PF (50%).

 La calificación de las notas parciales (50%).

La prueba final consistirá en una prueba escrita, cuyo contenido abarcará los objetivos que deben ser alcanzados por los estudiantes durante el curso.

Las pruebas parciales consistirán de pruebas escritas en clase o domicilio, cuyo contenido abarcará los objetivos que deben ser alcanzados por los estudiantes durante el periodo que abarcan.

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2. Para los estudiantes que opten por la modalidad de evaluación ÚNICA, sus calificaciones se obtendrán de la siguiente forma:

a. La nota correspondiente a la asignatura es la que resulta de:  La calificación de la prueba final (100%).

 La prueba final consistirá en una prueba escrita, cuyo contenido abarcará todos los objetivos que deben alcanzar los estudiantes en el curso completo. Esta prueba podrá incluir tanto cuestiones teóricas como resolución de problemas.

2.3. Cronograma

Semana Actividades Presenciales Actividades

No Presenciales

1ª

Presentación de la Asignatura Tema 1: Unidades y Vectores Tema 2: Movimiento Unidimensional Tema 3: Movimiento Multidimensional

Lecturas recomendadas en los Temas 1, 2 y 3. Realización de ejemplos interactivos.

Estudio del material propuesto en los Temas 2 y 3. Resolución de ejercicios.

2ª Tema 4: Las Leyes de Newton y sus _Aplicaciones

Lecturas recomendadas en el Tema 4. Realización de ejemplos interactivos. Estudio del material propuesto en el Tema 4. Resolución de problemas.

3ª Tema 5: Energía y su Conservación

4ª Tema 6: Momento Linear y Angular

5ª Tema 7: Movimiento Oscilatorio y Ondulatorio

6ª Tema 8: Temperatura, Calor y Materia Tema 9: Primera Ley de la Termodinámica

Lecturas recomendadas en los Temas 8 y 9. Realización de ejemplos interactivos.

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Semana Actividades Presenciales Actividades No Presenciales

7ª Tema 10: Segunda Ley de la Termodinámica

8ª Tema 11: El Campo Eléctrico y la Ley de Gauss

9ª Tema 12: El Potencial Eléctrico Tema 13: Dieléctricos

Estudio del material propuesto en los Temas 12 y 13. Resolución de problemas.

10ª Tema 14: Corriente y Resistencia

11ª Tema 15: El Campo Magnético y sus Fuentes

12ª Tema 16: Inducción e Inductancia Tema 17: La Corriente Alterna

13ª Tema 18: Ondas Electromagnéticas

14ª Tema 19: Fotones y Electrones Tema 20: La Estructura Cristalina

Enero‐ Febrero

2012

Examen Final Ordinario Preparación del Examen Final Junio‐Julio