14176 - FUNDAMENTOS DE FÍSICA
GUÍA DOCENTE CURSO: 2006/07
ASIGNATURA: 14176 - FUNDAMENTOS DE FÍSICA CENTRO: Facultad de Ciencias del Mar TITULACIÓN: Licenciado en Ciencias del Mar DEPARTAMENTO: FÍSICA
ÁREA: Física Aplicada
PLAN: 10 - Año 2000 ESPECIALIDAD:
CURSO: Primer curso IMPARTIDA: Segundo semestre TIPO: Obligatoria
CRÉDITOS: 9 TEÓRICOS: 6 PRÁCTICOS: 3
Descriptores B.O.E.
Mecánica. Oscilaciones y Ondas. Termodinámica. Electricidad y Magnetismo. Óptica.
Temario
Tema 1. ELEMENTOS DE ÁLGEBRA Y CÁLCULO VECTORIALES. 1.1. Concepto de magnitud escalar y vectorial.
1.2. Características de un vector. Clasificación. 1.3. Adición y sustracción de vectores.
1.4. Producto de un vector por un escalar. Vector unitario. 1.5. Sistemas de coordenadas. Componentes de un vector.
1.6. Producto escalar y vectorial. Interpretación geométrica. Propiedades. 1.7. Derivada e integral de una función vectorial de variable escalar. Tema 2. CINEMÁTICA DEL PUNTO.
2.1. Sistemas de referencia. Vector de posición.
2.2. Vector velocidad y aceleración instantáneos. Valores medios.
2.3. Sistema intrínseco de referencia. Componentes intrínsecas del vector aceleración.
2.4. Clasificación de los movimientos atendiendo a las componentes intrínsecas del vector aceleración.
2.5. Estudio de algunos movimientos: movimiento bajo aceleración constante y movimiento circular.
Tema 3. CINEMÁTICA DEL MOVIMIENTO RELATIVO. 3.1. Sistemas de referencias fijos y móviles.
3.2. Movimientos absolutos, relativo y de arrastre. 3.3. Velocidades absoluta, relativa y de arrastre.
3.4. Aceleraciones absoluta, relativa y de arrastre. Aceleración de Coriolis. 3.5. Transformaciones de Galileo.
3.6. Movimiento respecto de sistemas de referencia ligados a la Tierra: concepto de gravedad efectiva, efecto de las aceleraciones de arrastre y de Coriolis en los movimientos de caída libre y en el horizontal.
Tema 4. DINÁMICA DE LA PARTÍCULA. 4.1. Aproximación de punto material o partícula.
4.2. Partícula libre. Primera ley de Newton. Sistemas de referencias inerciales y no inerciales. 4.3. Momento lineal.
4.4. Segunda y tercera leyes de Newton. Concepto de fuerza. 4.5. Fuerzas fundamentales de la naturaleza.
4.6. Fuerzas fenomenológicas: fuerzas de tensión, fuerzas de reacción en superficies y fuerzas elásticas.
4.7. Momento angular. Teorema del momento angular. 4.8. Trabajo realizado por una fuerza.
4.9 Teorema del trabajo y la energía cinética. 4.10. Potencia instantánea.
4.11. Trabajo realizado por una fuerza conservativa. Concepto de energía potencial. 4.12. Principio de conservación de la energía.
4.13. Dinámica de los sistemas de referencia no inerciales. Fuerzas de inercia. Tema 5. DINÁMICA DE LOS SISTEMAS DE PARTÍCULAS.
5.1. Fuerzas interiores y exteriores.
5.2. Momento lineal de un sistema de partículas. Ecuación de evolución. 5.3. Centro de masas de un sistema de partículas. Teorema del centro de masas. 5.4. Momento angular de un sistema de partículas. Ecuación de evolución. 5.5. Energía
Tema 6. TERMOLOGÍA.
6.1. Descripciones macroscópicas y microscópicas de un sistema termodinámico. Estados de equilibrio.
6.2. Equilibrio térmico. Principio cero: Temperatura. 6.3. Gas ideal.
6.4. Gas real. Ecuación de Van der Waals.
6.5. Intercambio de energía de un sistema con el medio. Trabajo y calor. 6.6. Primer principio de la termodinámica.
6.7. Capacidad calorífica y calor específico.
6.8. Cambios de fase de una sustancia pura. Calores latentes. 6.9. Entropía. Segundo principio de la Termodinámica. 6.10. Estudio de algunos procesos. Aplicación al gas ideal. 6.11. Coeficientes termoelásticos.
Tema 7. MEDIOS CONTINUOS DEFORMABLES. 7.1. Medios continuos.
7.2. Sólidos elásticos. Curva tensión-deformación. Ley de Hooke. 7.3. Tensión normal. Módulo de Young.
7.4. Tensión tangencial. Módulo de cizalla. 7.5. Presión. Módulo de compresibilidad.
7.6. Fluidos. Fuerzas sobre un elemento de fluido. Gradiente de presión. 7.7. Ecuación general del movimiento de un elemento de fluido.
Tema 8. ESTÁTICA DE FLUIDOS.
8.1. Ecuación de la estática de Fluidos. Teorema fundamental de la Hidrostática. Aplicaciones. 8.2. Principio de Pascal.
8.3. Principio de Arquímedes. Equilibrio de los cuerpos sumergidos y flotantes. Tema 9. DINÁMICA DE LOS FLUIDOS.
9.1 Fluido ideal. Régimen estacionario. 9.2. Ecuación de continuidad.
9.4. Aplicaciones de la ecuación de Bernouilli: Efecto Venturi y Teorema de Torricelli. 9.5. Fluidos reales. Pérdida de carga. Viscosidad.
9.6. Fluidos newtonianos. Ley de Poiseuilli.
9.7. Movimiento de un sólido en el seno de un fluido. Ley de Stokes. 9.8. Régimen turbulento. Número de Reynolds.
Tema 10. FENÓMENOS INTERFACIALES.
10.1. Fuerzas intermoleculares en líquidos: cohesión y adhesión. 10.2. Tensión superficial.
10.3. Formación de meniscos. Ángulo de contacto. 10.4. Presión debida a la curvatura. Ley de Laplace. 10.5. Capilaridad. Ley de Jurin.
Tema 11. OSCILACIONES.
11.1. Dinámica de un oscilador libre.
11.2. Superposición de movimientos armónicos simples. Figuras de Lissajous. 11.3. Osciladores acoplados.
11.4. Dinámica de un oscilador amortiguado.
11.5. Dinámica de un socilador forzado. Resonancias. Tema 12. ONDAS MECÁNICAS.
12.1. Concepto de onda. Tipos de ondas.
12.2. Ecuación de ondas. Solución monodimensional. 12.3. Ondas armónicas: magnitudes características. 12.4. Ondas elásticas monodimensionales.
12.5. Ondas planas y esféricas.
12.6. Energía transportada por una onda. Intensidad. Medios absorbentes. 12.7. Espectro de las ondas sonoras. Características del sonido.
12.8. Efecto Doppler-Fizeau.
12.9. Paquetes de ondas. Velocidad de grupo. 12.10. Interferencias. Ondas estacionarias.
12.11. Leyes de la reflexión y refracción de las ondas.
Tema 13. CAMPOS GRAVITATORIOS Y ELECTROSTÁTICO. 13.1. Características generales de los campos de fuerzas centrales.
13.2. Fuerzas asociadas a los campos gravitatorios y electrostático. Ley de Newton de la Gravitación Universal. Ley de Coulomb.
13.3. Vectores de intensidad de los campos gravitatorios y electrostático. Principio de superposición.
13.4. Energía potencial y potencial.
13.5. Ecuaciones fundamentales de los campos gravitatorio y electrostáticos. 13.6. La Tierra como fuente de la interacción gravitatoria.
13.7. Propiedades fundamentales de la carga eléctrica. Conservación y cuantificación. 13.8. Propiedades de los conductores en equilibrio electrostático.
Prácticas de laboratorio:
1.- Teoría de Errores. Medida de magnitudes fundamentales. 2.- Oscilaciones.
3.- Gravedad terrestre. Péndulo físico. 4.- Calor específico de sólidos.
Requisitos Previos
Con el objeto de alcanzar los objetivos didácticos que se pretenden con esta asignatura, y que serán expuestos en el apartado siguiente, consideramos que el alumno que realice la asignatura de Fundamentos de Física debe contar con sólidos conocimientos sobre: el manejo de las ecuaciones algebraicas, representaciones gráficas y su interpretación, la definición y propiedades de las funciones elementales (trigonométricas, exponenciales, logarítmicas,....), la derivación e integración de funciones de una variable así como su significado, y finalmente, el álgebra y el análisis vectoriales.
Objetivos
Precisar y comprender con claridad el método, los principios básicos y la terminología de la Física. Saber aplicar las leyes y los conceptos físicos a la resolución de problemas. Adquirir los conocimientos de Física que permitan afrontar las asignaturas posteriores basadas o relacionadas con élla. Saber expresar en lenguaje científico los resultados, los procesos y las ideas. Asimilar el conocimiento de la Física como parte fundamental para el estudio integral del océano. Adquirir destreza en el manejo de algunos instrumentos de medida y de algunas técnicas experimentales. Saber expresar e interpretar adecuadamente los resultados obtenidos en el laboratorio. Adquirir soltura en el manejo y lectura de la bibliografía de la asignatura. Conseguir en el alumnado una actitud y aptitud mental que favorezca el aprendizaje y la aplicación del conocimiento científico.
Metodología
La asignatura se divide en clases teóricas y clases prácticas. Las clases prácticas se componen de clases de problemas y de prácticas de laboratorio, recibiendo el alumno un total de 30 horas al cuatrimestre. Teniendo en cuenta el contexto en el que se desarrollará la labor docente, en el que el número de alumnos por aula es elevado, las clases teóricas y de problemas serán de carácter expositivo-magistral en el aula.
Las sesiones de clases prácticas tienen por objeto el desarrollar algunos de los aspectos de la asignatura detallados anteriormente. En las sesiones de prácticas de laboratorio, el profesor expondrá el fundamento teórico y el procediemiento experimental a seguir en el desarrollo de la práctica. Está estipulado la realización de cinco prácticas en el laboratorio.
Las clases prácticas de laboratorio se llevarán cabo en el laboratorio de Física del Departamento de Física de la ULPGC sito en el módulo de Física del Edificio de Ciencias Básicas. Para la realización de las prácticas de laboratorio los alumnos estarán divididos en cuatro grupos.
Las sesiones de problemas se desarrollarán en el aula asignada para las clases de teoría.
Finalmente, y con el objeto de poder evaluar al estudiante éste deberá realizar el examen de convocatoria ordinaria así como elaborar un informe por práctica realizada.
Criterios de Evaluación
La evaluación de la signatuta se hará a partir de la nota obtenida en el examen de convocatoria (NE) así como de la nota obtenida tras la evaluación de los informes de prácticas elaborados por el estudiante (NP). La nota final de la asignatura (NF) se obtendrá como NF=0,8*NE+0,2*NP, es decir, el examen contribuye con un 80% a la nota final mientras que las prácticas de laboratorio con un 20%.
Para aprobar la asignatura es condición necesaria la superación de las prácticas de laboratorio. Dicha superación requiere de la asistencia a las sesiones de prácticas (en el horario que se establezca) y de la obtención de una evaluación positiva de los informes de prácticas de laboratorio que el estudiante habrá de entregar (nota media entre todos los informes igual o superior a cinco puntos sobre diez). Además la nota del examen de convocatoria debe ser igual o superior a cinco puntos sobre diez. Bajo estas condiciones, el estudiante superará la asignatura cuando la nota final sea igual o superior a cinco puntos sobre diez.
Aquellos alumnos que no hayan superado las prácticas por la vía especificada anteriormente tendrán la oportunidad de superar las mismas en el examan de convocatoria. En éste, una parte estará destinado a la teoría y problemas y otra a las prácticas de laboratorio. Para poder superar la asignatura por esta vía es necesario que el alumno sea evaluado con una nota igual o superior a cinco puntos sobre diez tanto en la parte de teoría y problemas como en la parte del examen destinado a las prácticas de laboratorio.
Descripción de las Prácticas
Ya se ha hecho una descripción de las prácticas de laboratorio en el apartado de evaluación. Las prácticas que se realizarán son:
Práctica 1.- Teoría de errores. Práctica 2.- Oscilaciones.
Práctica 3.- Gravedad terrestre. Péndulo Físico. Práctica 4.- Calor específico de un sólido.
Práctica 5.- Viscosidad de un fluido. Método de Stoke.
Bibliografía
[1 Recomendado] Física /
Marcelo Alonso, Edward J. Finn ; versión en español de Carlos Hernández, Victor Latorre ; con la colaboración de Carlos Alberto Heras ... [et al.].
Addison-Wesley Iberoamericana,, Argentina : (1986) 9684442246 V.2
[2 Recomendado] Física para la ciencia y la tecnología /
Paul A. Tipler, Gene Mosca.
Reverté,, Barcelona [etc.] : (2005) - (5ª ed.)
8429144013 v.1A. 8429144048 v.2A. 8429144021. 842914403X v.1C. 8429144048. 8429144056. --8429144064
Equipo Docente
SALVADOR GALVÁN HERRERA
Categoría: CATEDRATICO DE ESCUELA UNIVERSITARIA Departamento: FÍSICA
JUAN MIGUEL GIL DE LA FE (COORDINADOR)
Categoría: TITULAR DE UNIVERSIDAD Departamento: FÍSICA
Teléfono: 928454509 Correo Electrónico: [email protected] ANTONIO DÉNIZ SÁNCHEZ
Categoría: TITULAR DE ESCUELA UNIVERSITARIA Departamento: FÍSICA
