Fundamentos Físicos aplicados a la Ingeniería
(Curso Académico 2021 - 2022)

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• CG1 - Capacidad y comprensión para la resolución de problemas (formación básica).
• CG2 - Conocimientos, utilización y aplicación al buque de diferentes principios y sistemas (formación náutica).

• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
• CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

- Profesores/as:
(Teoría)
ANTONIO DÍAZ HERNÁNDEZ (turno de mañana)
ANTONIO JOSÉ MORENO CHECA, FERNANDO DELGADO ACOSTA Y FRANCISCO JAVIER DEL CASTILLO VARGAS (turno de tarde)
(Prácticas)
ALFONSO MUÑOZ GONZALEZ, VICENTE DELGADO BORGES, JOSE MARIA GOMEZ LLORENTE, JAVIER HERNANDEZ ROJAS, JAVIER GONZALEZ PLATAS

-Temas (epígrafes):

PRIMER CUATRIMESTRE:

I. Introducción a la física. Magnitudes físicas. Sistema de unidades. (Magnitudes Fundamentales y derivadas. Análisis dimensional. Principio de homogeneidad. Sistema de unidades).

II. Calculo vectorial. Sistemas de vectores. Magnitudes escalares y vectoriales. Concepto de vector. Clasificación. Operación con vectores: producto escalar y vectorial
Momento de un vector respecto a un punto y respecto de un eje. Sistema de vectores deslizantes. Momento mínimo. Campos: gradiente, divergente y rotacional. Funciones vectoriales, derivadas e integrales.

III. Cinemática del punto. Sistema de referencias. Concepto vectorial y escalar de posición, velocidad y aceleración. Valores medios e instantáneos. 
     III.1- Movimiento rectilíneo y curvo. Análisis de movimientos particulares: movimiento parabólico, movimiento curvo en dos dimensiones y  movimiento circular.
     III.2- Sistemas inerciales y no inerciales. Movimiento relativo de translación uniforme: sistemas inerciales. Movimiento relativo de translación no uniforme: sistemas no inerciales. Sistemas con   rotacional uniforme. Movimiento relativo con respecto a tierra. Efecto de la rotación.

IV. Leyes de Newton.
    IV.1- Concepto de fuerzas y leyes de Newton. Primera Ley de Newton: Ley de inercia (sistemas inerciales). Fuerza, Masa y segunda ley de Newton. La Ley de la Gravitación Universal; peso y masa. Fuerzas en la naturaleza; Fuerzas fundamentales, acción a distacia y fuerzas de contacto. Tercera ley de Newton: principio de Acción y Reacción.
    IV.2- Aplicaciones de las leyes de Newton: movimiento a lo largo de un camino curvo e inclinado, péndulos,  movimientos circulares en presencia de fuerzas externas, fuerzas de fricción estática, dinámica de rodamiento y de arrastre.

V. Momento lineal y angular. Definición y su relación con la segunda ley de Newton. Conservación del momento lineal y angular. Sistemas rotatorios. Análisis de choques inelásticos. Definición y leyes de conservación del centro de masas.

VI. Trabajo y Energía.
    VI.1- Definición del trabajo sobre un sistema. Teorema de Trabajo-Energía Cinética. Trabajo con fuerzas variable: producto escalar de dos vectores. Potencia. Energía Potencial: Fuerzas conservativas y potenciales asociados. Fuerzas no conservativas y dsipación de energía.
Campo Gravitatorio; potencial gravitatorio, velocidad de escape, tipos de órbitas y Leyes de kepler
   VI.2- Conservación de la energía y de la masa. Conservación de la energía mecánica sin presencia de fuerzas no conservativas. Conservación de la energía mecánica con presencia de fuerzas no conservativas.

VII. Mecánica de fluidos.
    VII.1-  Introducción. Ecuaciones diferenciales en medios continuos. Fuerzas sobre superficies sumergidas: Definición de Presión y Principio de Pascal. Ecuaciones fundamentales en Fluidos Ecuación de Bernouilli, ecuación hidrostática, ecuación de continuidad y principio de Arquímedes.
    VII.2- Mecánica de fluidos. Estática. Aproximaciones, naturaleza y propiedad de los fluidos. Fluidos en reposo: ecuación hidrostática. Conservación de energía potencial en un fluido: Principio de Arquímedes: Flotación y estabilidad.
    VII.3- Mecánica de fluidos. Dinámica. Conservación de la masa en el seno de un fluido incompresible sin pérdidas: conservación del caudal o ecuación de continuidad. Conservación de energía mecánica en presencia de fuerzas de presión:  Ecuación de Bernoulli.
    VII.4-  Aplicaciones en Mecánica de Fluidos. Teorema de Torricelli. Efecto  Venturi; Contador venturi, vela de Snipe, efecto Magnus. Pérdidas por fricción; Resistencia hidráulica.


SEGUNDO CUATRIMESTRE:

IX. Temperatura y teoría cinética de los gases. (Equilibrio térmico y temperatura. Escalas de temperatura. Ley de los gases ideales. Teoría cinética de los gases).

X. Calor y primer principio de la termodinámica. (Capacidad térmica y calor específico. Calorimetría. Cambio de fase y calor latente. Experimento de Joule y el primer principio de termodinámica. Trabajo y el diagrama PV para un gas. Procesos casi-estáticos. Diagrama PV).

XI. Segundo principio de la termodinámica. (Máquinas térmicas y el segundo principio de termodinámica. Refrigeradores y el segundo principio de la termodinámica. Máquina de Carnot. Bombas de calor. Entropía. Procesos reversibles e irreversibles).

XII. Interacción eléctrica. (Campo y Potencial electroestáticos. Carga eléctrica y ley de Coulomb. Campo eléctrico. Flujo eléctrico. Líneas de fuerza. Ley de Gauss para el campo eléctrico. Aplicaciones).

XIII. Corriente eléctrica. (Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. Definición de corriente eléctrica. Densidad de corriente. Ley de Ohm y resistencia eléctrica Fuerza electromotriz. Energía en los circuitos eléctricos. Ley de Joule. Circuitos cerrados. Resistencia en serie y en paralelo. Reglas de Kirchoff).

XIV. Interacción magnética. (Campo magnético. Definición de campo magnético. Fuerza sobre un elemento de corriente. Imanes en el interior de campos magnéticos. Acción del campo magnético sobre un circuito plano y sobre un solenoide. Efecto Hall).

XV. Corrientes eléctricas variables. (Fuerza electromotriz de movimiento. Ley de Faraday-Henry. Ley de Lenz. Circuitos R-L. Corrientes de cierre y apertura.).

ACTIVIDADES PRÁCTICAS:


Primer cuatrimestre:

P.1. Ley de Hook, constante de elasticidad de un muelle

P.2 Principio de Arquímedes, densidad de cuerpos y principio de flotabilidad.

Segundo cuatrimestre:

P.3 Calorimetría.

P.4 Circuitos de corriente continua.
 

En los Temas (I a VIII), se entregará un listado de ejercicios propuesto en inglés para la resolución por parte del alumnado.

La metodología de trabajo sigue los "Criterios Generales para la Docencia y la Evaluación en Condiciones de Presencialidad Adaptada durante el Curso 2020-2021. Adenda General a las Memorias de Grado y Máster". Se seguirán por tanto las "Recomendaciones del Ministerio de Universidades a la Comunidad Universitaria para Adaptar el Curso Universitario 2020-2021 a una Presencialidad Adaptada". En particular, la metodología tendrá en cuenta la evolución de la pandemia, cumpliendo además con las medidas de distanciamiento físico y de seguridad establecidas por el Ministerio de Sanidad en cada momento. La presente guía docente se basa en el Escenario 1 de docencia con presencialidad adaptada, mientras que los escenarios 2 (no presencial) y 3 (totalmente presencial) se considerarán en la Adenda a la GD.

En las horas de clases teóricas semanales se expondrán los contenidos del programa de la asignatura. De cara a cumplir con el distanciamiento físico de 1,5 metros exigido por las autoridades sanitarias durante las sesiones presenciales, se establece un aforo máximo para cada una de las aulas utilizadas para la impartición de los grados de la Escuela. En caso de que sea necesario limitar el aforo, se establecerá un sistema de turnos rotatorios. En las correspondientes clases prácticas se explicarán problemas tipo asociados a cada uno de los distintos temas del programa y se proporcionará a los alumnos un conjunto de problemas y ejercicios que deberán preparar para discutir con el profesor en las clases prácticas específicas. Las clases teóricas se simultanearán con las prácticas, realizándose estas últimas al finalizar cada tema.

En el Laboratorio los alumnos trabajarán bien en grupos pequeños o de forma individual, de acuerdo a las recomendaciones sanitarias en cada momento. Serán guiados por el profesor en los distintos experimentos propuestos. El conjunto de clases de laboratorio se repartirán a lo largo de todo el curso.

Los trabajos tutelados se realizarán en el Aula. En estas sesiones los alumnos trabajan en grupo en distintas actividades propuestas por el profesor y bajo su supervisión. El alumno es el protagonista y se enfrenta a la materia de forma autónoma. Por otro lado también es un espacio donde el profesor ayudará con respuestas a las posibles dudas y/o dificultades de aprendizaje, planteadas directamente por el alumno y requieran respuestas inmediatas.

Tutorías individuales, cuyo objetivo es detectar y corregir posibles errores de aprendizaje o bien ayudar con dificultades propias del estudiante:

• En el Escenario 3 de docencia plenamente presencial, se realizan en el despacho del profesor en los días previamente asignados o bien cuando solicite el alumno o grupo de alumnos, como tutorías concertadas.
• Tanto en los escenarios 1 (presencialidad adaptada) como en el 2 (suspensión total de la presencialidad), se realizarán de forma virtual, utilizando la herramienta de Google Meet y concertadas previamente por correo electrónico.

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	84,00	130,00	214,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	16,00	10,00	26,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias	0,00	0,00	0,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Realización de trabajos (individual/grupal)	2,00	24,00	26,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Estudio/preparación de clases prácticas	0,00	12,00	12,0	[CB5], [CB4]
Realización de exámenes	8,00	0,00	8,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Asistencia a tutorías	10,00	4,00	14,0	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]
Total horas
Total ECTS

Física General (I, II y V). Burbano Ercilla, Burbano García, García Muñoz. Ed. Mira

Física para ciencias y la Tecnología. Paul A. Tipler. Ed. Reverté, S.A.
 

Física Universitaria I y II. Sears Zemansky-Young Freedman, Ed. Pearson Education
.

www.campusvirtual.ull.es

A) Según el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), el alumnado, en primera convocatoria, será calificado mediante una evaluación continua, en cuyo caso la nota final será:
NF= 0,80 x NEC + 0,20 x NLAB,                                                                                                              (1)
donde:
- NF: Nota Final
- NEC: Nota de las actividades de evaluación continua (exámenes parciales). Permiten la evaluación de conocimientos y la comprensión de los contenidos básicos de la materia, considerando las habilidades y destrezas del alumnado, sus estrategias y planteamientos en la resolución de problemas. Se realizarán al final de cada tema o conjunto de temas, con un total de 4 bloques: 1) cinemática y dinámica, 2) energía y mecánica de fluidos, 3) termodinámica, y 4) electromagnetismo y teoría de circuitos. El término NEC será el resultado de la media aritmética de los 4 bloques de los que consta la asignatura, siempre y cuando se supere el 4 sobre 10 en cada uno de ellos.
- NLAB: Nota de la actividad en laboratorios (la asistencia a las prácticas es obligatoria). El alumno deberá asistir, presentar un informe de las prácticas realizadas y realizar un examen de los contenidos de las mismas. La nota NLAB será la media ponderada entre ambas, donde el informe será un 60% de la misma (y el examen sobre contenidos un 40%). Para poder aprobar el término NLAB, la nota en ambas partes será al menos de un 3. Los alumnos que hayan superado el término NLAB en los cursos 2017-2018, 2018-2019, o 2019-2020, tendrán superado dicha parte con la misma nota.

Para aprobar la asignatura, los términos NEC y NLAB deben tener como mínimo una puntuación de 5,0. Aquellos alumnos que no hayan superado los exámenes parciales podrán superar dichos bloques en un examen de recuperación al final de cada cuatrimestre, en el que podrán presentarse al bloque/bloques que hayan suspendido.

B) Los alumnos también pueden optar por presentarse únicamente a un examen final en convocatoria, cuya nota sustituirá al término NEC en (1), debiendo realizar las prácticas al igual que los alumnos en evaluación continua.

C) El alumnado que no supere la asignatura en Junio dispondrá de dos convocatorias adicionales en este curso. Para poder acogerse a la evaluación continua, los alumnos deberán haberse presentado al menos a dos de los bloques que forman la asignatura, y haber superado 1/10 de la calificación máxima (10). Si se hubiera superado durante el curso el término NEC (NEC mayor o igual que 5.0), su calificación se conservará y se tendrá en cuenta en estas dos convocatorias extraordinarias. La nota de los bloques superados durante la evaluación continua se conservará en estas convocatorias. Si las actividades prácticas hubieran sido superadas durante la evaluación continua (NLAB mayor o igual que 5,0), su calificación se conservará y se tendrá en cuenta en estas dos convocatorias extraordinarias. En caso contrario, se realizará una prueba de conocimientos de laboratorio junto con el examen de convocatoria, que permitirá aprobar el término NLAB.

D) De acuerdo con el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016), el alumnado acogido a evaluación continua que no asista a la prueba final será calificado en el acta con un "No presentado". Según el artículo 10 punto 3 de dicha resolución, el empleo por parte del alumnado de medios ilícitos o fraudulentos en la realización de la prueba conducirá a la calificación numérica de 0, debiendo abandonar el lugar de la prueba y quedando sujeto a las consecuencias disciplinarias que se pudieran derivar de su conducta.

E) El alumnado que se encuentre en quinta o sexta convocatoria podrá acogerse a evaluación continua en Junio. En caso contrario, será examinado y calificado por un tribunal en evaluación única, al cual puede renunciar.

F) Cualquier otra situación no recogida aquí se atendrá explícitamente a lo que figure en el Reglamento de Evaluación y Calificación de la Universidad de La Laguna (BOC de 19 de enero de 2016)

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]	Cuestionarios tipo opción múltiple donde se ha de dejar patente que se entienden los conceptos básicos de la materia. Representará el 30% de la nota de teoría.	24,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]	Cuestionarios tipo opción múltiple donde se evaluará el dominio de las técnicas experimentales en física trabajadas a lo largo del curso, así como las bases de la teoría de errores en la medida. Estos test representarán el 40% de la nota de prácticas.	8,00 %
Pruebas de desarrollo	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]	Establecerán la capacidad del alumnado para resolver problemas prácticos relacionados con la materia mediante la resolución de problemas. Representarán el 70% de la nota de teoría.	56,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB5], [CB4], [CB3], [CG2], [CG1]	Tanto para la evaluación continuada como en el caso de evaluación única. Corresponderán al 60% de la nota de prácticas.	12,00 %

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema I	Cantidades Fundamentales y derivadas: 1 Análisis dimensional  2 Principio de homogeneidad.   3 Sistemas de unidades.	3.00	4.00	7.00
Semana 2:	Tema II	Magnitudes escalares y vectoriales: 1 Concepto de vector. 2 Clasificación y operaciones con vectores. 3 Producto escalar y vectorial	4.00	6.00	10.00
Semana 3:	Tema II	Momento de un vector: 1 Respecto a un punto y de un eje. 3 Sistema de vectores deslizantes. 4 Momento mínimo. 5 Campos escalares y vectoriales: 6 Gradiente, divergencia y rotacional. 7 Funciones vectoriales, derivadas e integrales.	3.00	6.00	9.00
Semana 4:	Tema III	Cinemática de un punto material: 1 Sistema de referencias. 2 Concepto vectorial y escalar de posición, velocidad y aceleración. 3 Valores medios e instantáneos.  4 Movimiento rectilíneo y curvo.	4.00	6.00	10.00
Semana 5:	Tema III	Análisis de movimientos particulares: 1 Movimiento parabólico. 2 Movimiento curvo en dos dimensiones. 3 Movimiento circular.	3.00	6.00	9.00
Semana 6:	Tema III	Sistemas inerciales y no inerciales 1 Movimiento relativo de translación uniforme: sistemas inerciales. 2 Movimiento relativo de translación no uniforme: sistemas no inerciales. 3 Sistemas con rotacional uniforme. Movimiento relativo con respecto a tierra. Efecto de la rotación.	4.00	8.00	12.00
Semana 7:	Tema IV	Leyes de Newton 1 Primera Ley de Newton: Ley de inercia (sistemas inerciales) 2  Fuerza, Masa y segunda ley de Newton 3 La Ley de la Gravitación Universal; peso y masa 4 Fuerzas en la naturaleza; Fuerzas fundamentales, acción a distacia y fuerzas de contacto  5 Tercera ley de Newton: Fuerzas de Acción y Reacción	3.00	6.00	9.00
Semana 8:	Tema IV	Aplicaciones de las leyes de Newton 1 Movimiento a lo largo de un camino curvo e inclinado. 2 Péndulos 3 Movimientos circulares en presencia de fuerzas externas 4 Fuerzas de fricción estática, dinámica de rodamiento y de arrastre	4.00	8.00	12.00
Semana 9:	Tema V	Momento lineal y angular 1 Definición y su relación con la segunda ley de Newton 2 Conservación del momento lineal y angular 3 Sistemas rotatorios 4 Análisis de choques inelásticos 5 Definición y conservación del centro de masas	3.00	6.00	9.00
Semana 10:	Tema VI	Trabajo y Energía 1 Definición del trabajo sobre un sistema 2 Teorema de Trabajo-Energía Cinética  3 Trabajo con fuerzas variable: producto escalar de dos vectores 4 Potencia 5 Energía Potencial: Fuerzas conservativas y potenciales asociados. Fuerzas no conservativas y dsipación de energía 6 Campo Gravitatorio; potencial gravitatorio, velocidad de escape, tipos de órbitas y Leyes de kepler Práctica P.1. Estudio dinámico y cinemático mediante un sistema armónico: ley de Hook	8.00	6.00	14.00
Semana 11:	Tema VI	Conservación de la energía y de la masa 1 Conservación de la energía mecánica con fuerzas no conservativas 2 Conservación de la energía mecánica con presencia de fuerzas no conservativas	3.00	6.00	9.00
Semana 12:	Tema VII	Mecánica de fluidos. Introducción. 1 Ecuaciones diferenciales en medios continuos. 2 Fuerzas sobre superficies sumergidas: Definición de Presión y Principio de Pascal 3 Ecuaciones fundamentales en Fluidos Ecuación de Bernouilli, ecuación hidrostática, ecuación de continuidad y principio de Arquímedes	4.00	6.00	10.00
Semana 13:	Tema VII	Mecánica de fluidos. Estática 1 Aproximaciones, naturaleza y propiedad de los fluidos. Fluidos en reposo: ecuación hidrostática. 2 Conservación de energía potencial en un fluido: Principio de Arquímedes: Flotación y estabilidad	3.00	6.00	9.00
Semana 14:	Tema VII y VIII	Mecánica de fluidos. Dinámica 1 Conservación de la masa en el seno de un fluido incompresible sin pérdidas: conservación del caudal o ecuación de continuidad 2 Conservación de energía mecánica en presencia de fuerzas de presión:  Ecuación de Bernoulli Aplicaciones en Mecánica de Fluidos 1 Teorema de Torricelli 2 Efecto  Venturi; Contador venturi, vela de Snipe, efecto Magnus 3 Pérdidas por fricción; Resistencia hidráulica Práctica P.2 Medidad de la densidad de un sólido y del empuje	4.00	7.00	11.00
Semana 15:	Evaluación	Aplicaciones en Mecánica de Fluidos 1 Teorema de Torricelli 2 Efecto  Venturi; Contador venturi, vela de Snipe, efecto Magnus 3 Pérdidas por fricción; Resistencia hidráulica Práctica P.2 Medidad de la densidad de un sólido y del empuje	4.00	0.00	4.00
Semana 16 a 18:	Evaluación	Examen de la asignatura	3.00	3.00	6.00
Total			60.00	90.00	150.00

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema IX	Equilibrio térmico y temperatura Escalas de temperatura. Ley de los gases ideales. Teoría cinética de los gases	3.00	5.00	8.00
Semana 2:	Tema X	Capacidad térmica y calor específico. Calorimetría. Cambio de fase y calor latente. Práctica P3. Calorimetría	4.00	8.00	12.00
Semana 3:	Tema X	Experimento de Joule y el primer principio de termodinámica. Trabajo y el diagrama PV para un gas. Procesos casi-estáticos. Diagrama PV.	3.00	6.00	9.00
Semana 4:	Tema XI	Máquinas térmicas y el segundo principio de termodinámica. Refrigeradores y Bombas de calor.	4.00	8.00	12.00
Semana 5:	Tema XI	El segundo principio de la termodinámica. Máquina de Carnot.	7.00	5.00	12.00
Semana 6:	Tema XI	Entropía. Procesos reversibles e irreversibles.	4.00	4.00	8.00
Semana 7:	Tema XII	Carga eléctrica y ley de Coulomb. Campo eléctrico. Flujo eléctrico. Líneas de fuerza.	3.00	6.00	9.00
Semana 8:	Tema XII	Ley de Gauss para el campo eléctrico. Aplicaciones.	4.00	6.00	10.00
Semana 9:	Tema XIII	Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales.	3.00	8.00	11.00
Semana 10:	Tema XIII	Definición de corriente eléctrica. Densidad de corriente. Ley de Ohm y resistencia eléctrica Fuerza  electromotriz. Energía en los circuitos eléctricos. Ley de Joule.	5.00	7.00	12.00
Semana 11:	Tema XIV	Circuitos cerrados. Resistencia en serie y en paralelo. Reglas de Kirchoff. Práctica P.5 Circuitos de corriente continua	3.00	6.00	9.00
Semana 12:	Tema XV	Definición de campo magnético. Fuerza sobre un elemento de corriente. Imanes en el interior de campos magnéticos.	4.00	8.00	12.00
Semana 13:	Tema XV	Acción del campo magnético sobre un circuito plano y sobre un solenoide. Efecto Hall.	3.00	6.00	9.00
Semana 14:	Tema XV	Fuerza electromotriz de movimiento. Ley de Faraday-Henry. Ley de Lenz. Circuitos R-L. Corrientes de cierre y apertura.	3.00	4.00	7.00
Semana 15:	Evaluación	Examen de la asignatura	4.00	0.00	4.00
Semana 16 a 18:	Evaluación	Examen de la asignatura	3.00	3.00	6.00
Total			60.00	90.00	150.00