Física Computacional
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• CG2 - Adquirir una sólida base teórica, matemática y numérica, que permita la aplicación de la Física a la solución de problemas complejos mediante modelos sencillos
• CG3 - Desarrollar una clara percepción de situaciones aparentemente diferentes pero que muestran evidentes analogías físicas, lo que permite la aplicación de soluciones conocidas a nuevos problemas. Para ello es importante que el alumnado, además de dominar las teorías físicas, adquiera un buen conocimiento y dominio de los métodos matemáticos y numéricos mas comúnmente utilizados.
• CG4 - Desarrollar la habilidad de identificar los elementos esenciales de un proceso o una situación compleja que le permita construir un modelo simplificado que describa, con la aproximación necesaria, el objeto de estudio y permita realizar predicciones sobre su evolución futura. Así mismo, debe ser capaz de comprobar la validez del modelo introduciendo las modificaciones necesarias cuando se observen discrepancias entre las predicciones y las observaciones y/o los resultados experimentales.
• CG8 - Poseer la base necesaria para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía, tanto desde la formación científica, (realizando un master y/o doctorado), como desde la actividad profesional.

• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
• CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado

• CE2 - Conocer, comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física.
• CE11 - Adquirir destreza en la modelización matemática de fenómenos físicos.
• CE20 - Utilizar herramientas informáticas en el contexto de la matemática aplicada.
• CE21 - Aprender a programar en un lenguaje relevante para el cálculo científico.
• CE22 - Aprender a utilizar el ordenador como herramienta básica para el cálculo científico y la modelización numérica
• CE23 - Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, así como de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
• CE24 - Afrontar problemas y generar nuevas ideas que puedan solucionarlos
• CE28 - Adquirir hábitos de comportamiento ético en laboratorios científicos y en aulas universitarias.
• CE29 - Organizar y planificar el tiempo de estudio y trabajo, tanto individual como en grupo.
• CE30 - Saber discutir conceptos, problemas y experimentos defendiendo con solidez y rigor científico sus argumentos.
• CE31 - Saber escuchar y valorar los argumentos de otros compañeros.
• CE32 - Saber trabajar e integrarse en un equipo científico multidisciplinar

1.-PROBLEMAS NUMERICOS EN FISICA. Introducción. Metodología. Algunos ejemplos.
2.-SISTEMAS DE ECUACIONES. Método de iteración de un punto. Método de Newton. Método de Newton Generalizado.
3.-CUADRATURA Y DIFERENCIACION NUMERICA. Fórmulas de cuadratura de tipo interpolatorio. Fórmulas de Newton-Cotes. Error en las fórmulas de cuadratura. Cuadratura Gaussiana. Fómulas de cuadratura compuestas. Diferenciación numérica.
4.–INTEGRACION DE ECUACIONES DIFERENCIALES: VALORES INICIALES. Métodos de un paso basados en fórmulas de cuadratura. Métodos multipasos basados en fórmulas de cuadratura. Ejemplos de métodos multipaso.
5.-INTEGRACION DE ECUACIONES DIFERENCIALES: VALORES EN LA FRONTERA Método del disparo. Métodos de diferencias finitas.
6.-FUNDAMENTOS DE TEORIA DE PROBABILIDADES Y SIMULACION. Elementos básicos. Métodos Montecarlo.
7.-AUTOVALORES. Método de la potencia. Métodos de Jacobi. Método de Hyman. Métodos QR.
 

La asignatura se estructura conjuntando clases de desarrollo teórico con clases prácticas. El trabajo autónomo está dividido en el estudio y la realización de problemas de los contenidos teóricos, así como en la realización de las prácticas propuestas y no culminadas en las sesiones de clase

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	27,00	0,00	27,0	[CE29], [CE23], [CE11], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]
Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio)	15,00	0,00	15,0	[CE2], [CB4], [CB2], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias	15,00	0,00	15,0	[CE32], [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE24], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE11], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]
Realización de exámenes	3,00	0,00	3,0	[CE29], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE11], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]
Estudio y trabajo autónomo en todas las actividades	0,00	90,00	90,0	[CE32], [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE11], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]
Total horas
Total ECTS

Métodos Numéricos para Física e Ingeniería. J. Pérez. Ed. García Maroto. (Accesible a través del punto Q de la biblioteca en la plataforma Ingebook) 
Análisis Numérico: Las matemáticas del cálculo científico. D. Kincaid, W. Cheney, Ed. Adisson Wesly 1994.
 

 

S. Sirca, M. Horvat. Computational Methods for Physicists  Springer (2012) (Accesible electrónicamente desde el punto Q de la Biblioteca, buscar en: bases de datos, Springer link books)
Numerical Analysis: A Comprehensive Introduction, H. Schwartz; Ed. J. Wiley, 1989.
Copmutational Physics. Philip O.J. Scherer, Springer 2013 ISBN 978 2 319 00400-6 (Disponible online en punto Q de la Biblioteca ULL)
Métodos Numéricos. J. Douglas Faires y Richard Burden. Ed International Thomson Editores 2004.

Revistas electrónicas de la biblioteca de la ULL

Modalidad de evaluación continua: 
Se desarrollará un modelo de evaluación basado en actividades prácticas de programación, ejercicios y cuestionarios teóricos, que se van a desarrollar continuamente a lo largo del curso. La superación de los cuestionarios teóricos será básica para la evaluación de las actividades prácticas. Para superar la evaluación continua se requiere que se superen tanto la componente práctica como la componente teórica.
Primer ejercicio teórico 25%
Segundo ejercicio teórico 25% 
La suma de la puntuación de ambos ejercicios otorga la calificación de la componente teórica que corresponderá al 50% de la evaluación continua. 
La componente práctica corresponderá al restante 50% 

Una vez superadas ambas la calificación c será ponderada con 50% entre la componente teórica y la práctica. Si alguna de las partes no se superase, la calificación c será la de la componente no superada.

La evaluación de estas actividades se ponderará con la nota del examen final para obtener la calificación global de la asignatura.
La calificación  final (z) se obtendrá ponderando al 50% la calificación de las prácticas realizadas y el ejercicio teórico superados ambos.  
La calificación de la  asignatura se obtendrá siguiendo la fórmula propuesta en la memoria de verificación del grado en Física ponderando la calificación final Z (0:10) con la evaluación continua C (0:10) de la siguiente forma:
p=Z+0.6C(1-Z/10)
Para aplicar la fórmula anterior se requiere que en el examen final se supere 1/3 de la calificación máxima (Z>10/3) y se apruebe la evaluación continua (C>5).
La realización de la componente práctica se realizará en el periodo establecido a lo largo del cuatrimestre y deberá haber sido superada a la finalización de dicho periodo. 
La superación de la componente práctica es requisito obligatorio para poder superar el examen final.   

Evaluación única: 
El alumnado que opta por la evaluación única deberá 
Superar la componente práctica en el periodo establecido a lo largo del cuatrimestre. 
Superar un examen final de la componente teórica en las convocatorias establecidas al efecto. 
La calificación final será la ponderación al 50% de la componente teórica y práctica una vez superadas ambas. Si alguna de las partes no se superase la calificación será la de la componente no superada. 

 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas de desarrollo	[CE32], [CE31], [CE30], [CE29], [CE28], [CE24], [CE23], [CE22], [CE21], [CE20], [CE11], [CE2], [CB4], [CB2], [CG8], [CG4], [CG3], [CG2]	Se evaluará el conocimiento de los conceptos relativos a las cuestiones planteadas y el razonamiento y destreza matemática de las resolución de ejercicios y desarrollo de demostraciones. Especial atención al adecuado planteamiento y a la claridad y orden lógico de  las preguntas teóricas problemas y  ejercicios prácticos  formulados.	100,00 %

* La distribución de los temas por semana es orientativo, puede sufrir cambios según las necesidades de organización docente.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	Tema 1	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P	4.00	5.00	9.00
Semana 2:	Tema 2	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P	4.00	5.00	9.00
Semana 3:	Tema 2	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P	4.00	5.00	9.00
Semana 4:	Tema 2	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P	4.00	5.00	9.00
Semana 5:	Tema 3	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 6:	Tema 3	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 7:	Tema 3	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 8:	Tema 4	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 9:	Tema 4	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 10:	Tema 5	Clases T., Clases P., Estudio Clases T y P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 11:	Tema 5	Clases T., Clases P., Estudio Clases P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 12:	Tema 6	Clases T., Clases P., Estudio Clases P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 13:	Tema 6	Clases T., Clases P., Estudio Clases P, y Trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 14:	Tema 7	Clases T., Clases P., Estudio Clases P, y Trabajos	4.00	6.00	10.00
Semana 15:	Tema 7   (Engloba la semana 15 y 16) Evaluación	Clases T., Clases P., Estudio Clases P, y Trabajos Preparación y Realización de exámenes	4.00	19.00	23.00
Semana 16 a 18:			0.00	0.00	0.00
Total			60.00	90.00	150.00