Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Fundamentos Físicos de la Ingeniería Código 730112102
Titulación
Enxeñeiro Naval e Oceánico
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo Anual
Primeiro Obrigatoria 13.5
Idioma
Castelán
Galego
Prerrequisitos
Departamento
Coordinación
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web
Descrición xeral - Presentación integrada das distintas partes de la Física
- Estudio dos principios básicos da disciplina.
- Amosar, a nivel básico, aplicacións da materia coa vista posta na formación como Enxeñeiro

Competencias do título
Código Competencias da titulación

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Aprender a resolver problemas de Física A1
A2
A3
B1
B2
B3
B4
B5
B8
B10
B11
B12
B15
B16
B17
B18
B22
C1
C3
C7
Aplicar un pensamento crítico, científico e creativo en todos os ámbitos da vida. A1
A2
A3
B1
B2
B3
B4
B12
B16
B18
C1
C3
C7
Estudio a nivel xeral de cada unha das partes da Física con presentación dos correspondientes principios básicos A1
A3
B1
B3
B8
B10
B11
B12
C1
C3
C7

Contidos
Temas Subtemas
Capítulo I TEMAS PRELIMINARES



Tema 1 INTRODUCCIÓN Á FÍSICA
1.1 A Física e os seus obxectivos
1.2 Metodoloxía da Física
1.3 Ámbito e partes da Física
1.4 Relación da Física con outras ciencias e ca Enxeñería
1.5 Aplicación da Física á descrición do noso Universo

Tema 2 MAGNITUDES FÍSICAS
2.1 Magnitudes físicas e clases. Ordenes de magnitude no noso Universo
2.2 Magnitudes fundamentais e derivadas
2.3 Unidades e dimensións. Sistemas de unidades
2.4 Introducción ao método experimental. Aparatos de medida
2.5 Medidas e incertezas. Tipos de incertezas
2.6 Introducción ao cálculo de incertezas nas magnitudes físicas.

Tema 3 MAGNITUDES VECTORIAIS
3.1 Magnitudes escalares e vectoriais
3.2 Vectores. definición, clasificación e elementos determinantes
3.3 Operacións con vectores. Suma e producto por un escalar
3.4 Producto escalar, producto vectorial e producto mixto.
3.5 Orientación do espacio.


Capítulo II ESTÁTICA



Tema 4 EQUILIBRIO DO PUNTO MATERIAL
4.1 Forzas. Concepto e unidades
4.2 Forzas sobre unha partícula. Primeira lei de Newton
4.3 Forzas de acción e reacción. Terceira lei de Newton

Tema 5 SISTEMAS DE FORZAS
5.1 Momento central dun vector. Definición e propiedades
5.2 Momento axial dun vector. Propiedades
5.3 Resultante e momento resultante. Teorema de Varignon
5.4 Centro de masas. Definición e propiedades
5.5 Determinación do centro de masas en casos con simetría. Teorema de Pappus-Guldin

Tema 6 EQUILIBRIO DO SÓLIDO RÍXIDO
6.1 Forzas externas e internas nun sólido ríxido
6.2 Ecuacións de equilibrio do sólido ríxido
6.3 Reducción a un sistema equivalente: resultante e momento resultante
6.4 Diagrama de sólido libre. Reaccións e ligaduras
6.5 Introducción ao rozamento
Capítulo III CINEMÁTICA


Tema 7 CINEMÁTICA DO PUNTO
7.1 Vector de posición. Desprazamento e traxectoria
7.2 Velocidade e aceleración. Definicións e unidades
7.3 Compoñentes tanxencial e normal da aceleración
7.4 Estudio de movementos rectilíneos: movemento uniforme e uniformemente acelerado
7.5 Movemento harmónico simple, amortecido e forzado
7.6 Movemento circular. Concepto de velocidade e aceleración angular.
7.7 Composición de movementos. Principio de Galileo. Aplicación ao movemento parabólico.
7.8 Movemento xeral nun plano. Velocidade e aceleracións en coordenadas cartesianas e polares.

Tema 8 MOVIMENTO RELATIVO
8.1 Movemento de translación e de rotación
8.2 Movemento absoluto, relativo e de arrastre. Transformación de Galileo
8.3 Velocidade dun punto no movemento relativo
8.4 Aceleración dun punto no movemento relativo. Teorema de Coriolis
8.5 Aplicación: influencia da rotación da Terra no movemento dun punto sobre a superficie
8.6 Aplicación do movemento relativo ao movemento xeral dun sólido ríxido
Capítulo IV DINÁMICA DO PUNTO MATERIAL



Tema 9 PRINCIPIOS FUNDAMENTAIS DA DINÁMICA DO PUNTO
9.1 Leis de Newton
9.2 Cantidade de movemento. Teorema de conservación
9.3 Momento cinético. Teorema de conservación. Aplicación ao caso de forzas centrais
9.4 Dinámica do movemento relativo. Forzas de inercia
9.5 Forzas de rozamento. Coeficientes estáticos e dinámicos de rozamento.
9.6 Dinámica do movemento oscilatorio. Oscilacións libres e forzadas. Resonancia

Tema 10 TRABALLO E ENERXÍA
10.1 Traballo e potencia. Definición e unidades
10.2 Enerxía cinética. Teorema da enerxía. Aplicacións
10.3 Sistemas conservativos e disipativos
10.4 Traballo nun campo conservativo. Enerxía potencial.
10.5 Teorema de conservación da enerxía mecánica. Aplicacións á resolución de problemas dinámicos.
10.6 Discusión do movemento unidimensional: valados e pozos de potencial. Oscilador harmónico.
10.7 Disipación por rozamento. Oscilador harmónico amortecido
Capítulo V DINÁMICA DOS SISTEMAS



Tema 11 DINÁMICA DUN SISTEMA DE PARTÍCULAS
11.1 Sistema de dúas partículas. Centro de masas e masa reducida
11.2 Movemento do centro de masa dun sistema de partículas
11.3 Momento cinético dun sistema de partículas. Teorema de conservación
11.4 Enerxía cinética dun sistema de partículas. Teorema de conservación
11.5 Estudio dos procesos de colisión. Choques elásticos, inelásticos e parcialmente elásticos. Coeficiente de restitución.

Tema 12 DINÁMICA DO SÓLIDO RÍXIDO
12.1 Momento cinético do sólido ríxido
12.2 Momentos de inercia. Definición e propiedades
12.3 Determinación dos momentos de inercia en sistemas con simetría
12.4 Teorema de Steiner
12.5 Ecuación do movemento de rotación dun sólido ríxido
12.6 Enerxía cinética de rotación. Traballo e potencia no movemento de rotación
12.7 Xiróscopos e precesión

Tema 13 GRAVITACIÓN
13.1 Lei de Newton da gravitación universal. Campo gravitatorio
13.2 Potencial gravitatorio. Aplicación ao movemento de satélites
13.3 Movemento planetario. Leis de Kepler
13.4 Determinación do potencial gravitatorio en sistemas con simetría
13.5 Peso, peso aparente e aceleración da gravidade

Capítulo VI FÍSICA DOS MEDIOS DEFORMABLES



Tema 14 SÓLIDOS DEFORMABLES
14.1 Propiedades elásticas do sólidos. Deformación baixo tensión. Lei de Hooke
14.2 Enerxía potencial elástica. Traballo de deformación
14.3 Deformación permanente. Plasticidade. Diagrama tensión-deformación.
14.4 Deformación por tracción ou compresión. Módulo de Young
14.5 Deformación por esforzo cortante ou torsión. Módulo de rixidez
14.6 Módulo de compresibilidade

Tema 15 ESTÁTICA DE FLUÍDOS
15.1 Fluídos. Definición e propiedades
15.2 Presión. Principio de Pascal. Determinación de presións. Manómetros.
15.3 Ecuación fundamental da hidrostática. Forzas hidrostáticas
15.4 Principio de Arquímedes. Equilibrio de corpos mergullados e flotantes
15.5 Fenómenos de superficie nos líquidos. Tensión superficial

Tema 16 DINÁMICA DE FLUÍDOS
16.1 Fluxo dun fluído. Conservación da masa: ecuación de continuidade
16.2 Ecuación de movemento: ecuación de Euler
16.3 Conservación da enerxía nun fluído: ecuación de Bernuilli
16.4 Aplicacións. Teorema de Torricelli
16.5 Medida hidrodinámica de presións e velocidades. Efecto Venturi. Tubo de Pitot. Tubo de Prandtl
16.6 Viscodidade. Distintos réximes de fluxo fluído. Número de Reynolds


Capítulo VII TERMODINÁMICA


Tema 17 TEMPERATURA E EQUILIBRIO TÉRMICO
17.1 Temperatura e equilibrio térmico. Principio Cero da termodinámica
17.2 Medida da temperatura. Termómetros
17.3 Leis dos gases e temperatura
17.4 Gas Ideal. Ecuación de estado do gas ideal
17.5 Gases reais. Desviacións con relación aos gases ideais. Cambios de fase


Tema 18 CALOR E TRABALLO. PRIMEIRO PRINCIPIO DA TERMODINÁMICA
18.1 Sistemas e procesos termodinámicos
18.2 A calor como transferencia de enerxía. Equivalente mecánico da calor
18.3 Capacidade calorífica e calor latente
18.4 Calores específicos dos gases ideais. Relación de Mayer
18.5 Traballo realizado sobre un gas ideal
18.6 Camiños entre estados termodinámicos. Funciones de estado
18.7 Enerxía interna e Primeiro Principio da termodinámica
18.8 A transferencia da calor: conducción, convección e radiación

Tema 19 APLICACIÓNS DO PRIMEIRO PRINCIPIO
19.1 Procesos termodinámicos fundamentais: isobáricos, isócoros, isotérmicos e adiabáticos
19.2 Procesos cuasiestáticos e procesos lonxe do equilibrio
19.3 Calor e traballo nos procesos termodinámicos fundamentais.
19.4 Calor e traballo nos procesos cíclicos. Ciclos de Otto e Diesel

Tema 20 SEGUNDO PRINCIPIO DA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA
20.1 Calor e traballo non procesos reversible e irreversibles. Expansión brusca disipación por rozamento
20.2 Segundo Principio da termodinámica. Enunciados de Clausius e Kelvin-Planck
20.3 Ciclo de Carnot e eficiencia máxima das máquinas térmicas
20.4 Escala termodinámica de temperaturas. Terceiro Principio da termodinámica
20.5 Entropía. Definición e cálculo en procesos reversibles e irreversibles
20.6 Enunciado do Segundo Principio en termos da entropía: desigualdade de Clausius e principio de incremento da entropía
20.7 Interpretación estatística da entropía
Capítulo VIII INTERACCIONES ELECTROMAGNÉTICAS


Tema 21 CAMPO ELÉCTRICO
21.1 Cargas eléctricas. Natureza e unidades. Conductores e illantes
21.2 Lei de Coulomb. Campo eléctrico creado por cargas puntuais en repouso
21.3 Campo eléctrico creado por distribucións discretas de carga. Principio de superposición
21.4 Fluxo electrostático. Teorema de Gauss aplicado á electrostática

Tema 22 POTENCIAL ELÉCTRICO
22.1 Potencial eléctrico. Definición e unidades
22.2 Potencial eléctrico creado por cargas puntuais ou distribucións de carga
22.3 Potencial eléctrico como integral de campo eléctrico
22.4 Aceleración de partículas baixo diferencias de potencial. O electrón-voltio como unidade de enerxía
22.5 Campo eléctrico e potencial en conductores e illantes. Discusión xeral
22.6 Medida de diferencias de potencial. Voltímetros

Tema 23 CAPACIDADE E PROPIEDADES DE DIELÉCTRICOS
23.1 Capacidade electrostática. Definición e unidades. Enerxía almacenada polo campo eléctrico
23.2 Capacidade dun sistema de conductores. Condensadores. Asociación de condensadores.
23.3 Determinación da capacidade dun condensador plano, cilíndrico e esférico
23.4 Efecto dun dieléctrico sobre a capacidade dun condensador
23.5 Teorema de Gauss en presencia dun dieléctrico. Desprazamento eléctrico

Tema 24 CORRENTE ELÉCTRICA E RESISTENCIA
24.1 Transporte de cargas baixo diferencias de potencial. Intensidade de corrente. Definición e unidades. Medida de intensidade: amperímetros
24.2 Conductancia e resistencia. Definición e unidades. Asociacións de resistencias. Lei de Ohm. Medida de resistencias: ohmímetros. Pontes de Wheatstone e fío.
24.3 Enerxía e potencia na corrente eléctrica. Efecto Joule. Medida de potencias eléctricas
24.4 Análise microscópico da corrente eléctrica: densidade de corrente e lei de Ohm

Tema 25 CAMPO MAGNÉTICO. FORZAS SOBRE CARGAS EN MOVIMENTO
25.1 Introducción ao magnetismo. Imáns e correntes. Experiencia de Oersted. Inducción magnética. Unidades
25.2 O campo magnético como un efecto relativista
25.3 Forza de Lorentz. Órbitas de partículas en campos magnéticos
25.4 Forza magnética sobre unha liña de corrente
25.5 Forza e momento sobre un circuíto. Momento magnético dunha espira
25.6 Aplicacións. Galvanómetros e motores de corrente continua

Tema 26 CAMPOS MAGNÉTICOS XERADOS POR CORRENTES
26.1 Campo magnético orixinado por unha corrente. Lei de Biot-Savart
26.2 Aplicacións: campo xerado por conductores rectilíneos e espiras circulares. Liñas de inducción magnética. Fluxo magnético.
26.3 Forzas entre conductores paralelos. Definición de amperio
26.4 Teorema de Ampère. Aplicacións. Casos de solenoide recto e toroidal

Tema 27 PROPIEDADES MAGNÉTICAS DA MATERIA
27.1 Momento dipolar magnético. Magnetización. Susceptibilidade e permeabilidade magnética
27.2 Campo magnético
27.3 Materiais magnéticos: paramagnetismo, diamagnetismo e ferromagnetismo
27.4 Circuítos magnéticos con núcleo de ferro. Electroimáns
27.5 Campo magnético terrestre

Tema 28 INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
28.1 Lei de inducción de Faraday e lei de Lenz
28.2 Forza electromotriz inducida por campos magnéticos variables no tempo
28.3 Forza electromotriz inducida polo movemento de espiras no seno de campos magnéticos. Aplicación á xeración de corrente alterna
28.4 Inducción mutua entre espiras. Autoinducción
28.5 Enerxía almacenada polo campo magnético

Tema 29 CIRCUITOS ELÉCTRICOS
29.1 Intensidade de correntes nun circuíto de corrente continua. Leis de Kirchoff
29.2 Cálculo de tensións e correntes en circuítos RC, RL, LC e RLC. Oscilacións eléctricas
29.3 Oscilacións eléctricas forzadas: circuítos de corrente alterna. Resistencia, reactancia e impedancia. Resonancia
29.4 Enerxía e potencia en circuítos de corrente alterna. Valores eficaces e factor de potencia

Tema 30 ECUACIONES DE MAXWELL
30.1 Revisión das leis experimentais e teoremas integrais relativos aos campos eléctrico e magnético
30.2 Xeralización do concepto de corrente. Corrente de desprazamento
30.3 Xeralización do teorema de Ampère. Campos magnéticos inducido pola variación de campos eléctricos
30.4 Forma integral das ecuacións de Maxwell

Capítulo IX ONDAS

Tema 31 MOVIMENTO ONDULATORIO
31.1 Movemento ondulatorio. Descrición matemática dunha onda
31.2 Ecuación de ondas. Aplicación a distintos fenómenos ondulatorios
31.3 Ondas lonxitudinais e transversais. Polarización
31.4 Ondas progresivas e ondas estacionarias. Superposición de ondas. Batidos. Velocidades de grupo e fase. Medios dispersivos
31.5 Onde en dúas e tres dimensións. Medios dispersivos
31.6 Principio de Huygens-Fresnel
31.7 Foco emisor en movemento: efecto Doppler. Aplicacións

Tema 32 ONDAS SONORAS. ACÚSTICA
32.1 Ondas en medios elásticos. Velocidade de propagación
32.2 Propiedades do son. Intensidade e compoñentes espectrais
32.3 Tono e timbre de elementos acústicos. Intervalos e escalas musicais

Tema 33 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
33.1 Ondas electromagnéticas como solución das ecuacións de Maxwell. Espectro electromagnético. Índice de refracción
33.2 Polarización de ondas electromagnéticas. Aplicacións
33.3 Enerxía e momento dunha onda electromagnética.Vector de Poynting. Presión da radiación
33.4 Radiación de ondas electromagnéticas. Dipolos oscilantes

Tema 34 ÓPTICA XEOMÉTRICA E ONDULATORIA
34.1 Raios e superficies de onda
34.2 Reflexión e refracción en superficies plans. Leis de Snell. Ángulo límite e reflexión total
34.3 Interferencias ópticas. Experimento de Young. Distribución de intensidade en franxas de interferencia
34.4 Fenómenos de difracción. Descrición cualitativa. Xustificación a partir do Principio de Huygens
34.5 Sistemas ópticos. Aplicacións


Capítulo X FÍSICA MODERNA.



Tema 35 RELATIVIDADE ESPECIAL
35.1 Postulados de Ensitein. Transformacións de Lorentz
35.2 Consecuencia da transformación de Lorentz. Simultaneidade e coincidencia espacial
35.3 Contracción de lonxitudes e dilatación temporal. Intervalo entre sucesos. Causalidade
35.4 Lei de adicción das velocidades
35.5 Cantidade de movemento e enerxía relativista. Teorema de conservación da masa-enerxía
35.6 Ecuación de Einstein. Aplicación aos procesos nucleares. Fisión e fusión nuclear

Tema 36 FÍSICA CUÁNTICA
36.1 Efecto fotoeléctrico. Fotóns: propiedades
36.2 Dualidade onda-corpúsculo. Ondas de materia de De Broglie. Principio de incerteza
36.3 Interpretación ondulatoria do movemento das partículas. Ecuación de Schrödiger
36.4 Introducción á teoría cuántica do átomo. Niveles de enerxía e números cuánticos. Spin. Transicións atómicas
36.5 Introducción á mecánica estatística. Funcións de distribución cuánticas e de Boltzmann. Aplicación ao láser
36.6 Introducción á teoría de sólidos. Conductividade eléctrica. Semiconductores. Propiedades magnéticas
36.7 Modelos nucleares. Partículas subnucleares e o modelo de quarks. O modelo estándar.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Prácticas de laboratorio 15 3.75 18.75
Proba obxectiva 4 20 24
 
Atención personalizada 6 0 6
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Prácticas de laboratorio Realización das prácticas de laboratorio: 3 prácticas (6 horas) no primeiro cuadrimestre e 4 (8 h) no segundo.
Proba obxectiva un exame final en xuño e un exame extraordinario en setembro.
Como orientación: entre 6 e 10 preguntas de teoría e entre 4 e 2 exercicios.



Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Descrición
Titorias sobre os temas das clases de Teoría, sobre a resolución de exercicios e outros ámbitos relacionados coa materia.

Titorías

Alberto Ramil Rego: xoves e venres de 10:00 a 13:00 h, despacho 205
J. Carlos Álvarez Feal: mércores, xoves e venres de 12:30 a 14:30 h, despacho 10 no Edificio de Talleres
Emilio Saavedra Otero: luns e martes de 15:30 a 18:30 h, despacho 116

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio Obrigatorias e a nota (1 punto como máximo) sumarase unha vez aprobada a materia. 10
Proba obxectiva O exame de teoría aportará o 40% da nota e o de problemas o 60% 90
 
Observacións avaliación
Prácticas de laboratorio
• A realización e superación das Prácticas de Laboratorio será obrigatoria para todos os alumnos matriculados. Realizaranse no ano académico no que o alumno se matricule por primeira vez na materia e puntuaranse de 0 a 10.
• A cualificación das prácticas, L, manterá a súa validez durante ese ano académico e os dous seguintes.
• A partir do terceiro ano, toda vez que estean realizadas as prácticas de laboratorio, o seu valor L será de cero.


Fontes de información
Bibliografía básica Alonso M., Finn, E. (1986-1995). Física. Addison-Wesley
José María de Juana (2003-2007 (2ª Ed.)). Física General. Pearson
Santiago Burbano de Ercilla, Enrique Burbano Garcia, Carlos Gracia Muñoz. (2006). Física General. Tébar

Bibliografía complementaria Resnick, Halliday, Krane (1993). Física. Compañía Editorial Continental
Feynman, Leighton, Sands (1987). Física. Addison-Wesley-Iberoamericana
Serway, Jewett (2005). Física para ciencias e ingenierías. Thomson
Gettys, Keller, Skove (2005). Física para ingeniería y ciencias. McGraw-Hill
Tipler, Mosca (2005). Física para la ciencia y la tecnología. Reverté
Giancoli (2002). Física para universitarios. Pearson
F.W. Sears, M.W. Zemansky, H.D. Young (1986). Física Universitaria. Addison-Wesley Iberoamericana
Burke, Lea (2001). Física: la naturaleza de las cosas. Thomson Paraninfo

Problemas de Física

- Alcaraz, López, López; “Física problemas y ejercicios resueltos”, Pearson (2006)

- Burbano, García, Muñoz; “Problemas de Física”, Tébar.

- Yáñez, Ramil, Ocaña; “Problemas de física”, Dpto. Ing. Naval y Oceánica e Ingeniería Mecánica (2002).

Prácticas de Física

- López, “Métodos Experimentales para el laboratorio de física”, Tórculo (2001)

- Gil, Rodriguez; “Física re-creativa experimentos de física usando nuevas tecnologías”, Prentice Hall (2001).

Física con ordenador

- Wilson, Buffa, Lou; “Física”, 5ª ed, Pearson (2003).

- Christian; Belloni, Cox; “Physlet Physics interactive illustrations, explorations, and problems for introductory physics”, Pearson (2003).

- Esquembre, et al; “Fislets enseñanza de la física con material interactivo”, Pearson (2004).

- Kirkup; “Data analysis with Excel an introduction for physical scientists”, Cambridge University Press (2002).

Otros recursos:

Plataforma virtual UDC (Moodle)

- campusvirtual.udc.es/moodle

Simulaciones

- Curso Interactivo de Física en Internet de Ángel Franco, (http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica)

- Physlets (http://webphysics.davidson.edu/Applets/Applets.html)

- Alberto Ramil (www.udc.ii.es/lail/em)

Webs de física

- OCW/Universia

- Institute of Physics (http://www.iop.org/)

- American Association of Physics Teachers (http://www.aapt.org/)

Colección de audiovisuales: “El universo mecánico”


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Cálculo Infinitesimal/730112103
Álgebra Lineal/730112104
Química/730112108

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías