Física Aplicada a la Ingeniería

La asignatura Física Aplicada a la Ingeniería aborda el conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales, Mecánica de Fluidos, Mecánica de Hilos y Cables y Vibraciones Mecánicas, así como su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. El seguimiento presencial de la asignatura facilita el aprendizaje.

Mª Victoria Carbonell Padrino
Elvira Martínez Ramírez
Mercedes Flórez García

 

Departamento de Física y Mecánica de la Ingeniería Agroforestal.
E.T.S.I. Agrónomos

Ciudad Universitaria s/n 28040 Madrid
Universidad Politécnica de Madrid

Optativa/ Libre elección

Puente 25 de Abril. Fotógrafo: [http://www.geocities.com/opgago/ Osvaldo Gago]
Extraído de http://en.wikipedia.org/wiki/File:25th_April_Bridge_and_boat.JPG

 

Número de créditos: 6

 

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Se recomienda haber cursado la asignatura Física de primer curso y poseer conocimientos básicos de Física y Matemáticas.

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

La asignatura Física Aplicada a la Ingeniería aborda el conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales, Mecánica de Fluidos, Mecánica de Hilos y Cables y Vibraciones Mecánicas, así como su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. El seguimiento presencial de la asignatura facilita el aprendizaje.

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

 Objetivos generales y transversales:

  • Profundizar en los conceptos fundamentales de física.
  • Adquirir los conocimientos básicos y necesarios para abordar asignaturas que el alumno cursará posteriormente en el ámbito de la ingeniería agroforestal.
  • Romper la barrera entre la teoría que se estudia y la realidad experimental a la que puede aplicarse.
  • Ejercitar las técnicas de resolución de problemas y casos prácticos de aplicación directa de los temas desarrollados en las clases teóricas.
  • Usar correctamente los métodos matemáticos como herramienta imprescindible.

 

Objetivos específicos:

Tema 1. Teoría de campos y operadores diferenciales

  • Diferenciar los conceptos de campo escalar y campo vectorial, y conocer sus propiedades.
  • Conocer los operadores diferenciales, y su aplicación.
  • Aprender el cálculo de flujo y circulación de un campo vectorial, y aplicación de los teoremas correspondientes.
  • Distinguir los conceptos de potencial escalar y potencial vector, y conocer las técnica para su cálculo.

Tema 2. Mecánica de fluidos

  • Distinguir fluidos reales e ideales, y su comportamiento.
  • Aprender las ecuaciones fundamentales de la estática y la dinámica de fluidos (Euler y Helmholtz).
  • Saber establecer las ecuaciones del movimiento de un fluido en una conducción (Teorema de Benoulli, ecuación de continuidad, Torricelli).
  • Determinar: presión, velocidad y cota en cualquier punto de un fluido.
  • Representar Líneas de altura total y línea de altura piezométrica.
  • Conocer los tipos de movimiento de un fluido en relación a su variación espacial y temporal (permanente, variable, uniforme).
  • Conocer la fuerza que ejerce el fluido sobre un área plana y saber calcular su centro de empuje. Aplicación: diques y compuertas.

Tema 3. Mecánica de hilos

  • Conocer los conceptos de hilo y tensión
  • Saber establecer las condiciones de equilibrio de un hilo.
  • Saber aplicar las condiciones de equilibrio de un hilo al caso particular de fuerzas paralelas: catenaria y puente colgante.
  • Resolver problemas de equilibrio de hilos. Aplicación a los tendidos eléctricos.
  • Estudiar el equilibrio de un hilo sobre superficies lisas y superficies rugosas: aplicación a cabrestantes.

Tema 4. Vibraciones mecánicas

  • Distinguir los movimientos armónico y no armónico.
  • Identificar las fuerzas que actúan sobre un sistema vibrante.
  • Clasificar las vibraciones en función de la presencia o ausencia de amortiguamiento y de estímulos externos.
  • Saber deducir la ecuación diferencial que rige el movimiento en cada tipo de vibración.
  • Analizar los distintos movimientos vibratorios desde el punto de vista energético.
  • Conocer los efectos resonantes y su trascendencia y aplicación en el ámbito de la ingeniería.
  • Saber diseñar amortiguadores para evitar la transmisión de vibraciones.

 

COMPETENCIAS

Generales y transversales:

Que los estudiantes tengan la capacidad de:

  • Análisis y síntesis, razonamiento crítico y resolución de problemas.
  • Transmitir con claridad y rigor información, ideas, problemas y soluciones de forma oral y escrita
  • Reunir e interpretar datos relevantes y emitir juicios/li>
  • Trabajo en equipo
  • Desarrollo de habilidades de aprendizaje para emprender estudios posteriores.
  • Conocimiento, gestión y uso de las tecnologías de la información y la comunicación.
  • Aplicar los conocimientos adquiridos a la práctica de la ingeniería agraria.

 

Específicas:

  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Campos y Operadores Diferenciales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Mecánica de Fluidos y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Teoría de Mecánica de Hilos y Cables y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
  • Conocimiento, compresión, de los principios y leyes generales de la Física en Vibraciones Mecánicas y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

 

MATERIAL DOCENTE

La asignatura se imparte mediante clases presénciales, complementadas con presentaciones power point. Se realizan ejercicios prácticos y resolución de problemas.

El alumno dispone de las plataformas aulaweb y moodle con material docente y cuestionarios que permiten la autoevaluación

El Universo Mecánico. (1992). California Institute of Technology. 52 videos.

Recomendados: Lección 16: movimiento armónico; L.17: resonancia; L.18: ondas

 

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

La asignatura se evalúa mediante un examen final escrito. Se valora la asistencia a clase, los problemas resueltos entregados y cuestionarios realizados (moodle) con un máximo del 20% de la nota

 

Copyright 2009, Autores y colaboradores. Reconocer autoría/Citar obra. Padrino, M. V. C., Ramírez, E. M., García, M. F. (2010, March 02). Física Aplicada a la Ingeniería. Retrieved May 09, 2011, from OCW UPM - OpenCourseWare de la Universidad Politécnica de Madrid Web site: http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/fisica-aplicada-a-la-ingenieria. Esta obra se publica bajo una licencia Licencia Creative Commons
Artículo original: OCW

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