Universitat Internacional de Catalunya

Física

Física
9
7976
1
Segon semestre
FB
Mòdul Propedèutic
Fisica
Llengua d'impartició principal: anglès

Altres llengües d'impartició: català, castellà

Professorat


Dr. CASARIEGO VALES, Pedro - pcasariego@uic.es

 

Dimarts i dimecres de 10.00 a 11.00, amb cita prèvia als correus electrònics del professor corresponent:

 

a) Mecànica Clàssica:

 

 

b) Instal·lacions:


Presentació

  • Assignatura Obligatòria i corresponent al Mòdul Propedèutic.
  • 1r Curs Grau en ARQUITECTURA
  • 2n Semestre
  • 9 crèdits ECTS.
  • Professor responsable: Dr. Pedro Casariego Vales
  • Professors: Dr. Pedro Casariego Vales, Juan Ignacio Eskubi, Roberto Aparicio, Ravil Gizatulin, Amaya Arizmendi,

L'assignatura de Física es divideix en dues parts: Mecànica Clàssica i Instal·lacions. Mecànica Clàssica, que s’emmarca dins de la Física Clàssica o Física Newtoniana, se centra en l'anàlisi del comportament de cossos sotmesos a l'acció d'un sistema de forces. Instal·lacions es centra en l'anàlisi d'Òptica i Fluids, que també són branques de la Física Clàssica. L'assignatura consta de 15 setmanes. Durant les primeres 11 setmanes (80% de les classes) s’imparteix Mecànica Clàssica. Les 4 setmanes restants s’imparteixen Instal·lacions (20% de les classes).

1. Mecànica Clàssica En aquesta part es presenta a l'alumne l'Estàtica, que estudia el comportament de cossos rígids sotmesos a forces equilibrades, és a dir, cossos que estan en repòs o en moviment rectilini uniforme. L'Estàtica és la teoria que es presenta habitualment en el primer curs en les carreres d'Arquitectura i Enginyeria, ja que molts dels problemes pràctics que presenten les estructures d'edificació poden ser analitzats aplicant els seus principis. És important comprendre que l'Estàtica és fonamental per abordar correctament les assignatures d'estructures que s'imparteixen en cursos superiors.

2. Instal·lacions En aquesta part es presenta a l'alumne els principis bàsics de l'òptica, fluids i transferències de calor, que seran essencials per a la formació en l'àmbit de l'arquitectura. En primer lloc, s’expliquen els conceptes de la física. En segon lloc, s’apliquen als problemes bàsics en l'arquitectura. Els arquitectes, donada l'abast de la seva professió, hauran de tractar al llarg de la seva vida amb les instal·lacions que fan referència a qualsevol edifici. Així, per poder entendre com funcionen les instal·lacions com ventilació, electricitat, confort tèrmic i sanejament, és imprescindible entendre els conceptes bàsics de cadascuna d'elles. Per interioritzar els conceptes teòrics, es realitzen una sèrie d'exercicis relacionats amb les instal·lacions en l'arquitectura, com el dimensionament de conductes de renovació d'aire, distribució de pressió d'aigua en un habitatge, calcular el nombre de llums necessàries en un espai, etc.

 

Requisits previs

Es recomana tenir clars els conceptes bàsics de física i matemàtiques que s’imparteixen al Batxillerat i haver superat l'assignatura de matemàtiques que s’imparteix en el primer quadrimestre del primer curs d'arquitectura.

 

Objectius

  • Adquirir els principis bàsics de l'Estàtica.
  • Plantejar i analitzar amb fluïdesa l'equilibri estàtic d'un sistema de forces.
  • Manejar i aplicar correctament els principis del camp vectorial.
  • Obtenir amb correcció els diagrames d'esforços interns d'estructures planes isostàtiques.
  • Comprendre la geometria de masses i aplicar els seus principis.
  • Manejar amb soltesa els conceptes elementals de la Mecànica de Fluids, Òptica i transmitància tèrmica i confort tèrmic.
  • Desenvolupar capacitat analítico-reflexiva i valorar adequadament la informació que envolta un problema pràctic.

 

Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació

  • 12-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar estructures d'edificació.
  • 15-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar solucions de fonamentació.
  • 17 - Aptitud per aplicar les normes tècniques i constructives.
  • 24 - Coneixement adequat de la mecànica de sòlids, de mitjans continus i del sòl, així com de les qualitats plàstiques, elàstiques i de resistència dels materials d'obra pesada.

Resultats d’aprenentatge de l’assignatura

  • Capacitat per manejar amb fluïdesa els principis bàsics de l'Estàtica: a) Comprendre els principis del camp vectorial, b) Analitzar sistemes de forces, c) Determinar diagrames d'esforços interns d'estructures isostàtiques, d) Manejar amb soltesa els principis de la geometria de masses.
  • Capacitat per predimensionar a grans trets, les instal·lacions referents a renovació d'aire, transmitància de tancaments, requeriments mínims d'il·luminació i quantitat de llums necessàries en una àrea determinada.
  • Capacitat per predimensionar les màquines necessàries per subministrar el confort tèrmic en un edifici, i la potència elèctrica necessària.

 

Continguts

A) MECÀNICA CLÀSSICA. 11 SETMANES TEMA 1. INTRODUCCIÓ

  1. Introducció a la mecànica.
  2. Antecedents històrics.
  3. Lleis de Newton.
  4. Magnituds fonamentals i magnituds derivades.
  5. Unitats de Mesura.
  6. Sistema Internacional de Mesures.
  7. Consideracions dimensionals.

TEMA 2. CAMP VECTORIAL

  1. Introducció.
  2. Magnituds Escalaris i Magnituds Vectorials.
  3. Tipus de vectors.
  4. Components rectangulars d'un vector.
  5. Operacions amb vectors: a) Suma de vectors, b) Resta de vectors, c) Multiplicació escalar, d) Producte escalar i les seves propietats, e) Producte vectorial i les seves propietats, f) Triple producte escalar i les seves propietats.

TEMA 3. FORCES I SISTEMES DE FORCES

  1. Introducció.
  2. Forces i les seves característiques: a) Sistemes de forces, b) Principi de Transmissibilitat.
  3. Sistema de Forces Concurrents.
  4. Moment d'una força. Característiques. Representació vectorial d'un moment.
  5. Teorema de Varignon.
  6. Parells de força i les seves característiques.
  7. Descomposició d'una força: Força i Moment.
  8. Sistema de Forces Equivalents.
  9. Punts de tall entre la línia d'acció d'una força i els eixos coordinats.

TEMA 4. EQUILIBRI DE COSSOS RÍGIDS

  1. Equilibri de cossos rígids.
  2. Idealització de suports. Condicions de contorn.
  3. Grau d'hiperestatisme d'una Estructura.

TEMA 5. ESFORÇOS INTERNS EN ELEMENTS ESTRUCTURALS

  1. Forces internes. Introducció.
  2. Components dels esforços interns: a) Axial, Tallant, Flexor i Torsor. b) Esforços positius i negatius. Significat, c) Criteri internacional de signes, d) Talls, f) Determinació d'Esforços interns, g) Estructures Isostàtiques: bigues i pòrtics.
  3. Sumari.

TEMA 6. GEOMETRIA DE MASSES

  1. Introducció.
  2. Centre de Gravetat. Definició i localització.
  3. Centre de Masses.
  4. Centroide.
  5. Sumari: Centre de Gravetat, Centre de Masses i Centroide.
  6. Segon Moment d'una Àrea o Moment d'Inèrcia.
  7. Teorema dels eixos paral·lels o Teorema de Steiner.
  8. Moments d'Inèrcia de peces compostes.

TEMA 7. ESTRUCTURES QUE TREBALLEN A AXIAL

  1. Introducció: a) Estructures triangulades tipus Encastellat, b) Forma de treball, c) Suports, i d) Càrregues.
  2. Tipus d'encastellats.
  3. Mètodes de càlcul: Mètode dels nusos, Ritter i Cremona.
  4. Estructures espacials.

B) INSTAL·LACIONS. 4 SETMANES TEMA 8. TRANSMITÀNCIA TÈRMICA

  1. L'energia tèrmica.
  2. Conductivitat, Convecció i Radiació. Exemples d'aplicació.
  3. Determinació de la Transmitància Tèrmica (U) d'un tancament.
  4. Fuga de calor a través d'un tancament. Transmissió per capes.
  5. Càlcul de les necessitats energètiques d'un edifici.

TEMA 9. CONFORT TÈRMIC

  1. Els sistemes de calefacció, ventilació i aire condicionat (HVAC).
  2. Fluxos de calor. Càlcul de necessitats.
  3. Càlcul del cabal necessari.
  4. Conductes de ventilació.
  5. Conductes per desguàs d'aigües.

TEMA 10. ÒPTICA I IL·LUMINACIÓ

  1. Introducció.
  2. Llum natural i llum artificial.
  3. Tipus de llums.
  4. Principis bàsics de disseny lumínic.
  5. Càlcul del nombre de lluminàries.
  6. Dimensionament de la il·luminació necessària en espais arquitectònics.
  7. Comfort lumínic.

 

Metodologia i activitats formatives

Modalitat totalment presencial a l'aula



es classes es desenvolupen els dimarts i dimecres de 11.15h a 14.15h.

  • Dimarts: Es fan classes magistrals intercalades amb classes participatives en les quals es realitzen exercicis. El temari corresponent es penja al Moodle de la UIC després de la impartició de la classe. Al Moodle també es pengen exercicis resolts relacionats amb la temàtica explicada a classe.
  • Dimecres: Són classes totalment pràctiques, en les quals l'alumne haurà de resoldre exercicis de manera autònoma basant-se en les classes teòriques i les classes participatives impartides anteriorment. Les pràctiques es lliuren en finalitzar la classe i són puntuades. Després de l'entrega de la pràctica, l'enunciat de la mateixa i la seva resolució es pengen al Moodle.

La metodologia anterior permet a l'alumne fer un seguiment de les classes, ja que el que apareix al Moodle és el punt en què es troba l'assignatura en temps real. Així mateix, l'alumne disposa de tot el material al Moodle: 

a) Classes teòriques (temari) 

b) Exercicis pràctics resolts 

c) Pràctiques lliurades els dimecres i la seva solució.

ACTIVITAT FORMATIVACOMPETÈNCIESCRÈDITS ECTS
Classe expositiva
07 08 09 11 2
Classe participativa
07 08 09 11 0,5
Classe pràctica
07 08 09 11 2
Estudi individuals o en grup
07 08 09 11 4,5

Sistemes i criteris d'avaluació

Modalitat totalment presencial a l'aula



Nota final de l'assignatura de física: La nota total de l'assignatura correspon un 80% a la part de Mecànica i un 20% a la part d'Instal·lacions.

  • Mecànica Clàssica: Representa un 80% de la nota Final.
  • Instal·lacions: Representa un 20% de la Nota Final.
  • NOTA FINAL: 0,8 x Nota Mecànica + 0,2 x Nota Instal·lacions

a) Avaluació de la part de Mecànica Clàssica

a.1) Aprovat per curs: L'últim dia de classes de la part de Mecànica de Clàssica hi haurà un examen i l'avaluació d'aquesta part es realitzarà de la següent manera:

  • Pràctiques realitzades a classe els dimecres: 15% de la nota.
  • Examen: 100% de la nota. Això vol dir que al total de la nota obtinguda a l'examen se suma el 15% de la nota obtinguda a les 9 pràctiques realitzades a classe els dimecres. Aquells alumnes amb una puntuació de 10 a les pràctiques i un 10 a l'examen obtindran Matrícula d'Honor.

Aquells alumnes No Presentats a les pràctiques, sense causes justificades, i que vulguin realitzar l'examen per curs poden fer-ho. En aquest cas la nota obtinguda a l'examen ha de ser com a mínim un 6,5. Una nota inferior implica suspens per curs i l'alumne haurà d'anar a 1ª o 2ª convocatòria per superar l'assignatura.

Els alumnes repetidors han de realitzar les pràctiques sense excepció per superar l'assignatura per curs.

a.2) Aprovats en 1ª i 2ª Convocatòria:

  • Examen: S'ha d'obtenir un 5 per superar la part de Mecànica Clàssica. No es tindran en compte les pràctiques realitzades a classe per obtenir la nota final.

b) Avaluació de la part d'Instal·lacions:

b.1) Aprovat per curs: De les sessions pràctiques, dues d'elles es tracten d'exàmens parcials. La nota de l'apartat d'instal·lacions correspondrà a la mitjana d'aquests dos exàmens.

b.2) Aprovats en 1ª i 2ª Convocatòria:

  • Examen: S'ha d'obtenir un 5 per superar la part d'Instal·lacions. No es tindran en compte les pràctiques realitzades a classe per obtenir la nota final.

Consideracions en l'avaluació de l'assignatura

  1. Un No Presentat en qualsevol de les parts (Mecànica o Instal·lacions) suposa un suspens de tota l'assignatura.
  2. Menys d'un 4 en la part de Mecànica, independentment que la mitjana final sigui superior a un 5, significa el suspens directe de l'assignatura i la nota màxima que figurarà a l'expedient serà un 4.
  3. La Nota mínima per superar la part de Mecànica és un 5. La nota mínima en aquesta part per fer mitjana amb Instal·lacions és de un 4.
  4. La Nota mínima per superar la part d'Instal·lacions és un 5. La nota mínima en aquesta part per fer mitjana amb la de Mecànica és de un 4.
  5. Els alumnes que han seguit el curs poden recuperar les parts suspeses en la 1ª i 2ª convocatòria.
  6. La Nota Final per superar l'assignatura de Física és un 5 entre les 2 parts.

Bibliografia i recursos

Bibliografia obligatòria:

Ingeniería mecánica. Estática. William F. Ryley, Leroy D. Sturges. Editorial Reverté, S.A.

Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E.Russell; Eisenberg, Elliot R. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. 9a ed. Madrid: McGraw-Hill, 2010.

Estática. Problemas resueltos. Herrero Arnaiz; Rodríguez Cano. Editorial Reverté.

Mecánica para ingenieros. Estática. Das, Kassimali, E. Editorial Limusa.

Física, curso teórico práctico de fundamentos físicos de la ingeniería. Galvez, López, Llopis, Rubio. Editorial Tebar Flores

Bibliografia complementària:

Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E. Russell; DeWolf John T. Mechanics of materials.  New York: McGraw-Hill Higher Education, 2006.

Análisis Vectorial y una introducción al análisis tensorial. Teoría y problemas. Murray R. Spiegel. Editorial McGraw-Hill.

Física. Vol. I. Mecánica. Marcelo Alonso, Edward J. Finn. Ediciones Aguilar S.A. (Versión en espanñol de Carlos Hernandez Victor de Latorre).

Lecciones de Algebra y Geometría. Curso para estudiantes de Arquitectura. C.Alsina, E. Trillas. Editorial Gustavo Gili, S.A.

Curso de Matemáticas para ingenieros, físicos y químicos. E. Vidal Abascal. Editorial Dossat, S.A.

Versió per imprimir