Universitat Internacional de Catalunya
Física
Otras lenguas de impartición: catalán, castellano
Profesorado
Martes y miércoles de 10.00 a 11.00, previa cita en los correos electrónicos del profesor correspondiente:
a) Mecánica Clásica:
- Dr. Pedro Casariego: pcasariego@uic.es
- Juan Ignacio Eskubi: jieskubi@uic.es
- Roberto Aparicio: raparicio@uic.es
- Ravil Gizatulin: rgizatulin@uic.es
b) Instalaciones:
- Amaya Arizmendi: aarizmendim@uic.es
Presentación
- Asignatura Obligatoria y correspondiente al Módulo Propedéutico.
- 1er Curso Grado en ARQUITECTURA
- 2º Semestre
- 9 créditos ECTS.
- Profesor responsable: Dr. Pedro Casariego Vales
- Profesores: Dr. Pedro Casariego Vales, Juan Ignacio Eskubi, Roberto Aparicio, Ravil Gizatulin, Amaya Arizmendi,
La asignatura de Física se divide en dos partes: Mecánica clásica e Instalaciones.
Mecánica Clásica, que encuadra dentro de la Física Clásica o Física Newtoniana, se centra en el análisis del comportamiento de cuerpos sometidos a la acción de un sistema de fuerzas.
Instalaciones se centra en el análisis de Óptica y Fluidos, las cuales son ramas pertenecientes también a la Física Clásica.
La asignatura consta de 15 semanas. Durante las primeras 11 semanas (80% de las clases) se imparte Mecánica Clásica. Las 4 semanas restantes se imparte Instalaciones (20% de las clases)
1.Mecánica Clásica
En esta parte se introduce al alumno a la Estática, que estudia el comportamiento de cuerpos rígidos sometidos a fuerzas equilibradas, esto es, cuerpos que están en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
La Estática es la teoría que se presenta habitualmente en el primer curso en las carreras de Arquitectura e Ingeniería, dado que muchos de los problemas prácticos que presentan las estructuras de edificación pueden ser analizados aplicando sus principios.
Es importante comprender que la Estática es fundamental para acometer con corrección las asignaturas de estructuras que se imparten en cursos superiores.
2. Instalaciones.
En esta parte se introduce al alumno a los principios básicos de la óptica, fluidos y trasferencias de calor, las cuales serán esenciales para la formación en el ámbito de la arquitectura. En primer lugar, se explican los conceptos de la física. En segundo lugar, se aplican a los problemas básicos en la arquitectura.
Los arquitectos, dado el alcance de su profesión, deberán tratar a lo largo de su vida con las instalaciones que hacen referencia a cualquier edificio. Así pues, para poder entender cómo funcionan las instalaciones tales como, ventilación, electricidad, confort térmico, y saneamiento, es imprescindible entender los conceptos básicos de cada uno de ellos.
Para interiorizar los conceptos teóricos, se realizan una serie de ejercicios relacionados con las instalaciones en la arquitectura, tal como dimensionamiento de conductos de renovación de aire, distribución de presión de agua en una vivienda, calcular el número de luces necesarias en un espacio etc.
Requisitos previos
Se recomienda tener claros conceptos básicos de física y matemáticas que se imparten en el Bachillerato y haber superado la asignatura de matemáticas que se imparte en el primer cuatrimestre en primero de arquitectura.
Objetivos
- Adquirir los principios básicos de la Estática.
- Plantear y analizar con fluidez el equilibrio estático de un sistema de fuerzas.
- Manejar y aplicar correctamente los principios del campo vectorial
- Obtener con corrección los diagramas de esfuerzos internos de estructuras planas isostáticas.
- Comprender la geometría de masas y aplicar y sus principios.
- Manejar con soltura los conceptos elementales de la Mecánica de Fluidos, Óptica y transmitancia térmica y confort térmico.
- Desarrollar capacidad analítico-reflexiva y valorar adecuadamente la información que envuelve un problema práctico
Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación
- 12-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar estructuras de edificación.
- 15-T - Aptitud para concebir, calcular, diseñar, integrar en edificios y conjuntos urbanos y ejecutar soluciones de cimentación.
- 17 - Aptitud para aplicar las normas técnicas y constructivas.
- 24 - Conocimiento adecuado de la mecánica de sólidos, de medios continuos y del suelo, así como de las cualidades plásticas, elásticas y de resistencia de los materiales de obra pesada.
Resultados de aprendizaje de la asignatura
- Capacidad para manejar con fluidez los principios básicos de la Estática: a) Comprender los principios del campo vectorial, b) Analizar sistemas de fuerzas, c) Determinar diagramas de esfuerzos internos de estructuras isostáticas, d) Manejar con soltura los principios de la geometría de Masas.
- Capacidad para predimensionar a grandes rasgos, las instalaciones referentes a renovación de aire, transmitancia de cerramientos, requerimientos mínimos de iluminación y cantidad de luces necesarias en un área determinada.
- Capacidad para predimensionar las maquinarias necesarias para suplir el confort térmico en un edificio, y la potencia eléctrica necesaria.
Contenidos
A) MECÁNICA CLÁSICA. 11 SEMANAS
TEMA 1. INTRODUCCIÓN.
- Introducción a la mecánica.
- Antecedentes históricos.
- Leyes de Newton.
- Magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.
- Unidades de Medida.
- Sistema Internacional de Medidas.
- Consideraciones dimensionales.
TEMA 2. CAMPO VECTORIAL.
- Introducción.
- Magnitudes Escales y Magnitudes Vectoriales.
- Tipos de vectores.
- Componentes rectangulares de un vector.
- Operaciones con vectores: a) Suma de vectores, b) Resta de vectores, c) Multiplicación escalar d) Producto escalar y sus propiedades[MJ1] [PC2] , e) Productor vectorial y sus propiedades, f) Triple producto escalar y sus propiedades.
TEMA 3. FUERZAS Y SISTEMAS DE FUERZAS
- Introducción.
- Fuerzas y sus características: a) Sistemas de fuerzas, b) Principio de Transmisibilidad.
- Sistema de Fuerzas Concurrentes.
- Momento de una fuerza. Características. Representación vectorial de un momento.
- Teorema de Varignon
- Pares de fuerza y sus características.
- Descomposición de una fuerza: Fuerza y Momento.
- Sistema de Fuerzas Equivalentes
- Puntos de corte entre la línea de acción de una fuerza y los ejes coordenados.
TEMA 4. EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS.
- Equilibrio de cuerpos rígidos.
- Idealización de apoyos. Condiciones de contorno.
- Grado de hiperestatísmo de una Estructura.
TEMA 5. ESFUERZOS INTERNOS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES
- Fuerzas internas. Introducción.
- Componentes de los esfuerzos internos: a) Axil, Cortante, Flector y Torsor. B) Esfuerzos positivos y negativos. Significado, c) Criterio internacional de signos, d) Cortes, f) Determinación de Esfuerzos internos g) Estructuras Isostáticas: vigas y pórticos.
- Sumario.
TEMA 6. GEOMETRÍA DE MASAS.
- Introducción.
- Centro de Gravedad. Definición y localización.
- Centro de Masas.
- Centroide.
- Sumario: Centro de Gravedad, Centro de Masas y Centroide.
- Segundo Momento de un Área o Momento de Inercia.
- Teorema de los ejes paralelos o Teorema de Steiner.
- Momentos de Inercia de piezas compuestas.
TEMA 7. ESTRUCTURAS QUE TRABAJAN A AXIL.
- Introducción: a) Estructuras trianguladas tipo Cercha, b) Forma de trabajo c) Apyos y d). Cargas.
- Tipos de cerchas.
- Métodos de cálculo: Método de los nudos, Ritter y Cremona.
- Armaduras espaciales.
B) INSTALACIONES. 4 SEMANAS.
TEMA 8. TRANSMITANCIA TÉRMICA
- Transmisión de calor en régimen permanente
- Transmisión de calor en régimen dinámico
- Métodos numéricos para transmisión de calor
- Puentes térmicos
- Confort térmico
- Abaco psicométrico
TEMA 9. MECÁNICA DE FLUIDOS.
- Densidad, presión y velocidad de un fluido. Ley de Pascal.
- Fuerzas de flotación y principio de Arquímedes.
- Dinámica de fluidos
- Líneas de corriente.
- Ecuación de Bernouilli
- Tubo de Venturi.
TEMA 10. ÓPTICA. ELECTRICIDAD E ILUMINACIÓN
- Electricidad
- Cargas
- Distribución
- Iluminación
Metodología y actividades formativas
Modalidad totalmente presencial en el aula
Las clases se desarrollan los martes y miércoles de 11.15h a 14.15h.
- Martes: Se imparten clases magistrales intercaladas con clases participativas en las que se realizan ejercicios.
- El temario correspondiente se cuelga en el Moodle de la UIC tras la impartición de la clase. En el Moodle se cuelgan también ejercicios resueltos relacionados con la temática explicada en clase.
- Miércoles: Son clases totalmente prácticas, en las que el alumno tendrá que resolver ejercicios de manera autónoma en base a las clases teóricas y clases participativas impartidas con anterioridad.
Las prácticas se entregan al finalizar la clase y son puntuadas. Tras la entrega de la práctica, el enunciado de la misma y su resolución se cuelgan en el Moodle.
La metodología anterior permite al alumno hacer un seguimiento de las clases, ya que lo que va apareciendo en el Moodle es el punto en el que se encuentra la asignatura en tiempo real. Asimismo, el alumno dispone de todo el material en el Moodle:
a) Clases teóricas (temario)
b) Ejercicios prácticos resueltos c)
Prácticas entregas los miércoles y su solución.
| ACTIVIDAD FORMATIVA | COMPETENCIAS | CRÉDITOS ECTS |
|---|---|---|
| Clase expositiva | 07 08 09 11 | 2 |
| Clase participativa | 07 08 09 11 | 0,5 |
| Clase práctica | 07 08 09 11 | 2 |
| Estudio individual o en grupo | 07 08 09 11 | 4,5 |
Sistemas y criterios de evaluación
Modalidad totalmente presencial en el aula
Nota final de la asignatura de física:
La nota total de la asignatura corresponde un 80% a la parte de Mecánica y un 20% a la parte de Instalaciones.
- Mecánica Clásica: Representa un 80% de la nota Final
- Instalaciones: Representa un 20% de la Nota Final.
- NOTA FINAL: 0,8x Nota Mecánica + 0,2 Nota Instalaciones.
a) Evaluación de la parte de Mecánica Clásica
a.1) Aprobado por curso:
El último día de clases de la parte de Mecánica de Clásica habrá un examen y la evaluación de esta parte se realizará de la siguiente manera:
- Prácticas realizadas en clase los miércoles: 15% de la nota
- Examen: 100% de la nota.
Esto es, al total de la nota obtenida en examen se suma el 15% de la nota obtenida en las 9 prácticas realizadas en clase los miércoles. Aquellos alumnos con una puntuación de 10 en las prácticas y un 10 en examen obtendrán Matrícula de Honor.
Aquellos alumnos No Presentados a las prácticas, sin causas justificadas, y que quieran realizar el examen por curso pueden hacerlo. En este caso la nota obtenida en examen ha de ser como mínimo un 6,5. Una nota inferior implica suspenso por curso y el alumno deberá ir a 1ª o 2ª convocatoria para superar la asignatura
Los alumnos repetidores han de realizar las prácticas sin excepción para superar la asignatura por curso.
a.2) Aprobados en 1ª y 2ª Convocatoria:
- Examen: Se ha de obtener un 5 para superar la parte de Mecánica Clásica. No se tendrán en cuenta las prácticas realizadas en clase para obtener la nota final.
b) Evaluación de la parte de Instalaciones:
a.1) Aprobado por curso:
De las sesiones prácticas, dos de ellas se tratan de exámenes parciales. La nota del apartado de instalaciones corresponderá a la media de estos dos exámenes.
b.2) Aprobados en 1ª y 2ª Convocatoria:
- Examen: Se ha de obtener un 5 para superar la parte de Mecánica Clásica. No se tendrán en cuenta las prácticas realizadas en clase para obtener la nota final.
Consideraciones en la evaluación de la asignatura
- Un No Presentado en cualquiera de las partes (Mecánica o Instalaciones) supone un suspenso de toda la asignatura.
- Menos de un 4 en la parte de Mecánica, independientemente que la media final sea superior a un 5, significa el suspenso directo de la asignatura y la nota máxima que figurará en el expediente será un 4
- La Nota mínima para superar la parte de Mecánica es un 5. La nota mínima en esta parte para hacer media con Instalaciones es de un 4.
- La Nota mínima para superar la parte de Instalaciones es un 5. La nota mínima en esta parte para hacer media con la de Mecánica es de un 4.
- Los alumnos que han seguido el curso pueden recuperar las partes suspensas en la 1ª y 2ª convocatoria.
- La Nota Final para superar la asignatura de Física es un 5 entre las 2 partes.
Bibliografía y recursos
Bibliografía obligatoria:
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
Bibliografía complementaria:
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.