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Academic Year: 2020/21

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28801 - Physics I


Teaching Plan Information

Academic Year:
2020/21
Subject:
28801 - Physics I
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject and its expected results respond to the following approaches and objectives:

Expose the universal nature of physical laws, their inexorable character and the enormous benefits that are obtained from their knowledge in the field of engineering.

1.2. Context and importance of this course in the degree

Physics I is a basic training subject, with 6 ECTS credits this subject is taught during the first year of the degree in Industrial Organization Engineering.

It aims to provide the student with the basic knowledge of the most relevant phenomena and physical laws of application in the study of engineering; as well as the necessary tools to apply this theoretical knowledge to the resolution of engineering problems. More specifically, it focuses on the study of mechanics and thermodynamics.

1.3. Recommendations to take this course

It is a basic subject that must provide a first contact with the foundations, methods and scientific procedures of Physics. A close relationship is established with other analogous subjects such as physics II, Mathematics I, II, III inserted within the degree itself.

In order to face the subject with guarantees, it is recommended to have completed physics and mathematics in the second year of high school or equivalent.

 

2. Learning goals

2.1. Competences

Upon passing the subject, the student will be more competent to:

  • Generic competence:

    • GI03: Knowledge in basic and technological subjects, which enables them to learn new methods and theories, and give them the versatility to adapt to new situations.

    • GI04: Ability to solve problems with initiative, decision making, creativity, critical reasoning and to communicate and transmit knowledge, skills and abilities in the field of Mechatronic Engineering and in particular in the field of industrial electronics.

    • GC02: Interpret experimental data, contrast it with the theoretical and draw conclusions.

    • GC03: Capacity for abstraction and logical reasoning

    • GC04:  Ability to learn in a continuous, self-directed and autonomous way.

    • GC05: Ability to evaluate alternatives.

    • GC07: Ability to lead a team as well as being a committed member of it.

    • GC08: Ability to locate technical information, as well as its understanding and assessment.

    • GC10: Ability to write technical documentation and to present it with the help of appropriate computer tools.

    • GC11: Ability to communicate their reasoning and designs clearly to specialized and non-specialized audiences.

  • Specific competence:

    • EB02: Mastery of basic concepts about the principles of general mechanics, fields and waves, electromagnetism and its application to solve engineering problems.

2.2. Learning goals

Once the subject is passed, the student will be able to:

  • Solve practical kinematics exercises using the concepts studied in the theoretical classes.
  • Recognize the forces that intervene in a dynamic system and its effects.
  • Identify which of the magnitudes studied in class are conserved in each particle system.
  • Pose equations of forces and moments in static exercises.
  • Solve problems of rotation of rigid solids around an axis.
  • Describe mathematically the physics of harmonic and anharmonic oscillatory systems, in addition to interpreting damped and forced solutions.
  • Use the first principle of thermodynamics to solve calorimetry exercises.
  • Describe thermodynamic processes in ideal gases, as well as understand simple thermodynamic cycles.
  • Use the basic equations that describe the elastic deformation of solids.
  • Master the fundamental magnitudes that are used to describe a system in fluid mechanics.
  • Take experimental measurements in the laboratory to later analyze the results and discuss them adequately both orally and in writing, adequately justifying the results.

2.3. Importance of learning goals

The activities carried out in this subject are of high formative content since they encourage the development of the reasoning, analysis and synthesis skills, problem-solving and application cases and initiation to laboratory work and to the application of the scientific method.

Due to its condition as a basic training subject, the competence acquired corresponds to what is required in every degree in the fields of Engineering and Architecture.

Being a subject taught during the first course, on the one hand, it should serve to strengthen and homogenize the knowledge acquired in previous educational stages and, on the other hand, act as a foundation to build on it the most specific technical knowledge that will be addressed in other subjects of the degree. In particular, all those that are related to mechanics, thermodynamics, elasticity and fluid mechanics.

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student must demonstrate that they have achieved the expected learning outcomes through the following assessment activities. There is the possibility of passing the subject through two different routes:

 

Continuous assessment:

Following the spirit of Bologna, regarding the degree of involvement and continued work of the student throughout the course, the evaluation of the subject considers the continuous evaluation system as the most consistent to be in line with the guidelines set by the new framework. from the EHEA.

To opt for the Continuous Assessment system, you must attend at least 80% of the face-to-face classes. It will consist of:

  • Written Tests: two partial written tests will be carried out whose grade (NE) will be the average of all of them. To pass this part, it is required to obtain a grade greater than or equal to 4.0 in each partial exam. In addition, NE must be greater than or equal to 5.0. The weight of this mark in the final evaluation of the course will be 80%.

  • Laboratory practices: 4 laboratory practices will be carried out. They are compulsory face-to-face activities that the student must have carried out to pass the subject and a report on the activity carried out must be prepared. To pass this part, the Practices grade (NP) must be greater than or equal to 5.0. The weight of this mark in the final evaluation of the subject will be 20%.

The final grade for the course will be: NF = 0.80 NE + 0.20 NP

To pass the course, the student must obtain an NF grade greater than or equal to 5.0.

 

Global Assessment

The Global Assessment will consist of:

  • A Written exam: there will be a final written exam whose grade (NE) must be greater than or equal to 5.0 to pass the course. The weight of this mark in the final evaluation of the course will be 80%.

  • Laboratory practices: 4 laboratory practices will be carried out. They are compulsory face-to-face activities that the student must have carried out to pass the subject and a report on the activity carried out must be prepared. To pass this part, the Practices grade (NP) must be greater than or equal to 5.0. The weight of this mark in the final evaluation of the subject will be 20%.

The final grade for the course will be: NF = 0.80 NE + 0.20 NP

To pass the course, the student must obtain an NF grade greater than or equal to 5.0.

In the two global evaluation calls the same evaluation procedure will be followed.

Note: in case the students do not pass the subject through Continuous Assessment, they can do so through Global Assessment. In addition, in the event that the students have passed the subject through Continuous Assessment and want to improve their grade, they may carry on the global exam at 1st call of the Global Assessment without risk of lowering their grade.

 

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The learning process that is designed for this subject is based on the following:

The course consists of 6 ECTS credits, which represents 150 hours of student work on the subject during the semester. 40% of this work (60 h.) Will take place in the classroom, and the rest will be autonomous. One semester consists of 15 teaching weeks. To make the timing is used to measure the school week, in which the student must devote to the study of the subject 10 hours.

If classroom teaching were not possible due to health reasons, it would be carried out on-line.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures: theoretical activities so fundamentally expository given by the teacher.
  • Practice Sessions: practical discussion activities and conducting exercises conducted in the classroom and requiring high student participation.
  • Laboratory Practice: Practical activities in laboratories.
  • Group tutorials.
  • individual tutoring.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

  • I. Kinematics
  • II. Dynamics of one and several particles. Static.
  • III. Rigid body dynamics
  • IV. oscillatory movement
  • V. Elasticity and fluids
  • VI. Thermodynamics

4.4. Course planning and calendar

 Planning for weeks about the subject is as follows:

 

Week 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Topic I I II II III III III/IV IV IV V V VI VI VI R
Exams             1º             2º

 

 

4.5. Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28801&year=2020


Curso Académico: 2020/21

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28801 - Fundamentos de física I


Información del Plan Docente

Año académico:
2020/21
Asignatura:
28801 - Fundamentos de física I
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  • La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:
  • Comprender los conceptos y leyes fundamentales de la mecánica y termodinámica y aplicación a problemas básicos en ingeniería.
  •  Analizar problemas que integran distintos aspectos de la física, reconociendo los variados fundamentos físicos que subyacen en una aplicación técnica, dispositivo o sistema real.
  •  Comprender la unidades, ordenes de magnitud de las magnitudes físicas definidas y resolver problemas básicos de ingeniería, expresando el resultado numérico en las unidades físicas adecuadas.
  •  Utilizar correctamente métodos básicos de medida experimental o simulación y tratar, presentar e interpretar los datos obtenidos, relacionándolos con las magnitudes y leyes físicas adecuadas.
  •  Utilizar bibliografía, por cualquiera de los métodos disponibles en la actualidad y usar un lenguaje claro y preciso en sus explicaciones sobre cuestiones de física.
  •  Aplicar correctamente las ecuaciones fundamentales de la mecánica a diversos campos de la física y de la ingeniería
  •  Comprender el significado, utilidad y las relaciones entre magnitudes
  •  Utilizar correctamente los conceptos de temperatura y calor. Aplicarlos a problemas calorimétricos, de dilatación y de transmisión de calor.
  •  Aplicar el primer y segundo principios de termodinámica a procesos, ciclos básicos y máquinas térmicas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura forma parte del Grado en Ingeniería Mecatrónica que imparte la EUPLA, enmarcándose dentro del grupo de asignaturas que conforman el módulo denominado Fundamentos de Ingeniería. Se trata de una asignatura de primer curso ubicada en el primer semestre y de carácter obligatorio (OB), con una carga lectiva de 6 créditos ECTS.

Dicha asignatura implica un impacto más que discreto en la adquisición de las competencias de la titulación, además de aportar una formación útil en el desempeño de las funciones del Ingeniero/a de Mecatrónica.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El desarrollo de la asignatura de Física requiere manejar conocimientos de:

  • Física: comprender las ecuaciones y leyes fundamentales de la mecánica y de la termodinámica.
  • Matemáticas: dominio de las nociones básicas del cálculo

En resumen, se recomienda un nivel de segundo de Bachillerato tanto en matemáticas como en física para cursar la asignatura.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

  • Competencias Genéricas:

    • GI03: Conocimientos en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de

      nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

    • GI04: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el ámbito de la Ingeniería Mecatrónica y en particular en el ambito de la electronica industrial.

    • GC02:Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.

    • GC03: Capacidad para la abstracción y el razonamiento lógico.

    • GC04: Capacidad para aprender de forma continuada, autodirigida y autónoma.

    • GC05: Capacidad para evaluar alternativas.

    • GC07: Capacidad para liderar un equipo así como de ser un miembro comprometido del mismo.

    • GC08: Capacidad para localizar información técnica, así como su comprensión y valoración.

    • GC10: Capacidad para redactar documentación técnica y para presentarla con ayuda de herramientas informáticas adecuadas.

    • GC11: Capacidad para comunicar sus razonamientos y diseños de modo claro a públicos especializados y no especializados.

  • Competencias específicas:

    • EB02: Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica y la termodinámica, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. 

2.2. Resultados de aprendizaje

Una vez superada la asignatura el alumno o alumna será capaz de:

  • Resolver ejercicios prácticos de cinemática empleando las nociones estudiadas en las clases teóricas.

  • Reconocer las fuerzas que intervienen en un sistema dinámico y sus efectos.

  • Identificar cuáles de las magnitudes estudiadas en clase se conservan en cada sistema de partículas.

  • Plantear ecuaciones de fuerzas y de momentos en ejercicios de estática.

  • Resolver problemas de rotación de sólidos rígidos en torno a un eje.

  • Describir matemáticamente la física de sistemas oscilatorios armónicos y anarmónicos, además de interpretar soluciones amortiguadas y forzadas.

  • Utilizar el primer principio de la termodinámica para resolver ejercicios de calorimetría.

  • Describir procesos termodinámicos en gases ideales, así como entender ciclos termodinámicos sencillos.

  • Utilizar las ecuaciones básicas que describen la deformación elástica de sólidos.

  • Dominar las magnitudes fundamentales que se emplean para describir un sistema en mecánica de fluidos.

  • Tomar medidas experimentales en laboratorio para posteriormente analizar los resultados y discutirlos de forma adecuada tanto de forma oral como escrita, justificando adecuadamente los resultados.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los fenómenos físicos, así como sus efectos están actualmente entre los campos de conocimiento con mayor capacidad para intervenir en la vida de las personas y de la sociedad. La enorme cantidad de aplicaciones que se han desarrollado desde finales del siglo XIX han modificado sustancialmente las condiciones de vida de las personas, los procesos económicos, la gestión del conocimiento y la investigación científica. El manejo de los fundamentos de dichos fenómenos y de las soluciones que se pueden aplicar para utilizarlos se ha convertido en un elemento esencial en cualquier proceso tecnológico. El dominio de la física puede servir a un ingeniero o ingeniera para comprender procesos de fabricación, optimización de sistemas de producción, etc...

Además, los contenidos de esta asignatura son de crucial importancia para poder afrontar con garantías otras asignaturas del grado, entre las que se encuentran:

  • Ingeniería Térmica y Tecnología Energética
  • Ingeniería Mecánica
  • Ingeniería de Fluidos
  • Elasticidad y Resistencia de Materiales

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación. Existe la posibilidad de superar la asignatura a través de dos vías distintas:

 

Evaluación Continua:

Siguiendo el espíritu de Bolonia, en cuanto al grado de implicación y trabajo continuado del alumno a lo largo del curso, la evaluación de la asignatura contempla el sistema de evaluación continua como el más acorde para estar en consonancia con las directrices marcadas por el nuevo marco del EEES.

Para optar al sistema de Evaluación Continua se deberá asistir al menos a un 80% de las clases presenciales. Constará de:

  • Pruebas Escritas: se realizarán dos pruebas escritas parciales cuya nota (NE) será la media de todas ellas. Para aprobar esta parte, se requiere obtener una calificación mayor o igual a 4,0 en cada examen parcial. Además, NE deberá ser mayor o igual a 5,0. El peso de esta nota en la evaluación final de la asignatura será del 80%.

  • Prácticas de laboratorio: se realizarán 4 prácticas de laboratorio. Son actividades presenciales obligatorias que el alumno tiene que haber realizado para superar la asignatura y se deberá elaborar un informe acerca de la actividad realizada. Para aprobar esta parte, la nota de Prácticas (NP) deberá ser mayor o igual a 5,0. El peso de esta nota en la evaluación final de la asignatura será del 20%.

La calificación final de la asignatura será: NF = 0,80 NE + 0,20 NP

Para aprobar la asignatura el alumno deberá obtener una nota NF mayor o igual a 5,0.

 

Evaluación Global:

La Evaluación Global constará de:

  • Una Prueba Escrita: se realizará una prueba escrita final cuya nota (NE) deberá ser mayor o igual a 5,0 para superar la asignatura. El peso de esta nota en la evaluación final de la asignatura será del 80%.

  • Prácticas de laboratorio: se realizarán 4 prácticas de laboratorio. Son actividades presenciales obligatorias que el alumno tiene que haber realizado para superar la asignatura y se deberá elaborar un informe acerca de la actividad realizada. Para aprobar esta parte, la nota de Prácticas (NP) deberá ser mayor o igual a 5,0. El peso de esta nota en la evaluación final de la asignatura será del 20%.

La calificación final se la asignatura será: NF = 0,80 NE + 0,20 NP

Para aprobar la asignatura el alumno deberá obtener una nota NF mayor o igual a 5,0.

En las dos convocatorias de evaluación global se seguirá el mismo procedimiento de evaluación.

Nota: en caso de que el alumno no supere la asignatura mediante Evaluación Continua podrá hacerlo mediante Evaluación Final. Además, en caso de que el alumno haya superado la asignatura mediante Evaluación Continua y quiera mejorar su nota, podrá presentarse a la 1ª convocatoria de la Evaluación Global sin riesgo a bajar su calificación.

 

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo cual representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre. El 40% de este trabajo (60 h.) se realizará en el aula, y el resto será autónomo. Un semestre constará de 15 semanas lectivas. Para realizar la distribución temporal se utiliza como medida la semana lectiva, en la cual el alumno debe dedicar al estudio de la asignatura 10 horas.

Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

  • Clases teoricas: Actividades teóricas impartidas de forma fundamentalmente expositiva por parte del profesor. Se utilizara tanto la pizarra como herramientas informaticas.

  • Clases practicas: Actividades de discusión prácticas y realización de ejercicios realizadas en el aula y que requieren una elevada participación del estudiante.

  • Prácticas de laboratorio: Actividades prácticas realizadas en los laboratorios.

  • Tutorías grupales y o individuales.

4.3. Programa

El programa de la asignatura comprende 6 temas:

  • I. Cinemática
  • II. Dinámica de una y varias partículas. Estática.
  • III. Dinámica del sólido rígido
  • IV. Movimiento oscilatorio
  • V. Elasticidad y fluidos
  • VI. Termodinámica

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

La planificación por semanas aproximada de la asignatura será la siguiente:

 

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tema I I II II III III III/IV IV IV V V VI VI VI R
Examenes             1º             2º  

 

Donde la última semana se intentara reservar para hacer un repaso general para aquellos alumnos que nos hayan superado la asignatura por el método de la evaluación continua.

 

 Calendario de evaluación

A modo orientativo, se muestran las fechas de las pruebas evaluatorias:

Parcial 1: Semana 7º del curso

Parcial 2: Semana 14º del curso

La fecha oficial de la prueba global de evaluación será fijada por la dirección del centro y publicada en www.eupla.unizar.es.

El calendario de practicas sera fijado a lo largo del curso en función de la disponibilidad del laboratorio y se adecuará al desarrollo del temario. Las fechas se comunicarán siguiendo los medios oportunos (en clase y a través de la plataforma moodle).

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=28801&year=2020