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Academic Year/course: 2021/22

577 - Joint Program in Physics and Mathematics

39100 - Fundamentals of Physics I

Syllabus Information

Academic Year:
39100 - Fundamentals of Physics I
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
577 - Joint Program in Physics and Mathematics
First semester
Subject Type:
Basic Education

1. General information

1.1. Aims of the course

The objective of the Fundamentals of Physics courses is to provide the student with a basic and homogeneous vision of general aspects of Physics that enable to take more specific courses. In particular, Fundamentals of Physics I focuses on acquiring basic tools for understanding the principles of classical mechanics and thermodynamics. Following the classic scheme of a general physics course the principles of kinematics and dynamics of a particle are presented. Newton's Laws are introduced. Concepts of work and energy are given. Previous concepts are extended to a system of particles. Finally we particularize to the concrete cases of a rigid solid and of deformable and fluid solids. In the second part of the course the concepts of temperature and heat, as well as the thermal properties of matter are given to finally formalize the first and second principles of Thermodynamics.

Among the objectives of the degree, this course has a special impact on the following:

O1. Provide theoretical and experimental knowledge of the general principles of physics and their most common techniques and instrumentation, with emphasis on those aspects of special relevance due to their conceptual importance or its visibility in the scientific, technological and social environment.

O2 Provide graduates with a versatile training that enables them to carry out activities of professional character in the scientific-technological field, including research, innovation and development activities within multidisciplinary teams.

1.2. Context and importance of this course in the degree

This course is part of the “basic” module of the degree of Physics and constitutes with Fundamentals of Physics II and Physics Laboratory Work the set of courses specifically devoted to the field of physics in the first year of the degree.

1.3. Recommendations to take this course

It is recommended to have followed pre-university courses on Physics and Mathematics.

2. Learning goals

2.1. Competences

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

  • Use the basic notation and language of Physics
  • Know the fundamental laws of physics and apply them in the right situations
  • Distinguish between measurable physical magnitudes and derived physical magnitudes
  • Describe the behavior of a mechanical system based on an analysis of both forces and energy
  • Distinguish between conservative and dissipative interactions
  • Apply to rigid solids the dynamics of particle systems
  • Analyze the behavior of a fluid
  • Derive some macroscopic properties of gaseous systems from the microscopic behavior
  • Apply the principles of Thermodynamics correctly in simple systems

2.2. Learning goals

To pass this course, the student  must demonstrate the following results:

  • Calculate the trajectory of a particle when initial conditions of the movement and the acting forces are known.
  • Solve the two bodies problem
  • Analyze collisions using conservation theorems
  • Describe physically the rotation of a rigid solid around an axis
  • Identify the different fluid dynamics regimes
  • Derive the equation of state of the ideal gas from the kinetic theory
  • Calculate the performance of a thermal machine

2.3. Importance of learning goals

The course Fundamentals of Physics I is a fundamental element for the acquisition by the student of the competences of the degree. It is the first approximation of the student to the contents of Physics at the university, and in particular to the courses of Mechanics and Thermodynamics, which are central in Physics. This course is designed as a basic course and turns out, therefore, essential for obtaining the objectives of the degree.

3. Assessment (1st and 2nd call)

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

Final mark is given in a scale from 0 (lower mark) to 10 (higher mark). The student needs a 5 to pass the course.

The student must demonstrate that he has achieved the anticipated learning outcomes through a continuous evaluation (which will constitute up to 30% of the total result) and the examination test (at least the 70% of the total result).

a) Result of the continuous evaluation. It mainly evaluates the solution of a series of problems proposed throughout the course. For this, the following rules will be followed:

  • The teacher will propose sequentially throughout the course a series of problems. Some of them will be solved in class; others must be individually solved and submitted by the student within the established period.
  • Each student must submit at least the 75% of the requested problems. Otherwise, the student will be evaluated directly through the global test.
  • To evaluate this activity, two written tests will be carried out throughout the semester. These tests shall consist on the total or partial resolution of a selection of problems among the proposed ones.
  • Obtained mark can be modified, always in a positive way, by the participation and attitude of the student along the course. Class attendance is not mandatory but strongly recommended.

b) Result of the examination test: The examination will consist of two parts, one with theoretical questions, and the other with problems. Each one will be evaluated up to ten points. The result of the examination test will be the sum of the grade of the two parts, divided for two, except if the result of one of the two parts is less than three or the result of the test is less than four, in which case the course will be considered suspended.

c) Total result: will be obtained by multiplying the result of the continuous evaluation by 0.3, the result of the final exam by 0.7 and adding both amounts. The course is considered approved if the total result is equal to or greater than five, except for the cases referred above, in which the student is suspended for low performance in any part of the exam, or must pass a global evaluation for failing to comply with the conditions of the continuous evaluation. At any moment, a student may request to be evaluated only by the result of the single global test.

Success of the course through a single global test:

The evaluation will be obtained directly from an exam test: the exam will consist of two parts: theoretical questions and problems. Each one will be evaluated up to ten points. The total result will be the sum of both marks divided for two, except if the result of one of the two parts is less than four points, in which case the course will be considered failed.

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as:

  • M1 Theoretical lectures: they present to the student the basic theoretical contents to achieve the associated technical competences (CE1, CE2, CE6).
  • M2. Applications: show the application of the theoretical contents to specific cases.
  • M3. Problem discussions: they allow to acquire technical skills from a practical point of view (CE1, CE2, CE6).
  • M4. Exam: allows to evaluate the acquired competences and objectives of the course.

Students are expected to participate actively in class throughout the semester.

Further information regarding the course will be provided on the first day of class.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • Lectures: each section has a set of master lessons, in which the main concepts and general content is introduced.
  • Applications: The applications develop the theoretical contents, extending them and showing their implementation in specific cases.
  • Practice sessions (problems): problems of application of the contents of the section are solved in class, both by the teacher as of the students who voluntarily.
  • Resolution of problems proposed in a group.
  • Autonomous work and study.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 


  • Topic I: Kinematics.
  • Topic II: Dynamics of a particle: Newton's laws.
  • Topic III: Work and energy
  • Topic IV: Dynamics of particle systems.
  • Topic V: Dynamics of the rigid solid.
  • Topic VI: Mechanics of deformable and fluid solids.


  • Topic VII: Temperature and heat. Thermal properties
  • Topic VIII: First and second principles of Thermodynamics.

4.4. Course planning and calendar

Indicative dates of beginning of the activities of the different Topics:

  • Topic I: mid September
  • Topic II: first of October
  • Topic III: end of October
  • Topic IV: first of November
  • Topic V: mid-November
  • Topic VI: first of December
  • Topic VII: mid-December
  • Topic VIII: first of January

The problem collections correspond approximately to each of the proposed Topics and should be submitted on the established date (shortly after the completion of each Topic ).

The exam for the continuous evaluation will be made at the beginning of the month of November (including problems about the 3 first Topic s of the course) and January (Topic s 4 to VIII).

Final exam will be at the end of January or starting February on the date designated by the School of Sciences.

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the Facultad de Ciencias web

4.5. Bibliography and recommended resources


Curso Académico: 2021/22

577 - Programa conjunto en Física-Matemáticas (FisMat)

39100 - Fundamentos de física I

Información del Plan Docente

Año académico:
39100 - Fundamentos de física I
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
577 - Programa conjunto en Física-Matemáticas (FisMat)
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

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

El objetivo de las asignaturas de Fundamentos de Física es proporcionar al alumno tanto una formación básica y homogénea en aspectos generales de la Física que le capacite para cursar asignaturas más específicas de cursos superiores, como una visión global y unificada de la Física. En particular, la asignatura se focaliza en las herramientas básicas para la comprensión de la Mecánica clásica y de los principios de la Termodinámica: Siguiendo el esquema de un curso de física clásica, se presentan en primer lugar los principios de cinemática y dinámica de una partícula, introduciendo las Leyes de Newton, y los conceptos de trabajo y energía, para luego extenderlos a un sistema de partículas, y particularizar finalmente a los casos concretos de un sólido rígido y de sólidos deformables y fluidos; en una segunda parte de la asignatura se comienza el estudio de las nociones de temperatura y calor, así como de las propiedades térmicas de la materia, para finalmente formalizar el primer y segundo principios de la Termodinámica.

Dentro del módulo básico en el que la asignatura está incluida, los objetivos de proporcionar al alumno una formación básica y homogénea en aspectos generales de la Física son compartidos, especialmente con las asignaturas "Fundamentos de Física II" y "Laboratorio de Física".

De entre los objetivos de grado, esta asignatura incide especialmente en los siguientes:

O1. Proporcionar conocimiento teórico y experimental de los principios generales de la física y de las técnicas e instrumentación de uso más habitual, con hincapié en aquellos aspectos de especial relevancia por su trascendencia conceptual o su visibilidad en el entorno científico, tecnológico y social.

O2. Dotar a los graduados de una formación versátil y polivalente que les capacite para el ejercicio de actividades de carácter profesional en el ámbito científico-tecnológico, incluyendo actividades de investigación, innovación y desarrollo dentro de equipos multidisciplinares.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se enmarca en el módulo BÁSICO del grado de Física y constituye junto con Fundamentos II y Laboratorio de Física el subgrupo de asignaturas de contenidos relacionados específicamente con la Física.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se recomienda haber cursado la Física y las Matemáticas en 2º de Bachillerato.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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

  • Utilizar la notación básica y el lenguaje empleados en Física
  • Conocer las leyes fundamentales de la física y aplicarlas en las situaciones adecuadas
  • Distinguir entre magnitudes físicas medibles y magnitudes físicas derivadas
  • Describir el comportamiento de un sistema mecánico basándose en un análisis tanto de fuerzas como energético
  • Distinguir entre interacciones conservativas y disipativas
  • Aplicar a sólidos rígidos la dinámica de sistemas de partículas
  • Analizar el comportamiento de un fluido
  • Derivar algunas propiedades macroscópicas de los sistemas gaseosos a partir del comportamiento microscópico
  • Aplicar correctamente los principios de la Termodinámica en sistemas sencillos

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Calcula la trayectoria de una partícula conocidas las fuerzas responsables y las condiciones iniciales del movimiento
  • Resuelve el problema de dos cuerpos
  • Analiza colisiones utilizando los teoremas de conservación
  • Describe físicamente la rotación de un sólido rígido en torno a un eje
  • Identifica los distintos regímenes de la dinámica de un fluido
  • Deriva la ecuación de estado del gas ideal a partir de la teoría cinética
  • Calcula el rendimiento de una máquina térmica

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La asignatura de Fundamentos de Física I constituye un elemento fundamental para la adquisición por parte del alumno de las competencias del grado. Al tratarse de la primera aproximación del alumno a los contenidos de Física a nivel universitario, y en particular a los contenidos de Mecánica y Termodinámica, que son centrales en la Física, la asignatura constituye la base sobre la que el alumno debe mejorar y aumentar sus competencias específicas. La asignatura resulta, por lo tanto, fundamental para la obtención de los objetivos del grado

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 evaluacion

La parte de evaluación continua constituirá un 30% del resultado total, y la prueba de examen, un 70%.

a) Resultado de la evaluación continua. Se obtendrá, principalmente, mediante la realización de una serie de problemas propuestos a lo largo del curso. Para ello, se seguirán las siguientes normas:

  • El profesor propondrá secuencialmente a lo largo del curso una serie de problemas. Algunos serán resueltos en clase, otros deben ser entregados resueltos por los alumnos en el plazo establecido.
  • Cada alumno debe entregar, como mínimo, un 75% de los problemas solicitados. En caso contrario, el alumno pasará a ser evaluado directamente a través de la prueba global.
  • Para evaluar esta actividad se realizarán dos pruebas escrita a lo largo del semestre. Dichas pruebas consistirán en la resolución total o parcial de una selección de problemas entre los propuestos (incluyendo los realizados en clase por el profesor). 
  • La nota obtenida se podrá matizar, siempre de manera positiva, por la asistencia, participación y actitud en las clases de la asignatura. Aunque la asistencia a clase no es obligatoria, se recomienda fuertemente a los alumnos que deseen ser evaluados de forma continua.

b) Resultado de la prueba de examen: El examen consistirá en dos partes, una de cuestiones teóricas, y otra de problemas. Cada una se evaluará sobre diez puntos. El resultado de la prueba de examen será la suma de la nota de las dos partes, dividida para dos, excepto si el resultado de alguna de las dos partes es inferior a tres puntos o el resultado de la prueba es inferior a cuatro puntos, en cuyo caso la asignatura se considerará suspendida.

c) Resultado total: se obtendrá multiplicando el resultado de la evaluación continua por 0,3, el resultado de la prueba de examen por 0,7 y sumando ambas cantidades. La asignatura se considerará aprobada si el resultado total es igual o superior a cinco, excepto para los casos referidos anteriormente, en que el alumno esté suspendido por bajo resultado en alguna parte del examen, o deba pasar a evaluación global por incumplir las condiciones de la evaluación continua. En cualquier momento un alumno podrá solicitar ser evaluado únicamente por el resultado de la prueba global única.


Superación de la asignatura mediante una prueba global única:

La evaluación se obtendrá directamente a partir de una prueba de examen: el examen consistirá en dos partes, una de cuestiones teóricas, y otra de problemas. Cada una se evaluará sobre diez puntos. El resultado total será la suma de la nota de las dos partes, dividida para dos, excepto si el resultado de alguna de las dos partes es inferior a cuatro puntos, en cuyo caso la asignatura se considerará suspendida.

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:

Las metodologías de enseñanza-aprendizaje que se ofrecen para conseguir los objetivos planteados y adquirir las competencias son las siguientes:

M1. Lecciones magistrales: presentan al alumno los contenidos teóricos básicos para lograr la adquisición por su parte de las competencias técnicas asociadas (CE1, CE2, CE6).

M2. Aplicaciones: muestran la aplicación de los contenidos teóricos a casos concretos.

M3. Realización de problemas: permiten la adquisición de las competencias técnicas desde un punto de vista práctico (CE1, CE2, CE6).

M4. Examen de la asignatura: permite la evaluación de todas las competencias y objetivos de la asignatura.

4.2. Actividades de aprendizaje

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza dispongan realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios.

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

  • Lecciones magistrales: Cada bloque tiene una o dos lecciones magistrales, en las que se presentan al alumno los contenidos generales del bloque.
  • Aplicaciones: Las aplicaciones desarrollan los contenidos teóricos, extendiéndolos y mostrando su implementación en casos concretos.
  • Sesiones prácticas (problemas): se resuelven en clase problemas de aplicación de los contenidos del bloque, tanto por parte del profesor como de los alumnos que voluntariamente plantean dudas o consultas.
  • Resolución de problemas propuestos en grupo.
  • Estudio y trabajo personal.

4.3. Programa


   Bloque I: Cinemática.

   Bloque II: Dinámica de una partícula: Leyes de Newton.

   Bloque III: Trabajo y energía

   Bloque IV: Dinámica de los sistemas de partículas.

   Bloque V: Dinámica del sólido rígido.

   Bloque VI: Mecánica de sólidos deformables y fluidos.


   Bloque VII: Temperatura y calor. Propiedades térmicas.

   Bloque VIII: Primer y segundo principios de la Termodinámica.

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

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Fechas orientativas de comienzo de las actividades de los distintos bloques:

Bloque I: mediados de septiembre

Bloque II: primeros de octubre

Bloque III: finales de octubre

Bloque IV: primeros de noviembre

Bloque V: mediados de noviembre

Bloque VI: primeros de diciembre

Bloque VII: mediados de diciembre

Bloque VIII: primeros de enero


Las colecciones de problemas se corresponden aproximadamente con cada uno de los bloques propuestos y deberán ser entregados en la fecha establecida (poco después de la finalización de cada bloque).

El examen para la evaluación continua se realizará a comienzos del mes de noviembre (incluirá problemas sobre los 3 primeros bloques de la asignatura) y del mes de enero (bloques 4 a 8).

El examen para la evaluación de alumnos tanto presenciales como no presenciales, se celebrará el mismo día, a finales de enero o principios de febrero, en la fecha designada por la Facultad de Ciencias.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados