## 27002 - General physics

### Syllabus Information

2023/24
Subject:
27002 - General physics
Faculty / School:
Degree:
453 - Degree in Mathematics
ECTS:
12.0
Year:
1
Semester:
Annual
Subject type:
Basic Education
Module:
---

### 1. General information

General Physics is a core subject within the degree program. Physics exemplifies the capabilities of mathematics to formalize natural phenomena, propose explanations, and enable the prediction of new phenomena. Mathematics has found material for its own development in the problems of physics. On the other hand, the increasing importance of mathematics as an applied science makes physics a source of inspiration and a challenge for mathematical thinking.

One of the objectives of this subject is to develop and expand students are already familiar with, such as particle kinematics and dynamics, Newton's laws , and concepts such as work and mechanical energy, electrostatics, magnetostatics and electric currents. Moreover, topics that may be new for students or at least, topics which may not have been studied previously, such as mechanics of deformable solids (fluids), the dynamics of rigid solids and systems of particles, waves or introduction to special relativity are also proposed.

General Physics is the only subject in the physics module and, in addition to its basic character, its contents will be directly relevant to those students who intend to take subjects in the astrodynamics module.

Attendance and active participation of students in class, as well as in other teaching activities such as problem solving, laboratory work, consultation with the teacher during tutoring hours, etc,. are strongly recommended.

The approaches and objectives of this module are aligned with the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda; the learning activities could contribute to some extent to the achievement of the goals 4 (quality education), 5 (gender equality), 8 (decent work and economic growth), and 10 (reducing inequality).

### 2. Learning results

• Calculate the particle trajectory given the forces involved and the initial conditions of the motion.
• Solve the two-body problem.
• Solve collision problems using conservation theorems.
• Analyze the motion of a rigid body around a rotational axis.
• Identify the different regimes of the fluid dynamics.
• Calculate electrostatic fields and potentials for a point source or a symmetric continuum body.
• Solve simple continuum current circuits.
• Calculate the interaction between magnetic fields and currents.
• Describe the phenomena associated to the propagation of an electromagnetic wave.
• Describe the geometric properties of the Lorentz's transform in a specific case.

### 3. Syllabus

1. Kinematics.
2. Dynamics of a particle. Newton's laws. Work and mechanical energy.
3. Dynamics of systems of particles. Conservation laws. Collisions.
4. Dynamics of rigid bodies.
5. Mechanics of deformable solids and fluids.
6. Gravitational interactions. Orbits.
7. Electrostatics.
8. Stationary electrical currents.
9. Magnetostatics.
10. Time-dependent electromagnetic fields.
11. Waves.
12. Introduction to the theory of relativity.

Master classes: 81 hours.
Problem solving: 27 hours.
Laboratory: 12 hours.
Project: 43 hours.
Study: 124 hours.
Assessment tests: 13 hours.

### 5. Assessment system

• There will be two written exams at the end of each semester corresponding to the contents given in each of them. If the student does not succeed any of them, the student must attend the following calls and take the exam of the whole course or of the part that has not been passed yet. The written exams consist of:
• Problem solving exam (from 65% to 75% of the final grade).
• Theory exam (from 25% to 35% of the final grade).
• Evaluation of the lab activity and lab questionaries. Weight 10% of the total grade. There will be lab exam for those students who do not attend the lab.
• Evaluation made along the academic course (class attendance and participation). Among the optional activities that can be evaluated are: preparing an essay on a selected topic from those suggested by the profesor and its oral presentation, individually o in small groups. Solving suggested problems that the students hand in. If that is the case there will be an evaluation of the essay, oral presentation and handed problems respectively. The weight of these activities in the final grade is 10%. In order for this grade to be computed  in the final grade of each semester, the student must achieve a minimum grade of 4 out of 10 in the rest of the evaluation activities of the appropriate semester.

Without limiting the right that the student has, according to the current regulations, to assist and, if applicable, pass the subject by taking a global examination.

## 27002 - Física general

### Información del Plan Docente

2023/24
Asignatura:
27002 - Física general
Titulación:
Créditos:
12.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Anual
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

### 1. Información básica de la asignatura

Se trata de una asignatura de formación básica dentro del grado. La física ejemplifica las capacidades de la matemática para formalizar los fenómenos naturales, proponer explicaciones y posibilitar la predicción de nuevos fenómenos. Las matemáticas han encontrado en los problemas de la física materia para sus propios desarrollos. Por otra parte, la creciente importancia de las matemáticas como ciencia aplicada hacen de la física una fuente de inspiración y de retos para el pensamiento matemático.

Uno de los objetivos de esta asignatura es desarrollar y ampliar conceptos con los que los alumnos ya se encuentran familiarizados como la cinemática y la dinámica de una partícula, las leyes de Newton y conceptos como el trabajo y la energía mecánica, electrostática, magnetostática y corrientes eléctricas. Además se plantean temas que podrían ser nuevos para los alumnos o al menos, que no los hayan tratado en profundidad, como la mecánica de sólidos deformables o fluidos, la dinámica del sólido rígido y los sistemas de partículas, las ondas o la introducción a la relatividad.

La Física general es la única asignatura de la que consta el módulo de física y, aparte de su carácter básico, sus contenidos serán relevantes de manera directa para aquellos alumnos que se propongan cursar asignaturas del módulo de astrodinámica.

Se recomienda la asistencia y la participación activa de los alumnos en las clases, así como en el resto de actividades docentes: resolución de problemas, trabajo de laboratorio, consulta con el profesor en horas de tutoría, etc.

Los planteamientos y objetivos de la asignatura están alineados con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas; en concreto, las actividades de aprendizaje previstas en esta asignatura contribuirán en alguna medida al logro de los objetivos 4 (educación de calidad), 5 (igualdad de género), 8 (trabajo decente y crecimiento económico) y 10 (reducción de las desigualdades).

• Calcular la trayectoria de una partícula conocidas las fuerzas responsables y las condiciones iniciales del movimiento.
• Resolver el problema de dos cuerpos.
• Resolver colisiones utilizando los teoremas de conservación.
• Analizar la rotación de un sólido rígido en torno a un eje.
• Identificar los distintos regímenes de la dinámica de un fluido.
• Calcular campos y potenciales electrostáticos para fuentes puntuales o distribuciones con alta simetría.
• Resolver circuitos sencillos de corriente continua.
• Calcular la interacción entre campos magnéticos y corrientes.
• Describir los fenómenos asociados a la propagación de una onda electromagnética.
• Describir las propiedades geométricas de la transformación de Lorentz en un caso concreto.

### 3. Programa de la asignatura

1. Cinemática.
2. Dinámica de una partícula. Leyes de Newton. Trabajo y energía mecánica.
3. Dinámica de los sistemas de partículas. Leyes de conservación. Choques.
4. Dinámica del sólido rígido.
5. Mecánica de sólidos deformables y fluidos.
6. Interacción gravitatoria. Órbitas.
7. Electrostática.
8. Corrientes eléctricas estacionarias.
9. Magnetostática.
10. Campos electromagnéticos dependientes del tiempo.
11. Ondas.
12. Introducción a la teoría de la relatividad.

Clases magistrales: 81 horas.
Resolución de problemas y casos: 27 horas.
Prácticas de laboratorio: 12 horas.
Trabajos docentes: 43 horas.
Estudio: 124 horas.
Pruebas de evaluación: 13 horas.

### 5. Sistema de evaluación

• Dos pruebas escritas correspondientes a los contenidos de cada uno de los semestres que se realizarán al concluir estos. El alumno que no supere alguno de los exámenes anteriores deberá presentarse en las siguientes convocatorias del curso a la parte o partes que no haya aprobado. Las pruebas escritas constarán de:
• Examen de problemas (del 65% al 75% de la nota).
• Examen de teoría (del 25% al 35% de la nota).
• Evaluación del trabajo en el laboratorio y de los informes de las prácticas. Representa un 10% de la nota final. Habrá examen de laboratorio en las convocatorias oficiales para los alumnos que no hayan realizado estas prácticas.
• Evaluación a lo largo del curso (asistencia a clases y participación en las mismas). Entre las actividades de carácter voluntario que pueden evaluarse en este apartado están: la preparación de algún trabajo sobre temas propuestos por el profesor y su presentación, individualmente o en grupos pequeños. Se podrán proponer problemas que los alumnos deben presentar por escrito. Se calificará en su caso, el trabajo, la presentación oral y los problemas entregados por escrito. El peso de estos apartados en la nota final será de un 10%. Para que la calificación obtenida en estos apartados correspondientes a cada semestre se compute en la calificación final, el alumno deberá obtener una nota mínima de 4 sobre 10 en el resto de la evaluación del correspondiente semestre.

Sin menoscabo del derecho que, según la normativa vigente, asiste al estudiante para presentarse y, en su caso, superar la asignatura mediante la realización de una prueba global.