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Academic Year/course: 2023/24

436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology

30002 - Physics I


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
30002 - Physics I
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
436 - Bachelor's Degree in Industrial Engineering Technology
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester o Second semester
Subject type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

Physics I focuses on the fundamentals of mechanics and its more applied aspects such as mechanical oscillations , elasticity and fluid mechanics. It also provides the basic concepts and principles of thermodynamics, mainly oriented to the study of heat transfer and energy analysis of machines and devices. Since this is a basic training subject, this knowledge is focused as a starting point for other subjects of the Industrial Branch and specific to the degree.

With respect to the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda ( https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), the evaluable contents of this subject do not contribute directly to their achievement. However, they are essential in order to base the subsequent knowledge of the rest of the degree program that is more directly related to the SDGs and the 2030 Agenda.

2. Learning results

Upon completion of the subject, the student will be able to:

1. -Learn the fundamental concepts and laws of Mechanics and Thermodynamics.

2.-Analyze problems integrating different aspects of Physics, using a global vision and knowledge of it, being able to discern the various physical fundamentals underlying a technical application, device or real system.

3. -Know the units and order of magnitude of physical quantities defined in the different parts of matter.

4.- Solve in a complete way physics exercises and problems, reaching a correct result and expressing it in the appropriate physical units.

5. -Correctly use the basic methods of experimental measurement and process, present and interpret the data obtained, relating them to the appropriate physical magnitudes and laws.

6. -Use bibliography, by any of the means currently available, and use clear and precise language in your explanations of physics questions.

These general results should, in turn, be translated into more specific achievements. Thus, each studentis expected to:

1. -Correctly apply the fundamental equations of mechanics to various fields of physics and engineering: rigid solid rotational dynamics, oscillations, elasticity and fluids.

2. -Correctly apply the essential concepts and equations, the conservation of fundamental mechanical quantities and their time variations to solve basic engineering problems.

3. -Understand the meaning, usefulness and relationships between magnitudes, moduli and fundamental elastic coefficients used in solids and fluids.

4. -Perform mass and energy balances correctly in fluid motions in the presence of basic devices and know how to particularize to the hydrostatic case, as well as to know the necessary modifications required for the study of real fluids, in particular the concepts of viscosity and pressure drop.

5. -Correctly use the concepts of temperature and heat and apply them to calorimetric and expansion problems.

6. -Use the fundamental laws and equations of heat transfer by conduction, convection and radiation and apply them to basic engineering problems.

7. -Apply the first and second principles of thermodynamics to processes, basic cycles, heat engine schemes, refrigerators and heat pumps.

8. -Know how to calculate yields and relate the decrease in yields to the irreversibilities of the associated processes.

3. Syllabus

Part I: Mechanics (Fundamentals)

1. Kinematics.

2. Dynamics of a particle.

3. Dynamics of a particle system.

4. The rigid solid.

Part II: Mechanics (Applications)

5. Simple mechanical oscillations.

6. Elasticity.

7. Fluid mechanics.

Part III: Thermodynamics

8. Heat and temperature.

9. First principle of thermodynamics. Processes.

10. Second principle of thermodynamics. Thermal machines.

4. Academic activities

Lectures: 36 hours

Theoretical-practical sessions in which the contents of the subject will be explained.

Laboratory practices: 10 hours

Experimental demonstration of some of the physical phenomena studied in the subject.

Problem solving and case studies: 14 hours

Sessions devoted entirely to problem solving.

Supervised work: 15 hours

Group work that deepens in some of the learning results that define the subject.

Personal study: 69 hours

5. Assessment system

A continuous assessment system, which will be carried out throughout the learning period. The final grade for the subject is calculated as follows:

1) Two intermediate midterm tests, consisting of the resolution of short questions and problems. Each one accounts for 35% of the total grade.

2) The tutored work (10% of the total grade).

3) Laboratory practices, which account for 20% of the total grade. They are evaluated on the basis of questionnaires given to at the end of each session. The total grade is the average of all the questionnaires, provided that all sessions are attended.

In order to pass the subject, it is necessary to obtain at least 5 points out of 10 in the final grade resulting from all the tests, in addition to a minimum score of (a) 4 points out of 10 in each of the partial tests and (b) 5 points out of 10 in the laboratory practicals. If conditions (a) and (b) are not met, the maximum grade that can be obtained is 4.6 points out of 10 (Fail).

Students who do not pass the subject through the continuous assessment system, or who wish to improve their grade, may take a global test, the date of which will be established in the academic calendar. It will consist of:

1) A written test with a structure analogous to that of the intermediate tests (up to 70% of the total grade, depending on the part of the grade already obtained that is used).

2) A practical laboratory exam, in which one of the proposed practices must be completed individually and without the teacher's help (20% of the total grade).

The conditions to pass the subject through the global test are identical to those of the continuous assessment.


Curso Académico: 2023/24

436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

30002 - Física I


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
30002 - Física I
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
436 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre o Segundo semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Física

1. Información básica de la asignatura

La asignatura Física I se centra en los fundamentos de mecánica y sus aspectos más aplicados tales como las oscilaciones mecánicas, la elasticidad y la mecánica de fluidos. También proporciona los conceptos y principios básicos de la termodinámica, fundamentalmente orientados al estudio de la transmisión del calor y al análisis energético de máquinas y dispositivos. Por tratarse de una asignatura de formación básica, estos conocimientos se enfocan como punto de partida para otras asignaturas de la Rama Industrial y específicas de la titulación.

Con respecto a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), los contenidos evaluables de esta asignatura no contribuyen de forma directa a su consecución. Sin embargo, son imprescindibles para fundamentar los conocimientos posteriores del resto de la titulación que sí se relacionan más directamente con los ODS y la Agenda 2030.

2. Resultados de aprendizaje

Con carácter general, se espera que, al finalizar la asignatura, cada estudiante:

  1. Conozca los conceptos y leyes fundamentales de la Mecánica y la Termodinámica.
  2. Analice problemas que integran distintos aspectos de la Física, utilizando una visión y conocimiento global de la misma, siendo capaz de discernir los variados fundamentos físicos que subyacen en una aplicación técnica, dispositivo o sistema real.
  3. Conozca las unidades y orden de magnitud de las magnitudes físicas definidas en las distintas partes de la materia.
  4. Resuelva de forma completa ejercicios y problemas de Física, alcanzando un resultado correcto y expresándolo en las unidades físicas adecuadas.
  5. Utilice correctamente los métodos básicos de medida experimental y trate, presente e interprete los datos obtenidos, relacionándolos con las magnitudes y leyes físicas adecuadas.
  6. Utilice bibliografía, por cualquiera de los medios disponibles en la actualidad y use un lenguaje claro y preciso en sus explicaciones sobre cuestiones de Física.

Estos resultados generales deberían, a su vez, concretarse en otros logros más específicos. Así, se espera que cada estudiante:

  1. Aplique correctamente las ecuaciones fundamentales de la mecánica a diversos campos de la física y de la ingeniería: dinámica de rotación del sólido rígido, oscilaciones, elasticidad y fluidos.
  2. Aplique correctamente los conceptos y ecuaciones esenciales, la conservación de las magnitudes mecánicas fundamentales y sus variaciones en el tiempo, para resolver problemas básicos de ingeniería.
  3. Comprenda el significado, utilidad y las relaciones entre magnitudes, módulos y coeficientes elásticos fundamentales empleados en sólidos y fluidos.
  4. Realice balances de masa y energía correctamente en movimientos de fluidos en presencia de dispositivos básicos y sepa particularizar al caso hidrostático, así como que conozca las modificaciones necesarias que se precisan para el estudio de fluidos reales, en particular los conceptos de viscosidad y pérdida de carga.
  5. Utilice correctamente los conceptos de temperatura y calor y los aplique a problemas calorimétricos y de dilatación.
  6. Utilice las leyes y ecuaciones fundamentales de transmisión de calor por conducción, convección y radiación y las aplique a problemas básicos de ingeniería.
  7. Aplique el primer y segundo principio de termodinámica a procesos, ciclos básicos, esquemas de motores térmicos, frigoríficos y bombas de calor.
  8. Sepa calcular rendimientos y relacione la disminución de los mismos con las irreversibilidades de los procesos asociados.

3. Programa de la asignatura

Parte I: Mecánica (Fundamentos)

1. Cinemática.
2. Dinámica de una partícula.
3. Dinámica de un sistema de partículas.
4. El sólido rígido.

Parte II: Mecánica (Aplicaciones)

5. Oscilaciones mecánicas simples.
6. Elasticidad.
7. Mecánica de fluidos.

Parte III: Termodinámica

8. Calor y temperatura.
9. Primer principio de la termodinámica. Procesos.
10. Segundo principio de la termodinámica. Máquinas térmicas.

4. Actividades académicas

Clases magistrales: 36 horas
Sesiones teórico-prácticas en las que se expondrán los contenidos de la asignatura.

Prácticas de laboratorio: 10 horas
Demostración experimental de algunos de los fenómenos físicos estudiados en la asignatura.

Resolución de problemas y casos: 14 horas
Sesiones dedicadas íntegramente a la resolución de problemas.

Trabajo tutelado: 15 horas
Realización en grupo de un trabajo que profundice en alguno de los resultados del aprendizaje que definen la asignatura.

Estudio personal: 69 horas

Pruebas de evaluación: 6 horas

5. Sistema de evaluación

Se plantea un sistema de evaluación continuada, con el fin de distribuir la carga de trabajo a lo largo de todo el semestre. Así, la nota final de la asignatura se obtiene de:

1) Dos pruebas parciales intermedias, consistentes en la resolución de preguntas cortas y problemas. Cada una supone un 35% de la nota total.
2) El trabajo tutelado (10% de la nota total).
3) Las prácticas de laboratorio, que suponen un 20% de la nota total. Se evalúan a partir de cuestionarios que se entregan al final de cada sesión. La nota total es el promedio de la de todos los cuestionarios, siempre que se asista a todas las sesiones.

Para superar la asignatura hay que obtener al menos 5 puntos sobre 10 en la nota final resultante de todas las pruebas, además de una puntuación mínima de (a) 4 puntos sobre 10 en cada una de las pruebas parciales y (b) 5 puntos sobre 10 en las prácticas de laboratorio. Si no se cumplen las condiciones (a) y (b), la nota máxima que puede obtenerse es de 4.6 puntos sobre 10 (Suspenso).

Los estudiantes que no superen la asignatura mediante el sistema de evaluación continuada, o que deseen mejorar su nota, podrán presentarse a una prueba global, cuya fecha estará fijada en el calendario académico. Consistirá en:

1) Una prueba escrita de estructura análoga a la de las pruebas intermedias (hasta un 70% de la nota total, en función de la parte de la nota ya obtenida que se utilice).
2) Un examen práctico de laboratorio, en el que deberá completarse de forma individual y sin la ayuda del profesor una de las prácticas propuestas (20% de la nota total).

Las condiciones para superar la asignatura a través de la prueba global son idénticas a las de la evaluación continuada.