Presentación

La asignatura de Ampliación de Física tiene como objetivo profundizar en los conocimientos de física general que debe dominar un estudiante de ingeniería de primer año. Puede considerarse una segunda parte de Fundamentos de Física, asignatura que se debe haber cursado o, al menos, tener convalidada para abordar el estudio de Ampliación de Física. Fundamentos de Física y Ampliación de Física cubren casi el todo el temario habitual de las física general universitaria, tal y como se estudia en diferentes disciplinas técnicas y científicas y en el propio grado de física.

En casi todas las ingenierías, es preciso cierto nivel de física. Los conceptos de física general deben formar parte del bagaje de cualquier ingeniero, ya que serán vitales para su actividad profesional. Como ya hacía Fundamentos de Física, esta asignatura ahonda en terminología básica que luego deberá emplear, por ejemplo, a la hora de conocer las especificaciones de la maquinaria o de entender procesos de medida en entornos industriales.

Por otro lado, la física, como ciencia experimental que es, y las herramientas de que dispone para explicar fenómenos cotidianos, contribuye a formar en los estudiantes capacidades generales, como cuestionarse la información que reciben de distintos medios, las medidas que efectúen en su actividad profesional y, en particular, a mantener una actitud crítica muy positiva, tanto en el ámbito laboral como en el cotidiano.

Competencias

Competencias básicas

• Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
• Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
• Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
• Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
• Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias generales

• Capacidad para orientarse e involucrarse activamente hacia la obtención de resultados asumiendo la responsabilidad en el cumplimiento de las tareas encomendadas.
• Motivación y capacidad para dedicarse a un aprendizaje a lo largo de la vida.

Competencias específicas

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

Contenidos

Tema 1. Ampliación de cinemática y dinámica y elementos matemáticos
¿Cómo estudiar este tema?
Derivación en una variable
Integración en una variable
Cinemática avanzada: uso de vectores, derivación e integración
Aplicaciones de la cantidad de movimiento y su conservación
Introducción a los tensores en mecánica clásica

Tema 2. Estudio del sólido rígido
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los sólidos rígidos
Rotación del sólido rígido y sus causas
Ecuación fundamental de la dinámica de rotación
Cálculo de momentos de inercia
Teorema de conservación del momento angular
Energía cinética de rotación del sólido rígido
Equivalencia entre magnitudes de dinámica de traslación y de rotación

Tema 3. Mecánica de fluidos
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los fluidos y su estudio
Definición de densidad
Presión. Ley de Pascal
Principio de Arquímedes. Flotabilidad
Fluidos en reposo: ecuaciones básicas
Fluidos en movimiento. Ecuación de Bernoulli
Problemas resueltos

Tema 4. Movimientos periódicos y oscilaciones
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los movimientos periódicos
Estudio del movimiento armónico simple
Péndulos
Oscilaciones amortiguadas
Oscilaciones forzadas

Tema 5. Movimiento ondulatorio
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los fenómenos ondulatorios
Descripción del movimiento ondulatorio
Energía asociada al movimiento ondulatorio
Propiedades de las ondas

Tema 6. Acústica
¿Cómo estudiar este tema?
Ondas sonoras y sus características
Intensidad del sonido. Concepto de decibelio
Interferencias en ondas sonoras
Ondas sonoras estacionarias y sus aplicaciones
Efecto Doppler y su aplicación al sonido

Tema 7. Introducción a la relatividad especial
¿Cómo estudiar este tema?
Invariabilidad de las leyes físicas. Postulados de Einstein
Relatividad de la simultaneidad de los sucesos
Relatividad del tiempo
Relatividad de las longitudes
Transformaciones de Lorentz
Cantidad de movimiento y energía relativistas

Tema 8. Ondas electromagnéticas
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los fenómenos electromagnéticos
Descripción de las ondas electromagnéticas.
Ondas electromagnéticas estacionarias
Energía de las ondas electromagnéticas
Verificaciones experimentales de las ondas electromagnéticas
Espectro electromagnético

Tema 9. Estudio de la luz y su propagación
¿Cómo estudiar este tema?
Naturaleza de la luz. Principio de Huygens
Reflexión y refracción. Ley de Snell
Polarización de la luz
Interferencias
Difracción

Tema 10. Elementos de óptica geométrica
¿Cómo estudiar este tema?
Definiciones previas
Reflexión y refracción en superficies planas
Reflexión y refracción en una superficie esférica
Ecuaciones de la óptica geométrica
Lentes delgadas
Ejemplos de sistemas ópticos

Tema 11. Elementos que conforman los circuitos
¿Cómo estudiar este tema?
Condensadores
Corriente y resistencia eléctrica
Fuentes de fuerza electromotriz en circuitos
Autoinducción

Tema 12. Circuitos en corriente continua
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los circuitos
Leyes de Kirchhoff
Teorema de Thevenin
Teorema de Norton
Instrumentos de medición eléctrica
Estudio de circuitos típicos

Tema 13. Circuitos en corriente alterna
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción a los circuitos en corriente alterna
Fasores y corrientes alternas
Resistencia y reactancia
El circuito L-R-C en serie
Potencia en circuitos de corriente alterna
Resonancia en los circuitos de corriente alterna

Tema 14. Orígenes de la mecánica cuántica
¿Cómo estudiar este tema?
Introducción
La cuantización de la energía como explicación de fenómenos que la física clásica no explicar
Espectroscopía y primeros modelos atómicos
Elementos de la mecánica cuántica

Tema 15. Física atómica y nuclear
¿Cómo estudiar este tema?
Modelos modernos del átomo. Átomo de hidrógeno
Orbitales y números cuánticos
Interpretación de los números cuánticos
Principio de exclusión de Pauli y niveles atómicos
Introducción al estudio del núcleo atómico
Características de los núcleos atómicos.
Radiactividad: tipos de emisiones y estabilidad nuclear
Estudio cuantitativo de los procesos nucleares

Metodología

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

• Trabajos y Lecturas. Se trata de actividades de diferentes tipos: reflexión, análisis de casos, prácticas, etc. Además de análisis de textos relacionados con diferentes temas de la asignatura.
• Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate, test.
• Laboratorios virtuales. Actividad práctica que se realiza en tiempo real e interactuando con otros alumnos. En el laboratorio los estudiantes tendrán que desarrollar los ejercicios propuestos en un entorno de simulación online. Los estudiantes contarán en todo momento con el apoyo de un tutor de laboratorio, que ayudará al alumno a desarrollar su actividad. El tutor de laboratorio podrá asignar grupos de alumnos para que, de forma colaborativa, alcancen los resultados solicitados. Este tipo de actividad posee un peso considerable en la evaluación continua del alumno, por lo que, a pesar de no ser obligatoria su realización, se recomienda firmemente la participación en los mismos.
• Laboratorios presenciales. A lo largo del cuatrimestre tendrán lugar laboratorios presenciales donde se realizarán prácticas de laboratorio.

En la programación semanal puedes consultar cuáles son las actividades concretas que tienes que realizar en esta asignatura.

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

• Estudio personal
• Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
• Examen final presencial

Las horas de dedicación a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

Recomendaciones técnicas

Para la correcta participación de los alumnos en las diferentes actividades propuestas en la asignatura se recomienda disponer de un ordenador con las siguientes especificaciones mínimas recomendadas:

• 4 GB de RAM
• Conexión a Internet superior a 6 Mbit/s
• Cámara web
• Micrófono
• Altavoces o auriculares
• Sistema operativo Windows o Mac OS (algunas actividades pueden presentar dificultades sobre Linux. En esta circunstancia se recomienda consultar con el profesor de la asignatura)
• Acceso de administrador al sistema (es necesario la instalación de programas, emuladores, compiladores…)
• Navegador web Netscape, Chrome, Safari o Firefox actualizado (versiones no actualizadas pueden presentar problemas funcionales y/o de seguridad)

Bibliografía

Bibliografía básica

Los textos necesarios para el estudio de la asignatura han sido elaborados por UNIR y están disponibles en formato digital para consulta, descarga e impresión en el aula virtual..

Bibliografía complementaria

Bueche, F. J., & Hecht, E. (2007). Física general. Madrid: McGraw-Hill.

Marion, J. B. (1998). Dinámica clásica de las partículas y sistemas. Barcelona: Reverté.

Ortega, M. R. (2011). Lecciones de física. Mecánica 1. Barcelona: Autor.

Ortega, M. R. (2011). Lecciones de física. Mecánica 2. Barcelona: Autor.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2009). Física para ciencias e ingeniería con Física Moderna (vol. 2). México: Cengage Learning Editores

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2010). Física para la ciencia y la tecnología. Mecánica, oscilaciones y ondas, termodinámica (6º ed., vol. 1). Barcelona: Editorial Reverté.

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2010). Física para la ciencia y la tecnología. Electricidad y magnetismo/luz (6º ed., vol 2.). Barcelona: Editorial Reverté.

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2009). Física Universitaria (vol. 1). México. Pearson Educación.

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2009). Física Universitaria (vol. 2). México. Pearson Educación.

Evaluación y calificación

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

La calificación se compone de dos partes principales:

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final (6 puntos sobre 10) y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO (es decir, obtener 3 puntos de los 6 totales del examen).

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final (es decir, 4 puntos de los 10 máximos). Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua es de 6 puntos. Así, puedes hacer las que prefieras hasta conseguir un máximo de 4 puntos (que es la calificación máxima que se puede obtener en la evaluación continua). En la programación semanal de la asignatura, se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

Profesorado

Juan Cuquejo Mira

Formación: Doctor en Física Teórica por la Universidad de Málaga y licenciado en Física por la Universidad de Granada.

Experiencia: Además de estar licenciado en Física Teórica, está especializado, gracias a una beca, en análisis y desarrollo de aplicaciones para control de equipos de medida, sobre lo cual versó su tesis doctoral. Compagina su actividad docente con tareas de desarrollo de software, consultoría de innovación y de seguridad de la información.

Orientaciones para el estudio

Obviamente, al tratarse de formación on-line puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura en la UNIR y también podrás organizar tu plan de trabajo personal con tu profesor-tutor.
2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
4. Comienza con la lectura de las Ideas clave del tema. Este resumen te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales en los que te tendrás que fijar al estudiar el material básico. Lee siempre el primer apartado, ¿Cómo estudiar este tema?, porque allí te especificamos qué material tienes que estudiar. Consulta, además, las secciones del tema que contienen material complementario (Lo + recomendado y + Información).
5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades y Test). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana y qué calificación máxima puedes obtener con cada una de ellas.
6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (sesiones presenciales virtuales, foros de debate…). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu profesor-tutor te informarán de las novedades de la asignatura.

Recuerda que en el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del aula virtual: Correo, Foro, Sesiones presenciales virtuales, Envío de actividades, etc.