Física

O obxectivo desta materia é proporcionar ao estudantado unha ampla introdución á Física, máis concretamente a Mecánica da partícula, Termodinámica e Electromagnetismo. Preténdese, por unha parte, dar a coñecer os principios da Física resaltando os seus límites de aplicabilidade e, por outra parte, desenvolver no estudantado tanto a capacidade de análise coma a de resolución de problemas. Ademais, introduciraselles no manexo de material de laboratorio, o que lles vai permitir aprender a tomar e tratar datos experimentais, de xeito acorde a este nivel e polo tanto non exhaustivo.

A materia de física pretende alcanzar unha serie de obxectivos formativos contemplados na memoria do título. Así, tras a súa gradación, un/a enxeñeiro/a químico/a debe conseguir:
- Ter un coñecemento relevante das ciencias básicas (matemáticas, química, biotecnoloxía, física), para axudar a comprender, describir e resolver os fenómenos da enxeñería química.
- Ter un coñecemento relevante da bibliografía e fontes de datos dispoñibles.
- Ser capaz de planificar, realizar e explicar informes de traballo experimental básico.
- Ter capacidade de analizar problemas complexos.
- Ter experiencia no uso de software adecuado.

A memoria do título contempla para esta materia os seguintes contidos:
-1. Magnitudes físicas, incerteza de medida.
-2. Sistemas de coordenadas.
-3. Mecánica da partícula.
-4. Termodinámica.
-5. Campos escalares e vectoriais.
-6. Electromagnetismo.
-7. Aplicación para a resolución de problemas propios da enxeñería.

Estes contidos teóricos serán desenvolvidos de acordo ao temario indicado a continuación, onde, para cada tema, amósanse do seguinte modo as horas expositivas (hei) e interactivas (hi): Título do tema (hei; hi). A asignación de horas é aproximada.

TEMA 1. MAGNITUDES FÍSICAS. INCERTIDUMBRE DA MEDIDA. (2;1)
Magnitudes Físicas. Sistema de Unidades. Análise Dimensional. Nocións de metroloxía.
Sistemas de coordenadas polares planas, cilíndricas e esféricas.

TEMA 2. CINEMÁTICA DA PARTÍCULA. (2; 1,5)
Movemento e sistemas de referencia.
Vectores velocidade e aceleración. Compoñentes intrínsecas da aceleración. Análise dos distintos tipos de movementos.

TEMA 3. DINÁMICA DA PARTÍCULA (1,5;1,5)
Principios da mecánica clásica. Leis de Newton. Momentos lineal e angular. Teoremas de conservación. Traballo e potencia: Conservación da enerxía mecánica. Forzas de rozamento.

TEMA 4. TEORÍA ELEMENTAL DE CAMPOS (2,5;1,5)
Campos escalares e vectoriais.
Gradiente dun campo escalar.
Circulación dun campo vectorial.
Fluxo dun campo vectorial.
Diverxencia dun campo vectorial: Teorema de Gauss. Rotacional dun campo vectorial: Teorema de Stokes. Campos conservativos. Función potencial

TEMA 5. FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA (9;2)
Conceptos e definicións básicas
Principio cero. Temperatura empírica. Medida da temperatura Traballo termodinámico. Enerxía interna. Primeiro Principio. Calor Segundo Principio. Escala termodinámica de temperatura. Entropía

TEMA 6. CAMPO ELECTROSTÁTICO. (5;4)
Introdución
Carga eléctrica. Lei de Coulomb
Campo electrostático. Potencial electrostático Dipolo eléctrico
Fluxo eléctrico. Teorema de Gauss integral e diferencial Algunhas aplicacións do teorema de Gauss
Enerxía dun sistema de cargas

Condutores. Sistema de condutores. Enerxía dun sistema de condutores. Asociación de condensadores. Dieléctricos.

TEMA 7. CORRENTE CONTINUA. (2;1,5)
Corrente eléctrica. Densidade de corrente. Ecuación de continuidade. Lei de Ohm. Forza electromotriz. Lei de Ohm xeneralizada.
Redes de resistencias. Leis de Kirchhoff.

TEMA 8. CAMPO MAGNÉTICO NO BALEIRO. (1;0,5)
Forza entre dous circuítos completos.
Indución magnética. Lei de Biot e Savart.
Forza sobre unha carga puntual que se move nun campo magnético. Propiedades do campo magnético. Lei de Ampère da circulación.
Potencial vectorial magnético.

TEMA 9. INDUCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. (1;0,5)
Indución electromagnética. Lei de Faraday.
Indución mutua. Autoinducción. Asociación de indutancias: serie e paralelo. Enerxía magnética.

Estes contidos impartiranse nas clases expositivas e nos seminarios. A orde dos temas e os contidos son orientativos e poderían modificarse lixeiramente segundo o desenvolvemento específico do curso.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

-Leis de Newton
-Resortes
-Circuítos de corrente continua
-Medida de pequenas resistencias
-Condensador de placas plano-paralelo
-Curva de carga dun capacitor
-Campo magnético creado por bobinas de Helmholtz

-Libros básicos:
-YOUNG, Hugh D., SEARS, Francis W., FREEDMAN, Roger A., FORD, A. Lewis, ZEMANSKY, Mark Waldo, 2018. Física Universitaria con física moderna. 14ª ed. vol 1 e 2. México: Pearson.
-YOUNG, Hugh D., SEARS, Francis W., FREEDMAN, Roger A., FORD, A. Lewis, ZEMANSKY, Mark Waldo, 2013. Física Universitaria con física moderna. Ebook. 13ª ed. vol 1. México: Pearson. ISBN 978-607-32-2125-2. Dispoñible en: https://www-ingebook-com.ezbusc.usc.gal/ib/NPcd/IB_Escritorio_Visualiza…
-YOUNG, Hugh D., SEARS, Francis W., FREEDMAN, Roger A., FORD, A. Lewis, ZEMANSKY, Mark Waldo, 2013. Física Universitaria con física moderna. Ebook. 13ª ed. vol 2. México: Pearson. ISBN 978-607-32-2189-4. Dispoñible en: https://www-ingebook-com.ezbusc.usc.gal/ib/NPcd/IB_Escritorio_Visualiza…

Libros complementarios:
-LLEÓ MORILLA, Atanasio, 2001. Física para Ingenieros. Madrid: Mundi-Prensa. ISBN 84-7114-988-5
-SERWAY, Raymond A., BEICHNER, Robert J., 2005. Física para Ciencias e Ingeniería. 6ª ed. vol 1 e 2. México: McGraw-Hill.*
-TIPLER, Paul Allen, 1999. Física para la Ciencia y la Tecnología. 4ª ed. Barcelona: Reverté. ISBN 84-291-4384-X
- PRESTON, Daryl W., DIETZ, Eric R. 1991. The Art of experimental physics. New York: John Wiley & Sons. ISBN 0-471-84748-8
-ALCARAZ I SENDRA, Olga, LÓPEZ LÓPEZ, José, LÓPEZ SOLANAS, Vicente, 2006. Física: problemas y ejercicios resueltos. Madrid: Pearson-Prentice-Hall. ISBN 978-84-205-4447-2
-ALCARAZ I SENDRA, Olga, LÓPEZ LÓPEZ, José, LÓPEZ SOLANAS, Vicente, 2006. Física: problemas y ejercicios resueltos. Ebook. Madrid: Pearson-Prentice-Hall. ISBN 978-84-205-4447-2. Dispoñible en: https://www-ingebook-com.ezbusc.usc.gal/ib/NPcd/IB_BooksVis?cod_primari…
-GÓMEZ RODRÍGUEZ, Faustino, VARELA CABO, Luis Miguel, CARRETE MONTAÑA, Jesús, PÉREZ RODRÍGUEZ, Martín, 2014. Guía básica sobre incertidumbre en la medida: enseñanza secundaria y bachillerato. Santiago de Compostela: Universidade de Santiago de Compostela, Servizo de Publicacións e Intercambio Científico. ISBN 978-84-16183-63-0.
-FERNÁNDEZ VIDAL, Sonia, 2012. Quantic Love. Barcelona: Editorial La Galera. ISBN ‎978-8424641702

* Conteñen problemas-tipo resoltos a modo de exemplo en cada sección.

Recursos na rede:
FERRÓN, Lucía, 2013. Boas prácticas en prevención de riscos laborais. Manual de seguridade no laboratorio [en liña]. Santiago de Compostela: Xunta de Galicia. Dispoñible en: https://issga.xunta.gal/gl/biblioteca/boas-practicas-en-prevencion-de-r…

-BROCOS P. Prácticas nun laboratorio de física: gráficas, axustes e extracción de información. 2022. Ed. Universidade de Santiago de Compostela. https://www.usc.gal/libros/gl/categorias/1029-practicas-nun-laboratorio…


Cando a profesora remate cada tema, o estudantado disporá, na aula virtual, das presentacións das clases expositivas para que lle axuden no estudio da materia.

Nesta materia o/a estudante adquirirá unha serie de competencias xenéricas, desexables en calquera titulación universitaria, e outras máis específicas, propias da enxeñería. Dentro do cadro de competencias que se deseñou para a titulación, traballaranse as seguintes:

Coñecementos:
Con01: Comprensión e dominio dos conceptos básicos sobre as leis xerais da mecánica, termodinámica, campos e ondas e electromagnetismo e a súa aplicación para a resolución de problemas propios da enxeñaría.
Con18: Coñecemento en materias básicas e tecnolóxicas, que capacite ó estudante para a aprendizaxe de novos métodos e teorías, e o dote de versatilidade para adaptarse a novas situacións.

Habilidades ou destrezas H/D01: Traballo en equipo.
H/D05: Capacidade para aplicar os coñecementos na práctica.

Competencias:
Comp08: Capacidade para resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade, razonamento crítico e para comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da Exeñaría Industrial.

O primeiro día lectivo que corresponda, poñerase a disposición do estudantado na aula da materia na USC virtual, o programa detallado da materia, e a bibliografía básica e complementaria. Ademais empregarase a aula do campus virtual da USC para para avisar ós/ás estudantes de calquera incidente relacionado coa materia (cambio puntual de algunha clase, por exemplo), para a publicación de material docente, guións de prácticas, entrega de traballos e outras tarefas.

a) Clases expositivas.
Expoñeranse os contidos teóricos de cada tema complementando o desenvolvemento na pizarra co material audiovisual. Preténdese que estas clases sexan o punto de partida para que o estudantado desenvolva as capacidades de análise e síntese dos aspectos máis relevantes da materia e que lle sirvan de guía para o desenvolvemento da súa aprendizaxe autónoma.
b) Seminarios interactivos.
Clases fundamentalmente prácticas nas que se resolverán algúns dos problemas e exercicios propostos nos boletíns, que se poñerán a disposición do estudantado na aula virtual. O obxectivo é que o estudante traballe entre outras as capacidades de resolución de problemas tanto de forma individual como en equipo e as súas habilidades para as relacións interpersoais.

c) Prácticas de laboratorio
O estudantado deberá realizar diversas prácticas de laboratorio, en tres sesións de 4 h de duración cada unha (16-20 h). A primeira sesión de prácticas terá lugar na aula A6 (de 16 a 18h) e na aula de informática I2 (de 18 a 20h) da ETSE e as outras dúas sesións impartiranse no laboratorio de prácticas de física da facultade de física. Antes da primeira sesión de laboratorio os/as estudantes disporán, na aula virtual, das normas de seguridade da USC no laboratorio, así coma os guions das prácticas a realizar no mesmo. En relación á seguridade e prevención de riscos laborais para cada unhas das prácticas, disporán dun manual básico de funcionamento no que se reflicten os aspectos máis senlleiros.
Con estas clases prácticas preténdese consolidar os conceptos teóricos explicados en clase, desenvolver a capacidade de aplicar os conceptos teóricos a unha práctica, fomentar a aprendizaxe autónoma, a iniciativa, a capacidade de resolución de problemas tanto de forma individual como en equipo e as súas habilidades para as relacións interpersoais.
Os/as estudantes serán organizados preferentemente en equipos de 2 ou 3 persoas. O informe das prácticas entregarase, nun prazo máximo de 15 días dende o último día de prácticas, seguindo as indicacións que dea o profesorado no laboratorio. Valorarase globalmente o informe, así como a actitude, aptitude e desempeño durante a realización da práctica.

d) Titorías en grupos moi reducidos ou individualizadas.
Durante as horas de titorías faranse tarefas de avaliación continua. En concreto, realizaranse dous controis voluntarios pero avaliables, que terán o seu peso na avaliación continua, cada un deles de media hora de duración e en dous días diferentes; un terá lugar a principios do mes de novembro (aproximadamente) e outro ao finalizar as clases expositivas e seminarios. As datas concretas serán acordadas entre a profesora e o estudantado que acuda habitualmente ás clases e serán publicadas na aula virtual como mínimo cunha semana de antelación.

As titorías personais están orientadas á resolución de dúbidas e dificultades concretas de carácter teórico, conceptual e/ou práctico, prestando unha atención individualizada ao/á estudante que o necesite. Requerirán cita previa e serán de carácter presencial se ben poderán realizarse de xeito excepcional pola modalidade virtual, empregando a ferramenta MS- Teams.

Con esta metodoloxía docente preténdese que o estudantado desenvolva as seguintes competencias e habilidades:
-Clases expositivas: Comp08
-Seminarios: Comp08, H/D01, HD05.
-Prácticas de Laboratorio: HD01, HD05, Comp08.
-Tutorías en grupos reducidos: Comp08, H/D01, HD05.

Para superar a materia será condición indispensable que cada estudante realizase, durante as datas nas que foi convocado, as prácticas de laboratorio. As porcentaxes correspondentes a cada un dos ítems a avaliar na materia son as indicadas a continuación:
1. Asistencia ao laboratorio e elaboración dunha memoria, seguindo as indicacións que o profesorado da materia indicará na aula virtual da materia. Porcentaxe na cualificación final: 20%. Carácter: Obrigatorio
Será necesario acadar un mínimo de 5,0 sobre 10 na parte de laboratorio para poder aprobar a materia.

2. Actividades de avaliación contínua realizadas durante o curso. Porcentaxe na cualificación final: 15%. Carácter: Opcional.

3. Exame final. Porcentaxe na cualificación final: 65%. Carácter: Obrigatorio
Será necesario acadar un mínimo de 5,0 sobre 10 no exame para poder aprobar a materia.

-Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos/as estudantes e de revisión de cualificacións.

-A materia considerarase superada se a cualificación final, tendo en conta a porcentaxe de todos aspectos avaliables, é igual ou superior a 5,0 puntos sobre 10.

-As cualificacións de avaliación continua so se conservarán para a segunda oportunidade do mesmo curso académico.

-Se a/o estudante non supera a materia na primeira ou na segunda oportunidade, pero si supera a parte de laboratorio, poderá conservar a nota de esa parte da materia durante os dous cursos académicos seguintes.

-No caso de que o/a estudante non se presente ao exame da materia ou non realice a parte das prácticas de laboratorio, a cualificación final será de “Non presentado”.

-Este proceso de avaliación rexe tanto para o estudantado de matrícula nova coma para estudantes repetidores, agás no caso referente ás prácticas de laboratorio que, como xa se mencionou, aos repetidores que as aprobaran conservaraselle a mesma nota durante os dous cursos académicos seguintes.

AVALIACIÓN COMPETENCIAS:

Exame: Con01, Con18, H/D05, Comp08

Actividades avaliación continua e Laboratorio: Con01, Con18, H/D05, H/D01, Comp08.

TRABALLO PRESENCIAL NA AULA--Horas
Clases presenciais e titorías--41
Prácticas de laboratorio--12
Total horas traballo presencial--53

Exame e revisión--4 horas presencial

TRABALLO PERSOAL DO ESTUDANTADO--Horas
Estudo autónomo individual ou en grupo--40
Preparación prácticas--10
Preparación do exame--43
Total horas traballo persoal do estudantado--93

A medida que o/a estudante cursa esta materia ira adquirindo de forma paralela algúns coñecementos necesarios para a súa comprensión, a maior parte nas materias de Matemáticas e Informática. Nas prácticas de laboratorio é convinte saber empregar follas de cálculodo tipo Libre Office ou Excel para facilitar o tratamento de datos.

Recoméndase ao estudantado que consulte de cotío a aula virtual da materia, onde atopará un resume das transparencias empregadas pola profesora nas clases expositivas e interactivas, enlaces e información da materia. Ademais, a aula virtual será a canle de comunicación do profesorado da materia co grupo de estudantes matriculados na materia.

Recoméndase á/ó estudante que non trate de memorizar o impartido nas clases, senón comprender os razoamentos e o método de traballo desta parte da Ciencia, tratando de solucionar os problemas formulados nos boletíns, así como cuestións que se propoñan nas clases ou que lle poidan xurdir ao estudar a materia. É importante que evite atrasar o estudo ata a víspera do exame. A maioría das veces, esta forma de proceder ten uns resultados desastrosos. No referente ás sesións de prácticas de laboratorio, o estudantado deberá prestar especial atención ao manexo correcto dos aparatos e á toma de datos, para evitar sempre que sexa posible. erros á hora de facer o tratamento e análise dos devanditos datos.

A materia impartirase en castelán, empregarase a aula na plataforma Moodle da Campus Virtual da USC para toda a docencia, publicación de material, guións de prácticas e entrega de traballos.

A admisión e permanencia do estudantado matriculado no laboratorio de prácticas require que estes coñezan e cumpran as normas incluídas no Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais da Escola Técnica Superior de Enxeñería, dispoñible no apartado de seguridade da súa web ao que se pode acceder do seguinte xeito:
1. Accede á túa intranet.
2. Entra en Documentación/Seguridade/Formación.
3. Preme en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais".