Guía Docente 2019-20
FUNDAMENTOS FÍSICOS EN ARQUITECTURA

DATOS BÁSICOS DE LA GUÍA DOCENTE:

Materia: FUNDAMENTOS FÍSICOS EN ARQUITECTURA
Identificador: 30190
Titulación: GRADUADO EN ARQUITECTURA. PLAN 2009 (BOE 21/03/2015)
Módulo: PROPEDEUTICO
Tipo: MATERIA BASICA
Curso: 1 Periodo lectivo: Anual
Créditos: 6 Horas totales: 150
Actividades Presenciales: 62 Trabajo Autónomo: 88
Idioma Principal: Castellano Idioma Secundario: Inglés
Profesor: ALVAREZ ATARES, FRANCISCO JAVIER (T) Correo electrónico: fjalvarez@usj.es

PRESENTACIÓN:

Los fundamentos físicos constituyen los pilares básicos para el entendimiento de fenómenos de naturaleza mecánica, térmica y electromagnética. Los mismos potencian el desarrollo de un pensamiento adiestrado, profundo y coherente que dota a los estudiantes de un valor formativo como futuros profesionales. Por tanto son importantes en sí mismos y conllevan necesariamente al estudio de ramas científico-técnicas tales como: la Mecánica, Ciencia de Materiales, Estructuras, Construcción, etc. En cualquiera de ellas es relevante el estudio de los modelos físicos. Una obra constructiva requiere el estudio de múltiples objetos, genéricamente denominados “estructuras”, considerados en ocasiones como cuerpos rígidos. Sin embargo, las estructuras no son completamente rígidas y se deforman bajo la acción de cargas. Si la resistencia a las fallas de las estructuras, interesara, entonces las deformaciones adquieren un papel importante: la resistencia de materiales se encarga de su estudio. El análisis de las fuerzas permite analizar las acciones en la edificación (peso propio, acciones del terreno, sobrecarga de uso, viento, sismo, etc). El cálculo de los momentos de las cargas estáticas y dinámicas respecto a la base de una estructura sirve para evitar que el par de reacción en la base no produzca la ruptura de ésta. En el análisis de estructuras son temas básicos el centro de masas y  momento de inercia. Las propiedades mecánicas de los materiales, tensión, deformación, deformación elástica son típicas de disciplinas como la Construcción. El estudio de las armaduras proporcionan soluciones prácticas y económicas a muchos problemas constructivos e innumerables son las formas estructurales que deben soportar fuerzas. La resistencia de elementos estructurales depende en gran parte de las propiedades de sus secciones transversales, tales como los segundos momentos -o momentos de inercia- de sus áreas. Las oscilaciones desempeñan un papel crucial pues proporcionan la respuesta que da un sistema ante la acción de fuerzas que lo aparten poco de las condiciones de equilibrio. La mecánica y dinámica de fluidos se aplica al comportamiento del agua en las instalaciones. Con la termodinámica se puede analizar la expansión térmica de sólidos y líquidos y permite el diseño de edificios más eficiente energéticamente. Los principios básicos de las ondas sonoras y la luz se relacionan con los niveles de insonoridad e iluminación en las edificaciones. El electromagnetismo sienta las bases para el estudio de la Electrotecnia.

COMPETENCIAS PROFESIONALES A DESARROLLAR EN LA MATERIA:

Competencias Generales de la titulación G01 Emplea eficazmente las destrezas lingüísticas para articular opiniones y formular argumentos eficazmente tanto oralmente como por escrito. Capacidad de expresar opiniones y proponer argumentos con efectividad a nivel oral y escrito en idioma materno y en Inglés
G02 Capacidad de resolución de problemas y toma de decisiones a lo largo de la vida, y de elegir itinerarios formativos y profesionales de forma autónoma
G03 Capacidad el aprendizaje autónomo y la auto-crítica
G04 Capacidad de aplicar los conocimientos aprendidos a la práctica y en las destrezas que se pueden transferir al ámbito del trabajo
G05 Demostrar creatividad, independencia de pensamiento, autonomía
G12 Conocimiento de la cultura y la sociedad como pilar básico de la realidad humana
Competencias Específicas de la titulación E03 Conocimiento aplicado de: El cálculo numérico, la geometría analítica y diferencial y los métodos algebraicos.
E05 Aptitud para: Aplicar las normas técnicas y constructivas; Conservar las estructuras de edificación, la cimentación y obra civil; Conservar la obra acabada; Valorar las obras.
Profesiones reguladas P08 Comprensión de los problemas de la concepción estructural, de construcción y de ingeniería vinculados con los proyectos de edificios
P09 Conocimiento adecuado de los problemas físicos y de las distintas tecnologías, así como de la función de los edificios, de forma que se dote a éstos de condiciones internas de comodidad y de protección de los factores climáticos
Resultados de Aprendizaje R01 Calcular las fuerzas y los momentos que actúan sobre un sistema, o bien calcular otras magnitudes - distancias, ángulos- relacionados con su situación de equilibrio. Calcular las reacciones en los apoyos de un elemento estructural
R02 Resolver armaduras planas sencillas utilizando el método de los nudos y el método de las secciones. Distinguir y predecir esfuerzos de tracción y comprensión en sus elementos
R03 Dibujar diagramas de esfuerzos cortantes y momentos flectores de elementos estructurales cargados
R04 Calcular situaciones máxima carga admisible atendiendo a la resistencia de los materiales empleados. Predecir las deformaciones que presentarán elementos cargados
R05 Conocer y comprender los fundamentos de la Mecánica de Fluidos. Calcular las presiones y fuerzas generadas por fluidos en equilibrio. Resolver problemas sencillos de Dinámica de Fluidos
R06 Conocer y comprender los fundamentos de la Termodinámica, especialmente en aspectos relacionados con la transmisión de calor. Realizar cálculos calorimétricos sencillos

REQUISITOS PREVIOS:

Los alumnos deberán tener un nivel de conocimientos de Física y Matemáticas al nivel del Bachillerato de Ciencias. Además contamos con su buena disposición para trabajar de manera guiada pero autónoma los aspectos de dichos conocimientos que requieran un trabajo complementario de repaso. NOTA ACLARATORIA: Los alumnos que estén cursando a la vez asignaturas de primer y segundo curso que se impartan dentro de la misma franja horaria lectiva, tienen la obligación de asistir a la asignatura de nueva matrícula a la vez que asumen la responsabilidad de llevar al día las tareas previstas par la otra asignatura.

PROGRAMACIÓN DE LA MATERIA:

Contenidos de la materia:

1 - Conceptos Básicos
    1.1 - Magnitudes
    1.2 - Cinemática
    1.3 - Dinámica
    1.4 - Energía
    1.5 - Termodinámica
    1.6 - Fluidos
    1.7 - Ondas
    1.8 - Campos
2 - ESTÁTICA
    2.1 - Estática de partículas
    2.2 - Estática del sólido rígido
    2.3 - Armaduras planas
    2.4 - Fuerzas interiores en miembros estructurales
3 - CINEMÁTICA
    3.1 - Cinemática de partículas
    3.2 - Cinemática del sólido rígido
4 - DINÁMICA
    4.1 - Dinámica de Partículas
    4.2 - Rozamiento
    4.3 - Centro de Masas
    4.4 - Momento de Inercia
    4.5 - Dinámica del cuerpo rígido
    4.6 - Métodos del Trabajo y la Energía
    4.7 - Oscilaciones mecánicas
5 - RESISTENCIA DE MATERIALES
    5.1 - Esfuerzo y deformación de tensión y compresión
    5.2 - Esfuerzo y deformación de volumen
    5.3 - Esfuerzo y deformación por corte
    5.4 - Elasticidad y plasticidad
6 - MECÁNICA DE FLUIDOS
    6.1 - Fluidos en equilibrio
    6.2 - Dinámica de fluidos perfectos
7 - TERMODINÁMICA
    7.1 - Procesos Térmicos: calorimetría
    7.2 - Primer principio de la termodinámica
    7.3 - Segundo principio de la termodinámica
8 - ONDAS
    8.1 - Fenómenos Ondulatorios
    8.2 - Sonido
    8.3 - Ondas electromagnéticas
    8.4 - Naturaleza y propagación de la luz
9 - ELECTROMAGNETISMO
    9.1 - Fenómenos eléctricos y magnéticos
    9.2 - Dispositivos electromagnéticos

La planificación de la asignatura podrá verse modificada por motivos imprevistos (rendimiento del grupo, disponibilidad de recursos, modificaciones en el calendario académico, etc.) y por tanto no deberá considerarse como definitiva y cerrada.


METODOLOGÍAS Y ACTIVIDADES DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE:

Metodologías de enseñanza-aprendizaje a desarrollar:

Para lograr el desarrollo de las competencias establecidas en la asignatura, las sesiones se plantean de la siguiente manera: Sesiones teóricas. El profesor utilizará la clase magistral para transmitir la información mediante la exposición oral y escrita, utilizando convenientemente las TICs como medio auxiliar en el proceso de enseñanza. Las exposiciones tendrán un carácter orientador al tema y en las mismas, se estructurará el sistema de conocimientos en forma coherente y lógica. En todo momento se explicarán las ideas básicas y la filosofía propia de la asignatura, evitando demostraciones extensas que conspiren contra la comprensión de las ideas fundamentales de la física –lo cual no quiere decir que los desarrollos matemáticos sean menos importantes-.

En el caso que las circunstancias lo requieran se podrán adoptar otras actividades teóricas no contempladas en la programación inicial.

Durante las exposiciones se podrán plantear preguntas o situaciones problemáticas, introducir pequeñas actividades prácticas, resolver dudas, presentar informaciones incompletas, orientar la búsqueda de información, desarrollar debates y crear el ambiente para que el desarrollo de la clase tenga carácter activo.

Sesiones prácticas. Se desarrollaran fundamentalmente actividades que incluyan resolución de ejercicios y problemas. En ellas el profesor podrá desarrollar algunos ejemplos que ilustren un estilo de trabajo organizado y coherente y podrá pedirlos al final de la sesión para su evaluación. Además, se podrán desarrollar ejercicios y problemas individualmente o en grupos, valorándose en todo caso como trabajo individual del estudiante. Los estudiantes podrán preguntar al profesor sus dudas presencialmente o a través del correo electrónico. Los estudiantes deben asistir a las actividades presenciales y tomar las orientaciones que se deriven de las clases magistrales, preparar las actividades prácticas previas a la realización de las clases y estudiar continuamente para conseguir el cumplimiento de objetivos y competencias que se evalúan de forma continua y sistemática a lo largo del semestre. El estudiante es responsable de estructurar los temas con vista a las evaluaciones; así como de esclarecer las dudas que surjan del estudio en cualquiera de sus formas. Se insiste además en la conveniencia  de asistir a las actividades que organice la ETSA USJ para lograr una formación avanzada.

Volumen de trabajo del alumno:

Modalidad organizativa Métodos de enseñanza Horas estimadas
Actividades Presenciales
Clase magistral 17
Resolución de prácticas, problemas, ejercicios etc. 30
Otras actividades prácticas 7
Actividades de evaluación 8
Trabajo Autónomo
Estudio individual 66
Preparación de trabajos individuales 22
Horas totales: 150

SISTEMA DE EVALUACIÓN:

Obtención de la nota final:

Pruebas escritas: 40 %
Trabajos individuales: 10 %
Prueba final: 40 %
Trabajos aula: 10 %
TOTAL 100 %

*Las observaciones específicas sobre el sistema de evaluación serán comunicadas por escrito a los alumnos al inicio de la materia.

BIBLIOGRAFÍA Y DOCUMENTACIÓN:

Bibliografía básica:

Riley, William F.; Sturges, Leroy D. ?Ingeniería mecánica? (2 Vol. Dinámica y Estática) Barcelona, ed. Reverté, 1995-1996.
TIPLER P. A. y MOSCA G., Física (para la ciencia y la tecnología), Vol. 1 y 2, 5ª edición. Ed. Reverté, 2005.
Burbano de Ercilla S., Burbano García E. y Gracia Muñoz C. Problemas de Física, 27a edición. Ed. Tébar, 2004.
Meriam, J.L., Estática, 2ª Edición. Barcelona, Ed. Reverté, s.a.

Bibliografía recomendada:

Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E. Russell; Clausen, E. William ?Mecánica Vectorial para ingenieros? (2 Vol. Dinámica y Estática) 8a edición, México ed. McGraw-Hill, 2007.
Bedford A.; Fowler W. ?Mecánica para Ingeniería? (2 Vol. Dinámica y Estática) 5a edición, Ed. Pearson-Prentice Hall, 2008.
Hibbeler, R. C.; ?Mecánica Vectorial para ingenieros? (Vol. Dinámica y Estática) 10a edición, Ed. Pearson/ Educación, 2004.
Young H D y Freedman R A ?Física Universitaria? Vol. 1 y 2 México, 12ª ed. Pearson, Addison-Wesley, 2009.

Páginas web recomendadas:

Curso Interactivo de Física en Internet http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/
La Web de Física http://www.lawebdefisica.com/
Universo Mecánico http://www.acienciasgalilei.com/videos/video0.htm