Su necesaria coordinación con la educación secundaria obligatoria y con la educación superior y los fundamentos que permitan al alumnado desarrollar la capacidad de aprender de manera autónoma y especializada en función de sus intereses






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títuloSu necesaria coordinación con la educación secundaria obligatoria y con la educación superior y los fundamentos que permitan al alumnado desarrollar la capacidad de aprender de manera autónoma y especializada en función de sus intereses
fecha de publicación22.03.2017
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PROPUESTA DE OPTATIVA: “INICIACIÓN A LA MECÁNICA”

Tradicionalmente, la Mecánica ha constituido materia básica en la formación de los estudiantes de Ciencias e Ingeniería. Su inclusión en todos los planes de estudio de carreras científico-técnicas queda justificada, entre otros factores, por ser una disciplina muy rica en modelos basados en unas pocas hipótesis sencillas.
Todos los programas de asignaturas de los primeros cursos de Escuelas Universitarias, de Escuelas Técnicas y de Escuelas Técnicas Superiores: Arquitectos Técnicos, Arquitectos, Ingenieros Técnicos (Mecánicos, Obras Pública, Navales, Minas, etc.), Ingenieros Industriales (en todas sus especialidades), Ingenieros de Montes, Ingenieros Agrónomos, Ingenieros de Caminos, etc incluyen contenidos de Mecánica cuya base no se estudia en la Física de segundo de bachillerato, por lo que el alumnado suele carecer de los conocimientos mínimos imprescindibles para acceder a esos estudios con la formación básica necesaria.

Tal como se recoge en el Decreto dedicado al Bachillerato, en el capítulo que fija los principios generales de estas enseñanzas, se recoge su necesaria coordinación con la educación secundaria obligatoria y con la educación superior y los fundamentos que permitan al alumnado desarrollar la capacidad de aprender de manera autónoma y especializada en función de sus intereses. …….. El carácter posobligatorio determina la organización y desarrollo de esta etapa, en la cual se favorecerá una organización de las enseñanzas flexible, que permita la especialización del alumnado en función de sus intereses y de su futura incorporación a estudios posteriores y a la vida laboral….
La estructura de las diferentes modalidades del bachillerato tiene como objeto permitir la especialización del alumnado en función de sus intereses y de su futura incorporación a estudios posteriores y a la vida laboral. ..........El bachillerato se coordinará con la educación secundaria obligatoria y con la educación superior, con objeto de garantizar una adecuada transición del alumnado y facilitar la continuidad de su proceso educativo.
La finalidad del bachillerato consiste en: a) proporcionar a los alumnos y alumnas, madurez intelectual y humana, conocimientos y habilidades que les permitan desarrollar funciones sociales e incorporarse a la vida activa con responsabilidad y competencia, y capacitar a los alumnos para acceder a la educación superior.
Las materias optativas en el bachillerato contribuyen a completar la formación del alumnado profundizando en aspectos propios de la modalidad elegida o ampliando las perspectivas de la propia formación general.
Por lo anterior y considerando que los criterios que asigna el Decreto a las asignaturas optativas pueden aplicarse a la posibilidad de ofertar en nuestro centro una optativa de Iniciación a la Mecánica, solicito se incluya dicha asignatura en la oferta de optativas, para que aquellos alumnos y alumnas que deseen cursar estudios en Escuelas Técnicas o en Ciclos Formativos Superiores, tengan la posibilidad de prepararse para acceder en mejores condiciones a la educación superior.
Se adjuntan, para información del alumnado, y como ejemplo, algunos contenidos de carreras técnicas que coincidirían con el programa de la asignatura optativa que se desea ofertar.

ARQUITECTURA TÉCNICA

ESTRUCTURAS ARQUITECTÓNICAS I
Lección 1. Introducción.

  • Concepto de Estructuras arquitectónicas.

  • Requerimientos básicos de las estructuras.

  • Tipologías estructurales.

  • Objetivo y finalidad de la Teoría de Estructuras.

  • La Teoría de la Elasticidad y la Resistencia de Materiales.

  • Tipos de sólidos y su estática. El sólido rígido, el sólido elástico y el sólido

  • real.

  • Estática de los sistemas rígidos y Estática de los sistemas elásticos.

Lección 2.Hipótesis simplificativas de la Resistencia de Materiales.

  • Objetivo y finalidad de la Resistencia de Materiales.

  • Hipótesis simplificativas de la Resistencia de Materiales.

  • Formación del prisma mecánico.

Lección 3. El prisma mecánico. Acciones y solicitaciones.

  • Definición de la pieza elemental o prisma mecánico.

  • Sistema de acciones exteriores en equilibrio.

  • Concepto de solicitación

  • Solicitación normal o Axil. Solicitación tangencial o Cortante. Solicitación

  • flectora o Flexión. Solicitación torsora o Torsión.

  • Tensiones internas. Tensión normal y tensión tangencial.

  • Definición del elemento diferencial o rebanada.

  • Concepto de esfuerzo.

  • Esfuerzo Axil. Esfuerzo Cortante. Esfuerzo flector. Esfuerzo torsor.

  • Criterio de signos. Diagramas.

Lección 4. Los vínculos.

  • Generalidades. La estructuras formadas por elementos lineales.

  • Enlaces internos y vínculos externos.

  • Tipos de enlaces internos. Nudos rígidos y nudos articulados.

  • Tipos de vínculos externos. Vínculos puros y vínculos elásticos.

  • Tipos de vínculos puros en el plano. El apoyo, la articulación y el

  • empotramiento.

  • Coacción y reacción. Reacciones interiores y reacciones exteriores.

  • Número de grados de libertad. Mecanismos, sistemas isostáticos e

  • hiperestáticos.

Lección 5.Elementos isostáticos. Teoría general de Vigas.

  • Concepto y definición de viga.

  • Tipologías de vigas isostáticas. (Biapoyada y ménsula).

  • Cálculo de reacciones en vigas isostáticas.

  • Ecuaciones de equilibrio estático.

  • Criterios de signo de los diferentes esfuerzos.

  • Relación entre densidad de carga, diagrama de esfuerzos cortantes,

  • diagrama de esfuerzos flectores y deformada.

  • Cálculo y representación de los diferentes diagramas de esfuerzos.

  • Diagramas a estima.

  • Simetría y antimetría en vigas isostáticas.


Lección 6. Esfuerzo Axil. Tensiones.

  • Concepto y definición.

  • La Ley de Hooke. Módulo de Elasticidad longitudinal o Módulo de Young.

  • Cálculo de tensiones.

  • Piezas de Peso Propio no despreciable. Peso Propio.

Lección 7. Flexión Pura. Tensiones.

  • Concepto y definición. La flexión recta.

  • Cálculo de tensiones.

  • Definición de Eje neutro.

  • Ley de Navier.

  • Cálculo de tensiones en diferentes secciones.

  • Secciones más convenientes para resistir la flexión.

Lección 8. Flexión Esviada. Tensiones.

  • Concepto y definición.

  • Descomposición en dos estados de flexión recta.

  • Cálculo de tensiones.

  • Eje neutro en flexión esviada.

Lección 9. Esfuerzo Cortante. Tensiones.

  • Concepto y definición.

  • Módulo de elasticidad transversal: relación con el Módulo de elasticidad

  • longitudinal y el coeficiente de Poisson.

  • Cálculo de tensiones.

  • Tensiones tangenciales y tensiones rasantes.

  • Cálculo de tensiones en diferentes secciones.

  • Secciones más convenientes para resistir el cortante.

Lección 10. Flexión simple. Tensiones.

  • Concepto y definición.

  • Relación entre densidad de carga, esfuerzo cortante y esfuerzo flector.

  • Cálculo de tensiones.

  • Tensiones normales. Ley de Navier.

  • Tensiones tangenciales. Fórmula de Collignon.

  • Comportamiento de secciones con dos materiales.

Lección 11. Flexión esviada. Tensiones.

  • Concepto y definición.

  • Flexión compuesta producida por una solicitación axil y una solicitación

  • flectora.

  • Flexión compuesta producida por la actuación de una solicitación normal

  • excéntrica.

  • Cálculo de tensiones. Suma de dos estados de tensión.

  • Eje neutro en flexión compuesta.

  • Definición de núcleo central.

  • Núcleo central de las secciones más comunes.

  • Cálculo de tensiones en secciones de materiales no resistentes a tracción.

Lección 12. Torsión tensiones.

  • Concepto y definición.

  • La torsión pura o uniforme. Saint-Venant.

  • La torsión no uniforme.

  • Torsión uniforme. Cálculo de tensiones en piezas circulares.

Lección 13. Esfuerzo Axil. Deformaciones.

  • Cálculo de deformaciones. Deformación longitudinal.

  • Deformación transversal. El coeficiente de Poisson.

  • Cálculo de deformaciones en piezas de peso no despreciable, piezas sometidas a variaciones térmicas.

  • Sistemas hiperestáticos. Compatibilidad de deformaciones.

  • Secciones compuestas de dos materiales.

Lección 14. Flexión Pura y Simple. Deformaciones.

  • Cálculo de deformaciones.

  • Deformación elemental. Deformación de la rebanada diferencial.

  • Ecuación diferencial de la línea elástica.

  • Efectos de la deformación de una rebanada en otra.

  • Deformación de la pieza.

  • Influencia de las deformaciones transversales.

  • Teoremas de Mohr referente a flexión.

Lección 15. Vigas rectas isostáticas.

  • Cálculo de la deformada en vigas isostáticas. Giros y flechas.

  • Ecuación diferencial de la línea elástica.

  • Aplicaciones de los teoremas de Mohr.

Lección 16. Vigas rectas hiperestáticas de un vano.

  • Tipos de vigas rectas hiperestáticas. Grado de hiperestaticidad.

  • La viga apoyada (articulada) y empotrada. La viga biempotrada.

  • Cálculo de reacciones en vigas hiperestáticas.

  • Insuficiencia de las ecuaciones de equilibrio estático.

  • Condiciones de compatibilidad de deformación en los vínculos.

  • Diagramas de esfuerzos en vigas hiperestáticas.

  • Simetría y antimetría en vigas hiperestáticas.

  • Cálculo de la deformada en vigas hiperestáticas. Giros y flechas.

  • Esfuerzos en vigas hiperestáticas provocados por desplazamientos relativos de los vínculos.

Lección 17. Vigas rectas hiperestáticas de varios vanos. Vigas continuas.

  • Concepto de viga continua. Ventajas de la viga continua.

  • Cálculo de reacciones en vigas continuas.

  • Continuidad de la deformada. Condiciones de compatibilidad de deformación en los vínculos intermedios.

  • Condiciones de compatibilidad de deformación en los empotramientos extremos.

  • Diagramas de esfuerzos en vigas continuas.

  • Simetría y antimetría en vigas continuas.

  • Esfuerzos en vigas continuas provocados por desplazamientos relativos de los vínculos.

Lección 18. Pandeo.

  • Análisis del fenómeno de inestabilidad.

  • Pandeo por flexión, por torsión pura o por flexo-torsión.

  • Análisis del Pandeo elástico por flexión o de Euler.

  • Carga crítica de Euler para la pieza recta biarticulada.

  • Carga crítica de Euler para piezas con otros vínculos.

  • Definición de Longitud de Pandeo. Definición de esbeltez mecánica.

Lección 19. Estructuras de mallas de barras. Generalidades y clasificación.

  • Generalidades y características.

  • Tipologías y clasificación de las estructuras de mallas de barras.

  • Estructuras planas y estructuras espaciales.

  • Estructuras de nudos rígidos y estructuras de nudos articulados.

  • Estructuras isostáticas y estructuras hiperestáticas.

Lección 20. Estructuras planas de nudos articulados.

  • Generalidades y características.

  • Tipologías y clasificación de las estructuras planas de nudos articulados.

  • Estructuras isostáticas e hiperestáticas.

  • Estructuras internamente isostática. Estructuras internamente hiperestática.

  • Estructura externamente isostática. Estructura externamente hiperestática.

  • Estructura isostática completa.

  • Cálculo de esfuerzos en estructuras isostáticas.

  • Método del equilibrio de los nudos.

  • Cálculo informático de estructuras planas de nudos articulados.

Lección 21. Estructuras planas de nudos rígidos.

  • Generalidades y características.

  • Clasificación de las estructuras de nudos rígidos.

  • Estructuras isostáticas y estructuras hiperestáticas.

  • Estructuras intraslacionales y estructuras traslacionales.

  • Coeficientes elásticos de la barra. Coeficiente de rigidez a flexión.

  • Equilibrio elástico de un nudo rígido.

  • Concepto de método matricial para el cálculo de estructuras. Ejemplo.

  • Cálculo informático de estructuras planas de nudos rígidos.


FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA ARQUITECTURA TÉCNICA
BLOQUE I: Estática del sólido rígido y de los sistemas de sólidos rígidos.

1. Álgebra vectorial

  • Magnitudes escalares y vectoriales.

  • Definición geométrica de vector. Clases de vectores. Igualdad de vectores.

  • Suma y diferencia de vectores

  • Producto de un escalar por un vector. Vector unitario.

  • Independencia lineal. Bases.

  • Sistema de referencia cartesiano. Cosenos directores.

  • Producto escalar. Vector proyección.

  • Producto vectorial.

2. Estática del punto material

  • Introducción.

  • Principios fundamentales.

  • Ley de adición de fuerzas.

  • Leyes de Newton.

  • Estática del punto material libre.

  • Concepto de ligadura.

  • Estática del punto material ligado. Principio de liberación.

  • Equilibrio de un punto sobre una curva plana.

  • Estática de un sistema de puntos materiales.

  • Configuración. Grados de libertad.

3. Fuerzas aplicadas a un sólido rígido.

  • Características del sólido rígido.

  • Principio de transmisibilidad. Equivalencia mecánica de fuerzas .

  • Momento de una fuerza respecto de un punto.

  • Sistema de fuerzas: Resultante y momento del sistema.

  • Teorema de Varignon.

  • Momento de un par.

  • Pares mecánicamente equivalentes. Suma de pares.

  • Descomposición de una fuerza dada en una fuerza en O y un par.

  • Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par.

  • Teorema del centro de reducción.

  • Invariantes del sistema de fuerzas.

  • Momento mínimo. Eje central.

  • Equivalencia mecánica de dos sistemas de fuerzas.

  • Reducción de sistemas de fuerzas cuyo invariante escalar sea nulo.

  • Sistema de fuerzas paralelas. Centro de fuerzas paralelas.

  • Centro de masa de un sistema de partículas.

  • Centro de gravedad y centro de masa.

  • Momento estático. Teorema de Arquímedes.

  • Centros de masa de cuerpos compuestos.

  • Sistema de fuerzas distribuidas.

  • Densidad de cargas.

  • Cargas planas.

  • Fuerzas proporcionales a la distancia. Momento de inercia.

4. Estática del sólido rígido.

  • Introducción.

  • Equilibrio del sólido rígido libre.

  • Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio.

  • Equilibrio del sólido rígido en el plano.

  • Teorema de las tres fuerzas.

  • Grados de libertad del sólido rígido libre.

  • Equilibrio del sólido rígido ligado en el plano.

  • Ligaduras en el plano.

  • Ligaduras propias y ligaduras impropias.

  • Grados de libertad del sólido rígido ligado.

  • Rozamiento.

  • Fuerzas y momentos en un contacto rugoso.

  • Leyes de Amontons-Coulomb del rozamiento estático y en deslizamiento.

  • Análisis del equilibrio del sólido frente al deslizamiento.

  • Análisis del equilibrio del sólido frente al vuelco.

5. Estática de los sistemas de sólidos rígidos.

Introducción.

Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio.

El método de fragmentación.

Grados de libertad y estabilidad de un sistema de sólidos rígidos.

Grados de libertad externos e internos.

Estabilidad externa o de sustentación.

Estabilidad interna o de constitución.

Estabilidad global de un sistema: sistemas inestables, isostáticos e hiperestáticos.

Sistemas propia e impropiamente ligados.

Fragmentación interna del sólido rígido: Acciones interiores sobre una sección.

BLOQUE II: Estática y Dinámica de fluidos.

6. Estática de fluidos.

  • Introducción.

  • Algunas propiedades de los fluidos.

  • Presión.

  • Ecuación fundamental de la Estática de fluidos.

  • Principio de Pascal.

  • Empuje sobre paredes sumergidas.

  • Empuje de tierras. Hipótesis de Rankine.

  • Teorema de Arquímedes.

7. Dinámica de fluidos.

  • Introducción.

  • Clasificación de los flujos.

  • Gasto o caudal.

  • Ecuaciones básicas.

  • Ecuación de continuidad.

  • Ecuación de la energía.

  • Pérdida de altura en tuberías.

  • Diagrama de Moody.

  • Pérdidas localizadas en tuberías.

  • Redes de tuberías.

  • Asociaciones en serie.

  • Asociaciones en paralelo.

  • Tuberías equivalentes.

BLOQUE III: TERMODINÁMICA.

8. Temperatura y dilatación térmica.

  • Principio cero de la Termodinámica. Temperatura.

  • Medida de la temperatura.

  • Dilatación térmica de sólidos y líquidos.

  • Esfuerzos térmicos.

9. Calorimetría y transferencia de calor.

  • Calor .

  • Calorimetría.

  • Calor específico y capacidad calorífica.

  • Cambios de fase. Calor latente.

  • Mecanismos de transmisión del calor.

  • Transmisión del calor por conducción en paredes y tuberías.

  • Ley de Fourier.

  • Conducción a través de una pared plana sin pérdidas laterales.

  • Conducción a través de un tubo cilíndrico.

  • Resistencia térmica y asociaciones de conductores.

  • Intercambio de calor entre sólidos y fluidos en contacto.

10. Primer y segundo principios de la Termodinámica.

  • Objetivos y características de la Termodinámica.

  • Definiciones .

  • Trabajo en Termodinámica.

  • Primer principio de la Termodinámica.

  • Segundo principio de la Termodinámica.

  • Ciclo de Carnot.

  • Ciclo de Carnot inverso.

11. Acondicionamiento Térmico.

  • Efecto Joule-Kelvin. Fundamentos de la refrigeración. Bomba térmica.

  • Psicrometría. Acondicionamiento del aire. Ambiente térmico.

BLOQUE IV: ACÚSTICA ARQUITECTÓNICA

12. Movimiento Oscilatorio y Ondulatorio.

  • Introducción.

  • Movimiento armónico simple.

  • Cinemática.

  • Dinámica.

  • Energía.

  • Definición, características y tipos deondas

  • Descripción matemática.

  • Principio de Huygens: reflexión y refracción.

  • Interferencia.

  • Ondas estacionarias.

13. Acústica

  • Introducción.

  • Tipos de sonidos. Atributos sonoros. Características de la palabra hablada y de la música.

  • Ondas de presión en un gas.

  • Intensidad del sonido. Impedancia acústica.

  • Medición del campo acústico.

  • Absorción acústica.

  • Aislamiento acústico.

  • Tiempo de reverberación. Fórmulas de Eyring y Sabine.

  • Acústica ondulatoria: modos propios.

  • Acústica geométrica.

BLOQUE V: CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA

14. Nociones de Electromagnetismo

  • Introducción.

  • Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Ley de Gauss.

  • Potencial eléctrico.

  • Campo magnético debido a una corriente: Ley de Biot-Savart.

  • Ley de Ampère.

  • Campo eléctrico inducido. Ley de Faraday.

15. Corriente Alterna

  • Generadores de corriente alterna.

  • Ley de Ohm. Resistencia eléctrica. Asociación de resistencias.

  • Corriente alterna en un condensador.

  • Corriente alterna en una bobina.

  • Potencia consumida en una resistencia, un condensador y una bobina

  • Notación fasorial compleja de la corriente alterna.

  • Circuito R-L-C serie. Impedancia. Resonancia.

  • Asociación de impedancias.

  • Potencia y energía en un circuito de corriente alterna. Factor de potencia.

  • Transformadores.

  • Corriente trifásica.

  • Seguridad eléctrica: interruptores diferenciales y magnetotérmicos.

BLOQUE VI: LUMINOTECNIA

16. Luminotecnia

  • Introducción.

  • Energía radiante y flujo luminoso.

  • Intensidad luminosa, iluminación y luminancia. Ley de Lambert.

  • Conceptos fisiológicos.

  • Fotometría visual y física. Detectores fotométricos.

  • Curvas fotométricas. Determinación del flujo luminoso e iluminación. Clasificación de los aparatos de luz.

  • Nociones sobre el láser y las fibras ópticas


Ingenieros Agrónomos

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA

Contenido legal: Mecánica. Electricidad. Termodinámica. Mecánica de fluidos.

12 créditos troncales

3 créditos obligatorios

Total: 15 créditos


CAPITULO I. VECTORES



1. CÁLCULO VECTORIAL

2. SISTEMAS DE VECTORES DESLIZANTES

3. CAMPOS ESCALARES Y VECTORIALES

CAPÍTULO II. MECÁNICA



4. CINEMÁTICA DEL PUNTO

5. CINEMÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO

6. ESTÁTICA

7. DINÁMICA DEL PUNTO

8. GEOMETRÍA DE MASAS

9. DINÁMICA DE SISTEMAS

10. DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO

11. PERCUSIÓN Y CHOQUE

CAPÍTULO III. ELASTICIDAD



12. ELASTICIDAD

CAPÍTULO IV. VIBRACIONES MECÁNICAS



13. VIBRACIONES

CAPÍTULO V. MECÁNICA DE FLUIDOS



14. ESTÁTICA DE FLUIDOS Y FENÓMENOS INTERFACIALES

15. DINÁMICA DE FLUIDOS

CAPÍTULO VI. TERMODINÁMICA Y TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES



16. TERMODINÁMICA

17. TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES

CAPÍTULO VII. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO



18. CAMPO ELÉCTRICO

19. DIELÉCTRICOS Y CONDENSADORES

20. CORRIENTE ELÉCTRICA

21. CAMPO MAGNÉTICO EN EL VACÍO

22. PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE LA MATERIA

23. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

CAPÍTULO VIII. CORRIENTE ALTERNA



24. CORRIENTE ALTERNA


Ingenieros de Montes

FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA

Contenido legal: Mecánica. Electricidad. Termodinámica. Mecánica de fluidos.

12 créditos troncales

3 créditos obligatorios

Total: 15 créditos


Cap. I. VECTORES



1. Algebra vectorial

2. Vectores deslizantes

3. Análisis vectorial

Cap. II. Cinemática



4. Cinemática de la partícula

5. Cinemática del sólido rígido

Cap. III. Dinámica de la partícula



6. Las leyes de la Mecánica

7. Sistemas de referencia en rotación.

8. Trabajo y energía. Conservación de la energía.

9. Momento angular. Fuerzas centrales.
Cap. IV.- Dinámica de los sistemas de partículas.
10. Geometría de masas

11. Sistemas de partículas. Leyes de conservación.
Cap. V.- Dinámica del sólido rígido.
12.Estática del sólido rígido.

13. Dinámica del sólido rígido.
Cap. VI.- Dinámica impulsiva.
14. Dinámica impulsiva de la partícula.

15. Dinámica impulsiva del sólido rígido.
Cap. VII.- Oscilaciones.
16. Movimiento armónico simple.

17. Superposición de movimientos armónicos simples.
Cap. VIII.- Elasticidad.

18. Elementos de elasticidad.
Cap. IX.- Mecánica de los fluidos.
19. Estática de los fluidos.

20. Dinámica de los fluidos ideales.

21. Dinámica de los fluidos reales.
Cap. X.- Termodinámica.
22. Conceptos previos.

23. Gases ideales.

24. El calor y su medida.

25. Primer Principio de la Termodinámica

26. Segundo Principio de la Termodinámica. Entropía.

Cap.XI. Campo eléctrico



27. El campo eléctrico

28. El potencial eléctrico.

29. Capacidad eléctrica.

30. El campo eléctrico en la materia.
Cap. XII.- Corriente eléctrica.
31. Corriente eléctrica y fuerza electromotriz

32. Circuitos de corriente continua.

33. Instrumentación en medidas
Cap. XIII.- Campo magnético.
34. El campo magnético.

35. Campos magnéticos creados por corrientes.

36. Inducción electromagnética.

37. Inductancia.
Cap. XIV.- Corriente alterna.
38. Corriente alterna.


FUNDAMENTOS FÍSICOS DE LA INGENIERÍA: “FÍSICA”
ÁLGEBRA VECTORIAL

1. VECTORES LIBRES EN E3 1

Magnitudes escalares y vectoriales. Definiciones: Equipolencia, Estructura de espacio vectorial. Producto escalar o interno. Producto vectorial o externo. Producto mixto. Componentes cartesianas de un vector. Doble producto vectorial. Producto escalar de dos productos vectoriales. Aplicaciones.

2. VECTORES DESLIZANTES

Introducción. Definiciones. Momentos. Sistema de vectores deslizantes: Resultante del sistema, Momentos, Invariantes, Eje central, Distribución del momento, Casos particulares. Equivalencia de sistemas: Definición, Reducción de sistemas, Reducción canónica, Caso de invariante escalar nulo. Campo equiproyectivo.

3. VECTORES LIGADOS

Definiciones. Virial respecto a un punto. Sistema de vectores ligados: Virial resultante. Equivalencia de sistemas. Sistemas de vectores paralelos ligados. Centro del sistema: aplicación al cálculo de centros de gravedad.

CINEMÁTICA

4. CINEMÁTICA DEL PUNTO2

Introducción. Trayectoria. Velocidad, aceleración. Triedro intrínseco: Fórmulas de Frenet. Componentes intrínsecas de la velocidad y de la aceleración. Movimientos elementales: rectilíneo, circular, central, oscilatorio armónico; movimiento de un punto sobre una espiral logarítmica, oscilatorio amortiguado, helicoidal uniforme.

5. CINEMÁTICA DEL SÓLIDO INDEFORMABLE

Introducción. Condición cinemática de rigidez. Movimientos elementales: traslación y rotación. Movimiento helicoidal tangente. Axoides. Aceleración en un sólido rígido.

6. MOVIMIENTO RELATIVO

Movimiento de un triedro. Composición de velocidades. Composición de velocidades angulares. Composición de aceleraciones angulares. Composición de aceleraciones. Teorema de Coriolis. Movimiento de sólidos en contacto. Cadenas cinemáticas: aplicación al cálculo de velocidad y aceleración en coordenadas polares del plano, cilíndricas y esféricas.

7. MOVIMIENTO PLANO

1 Lección parcialmente conocida por el alumno

2 Lección parcialmente conocida por el alumno.

Definiciones y propiedades. Centro instantáneo de rotación (CIR). Movimiento del CIR. Cálculo gráfico de velocidades. Aceleración.

ESTÁTICA

8. ESTÁTICA DEL PUNTO MATERIAL3

Definiciones y leyes. Concepto de enlace. Clasificación. Grados de libertad. Principio de liberación. Equilibrio de un punto sobre una superficie y sobre una curva.

9. ESTÁTICA DEL SÓLIDO INDEFORMABLE

Sólido rígido libre. Sólido vinculado. Estudio de vínculos externos. Fuerzas aplicadas a un sólido: transmisibilidad. Sistemas planos. Cadena de sólidos: principio de fragmentación.

10. ROZAMIENTO

Introducción a la tribología. Rozamiento por deslizamiento. (rozamiento seco: Leyes de Coulomb), rozamiento por pivotamiento, resistencia a la rodadura. Aplicación a Máquinas simples: planos inclinados, cuñas, tornillos, correas.

DINÁMICA DEL PUNTO

11. DINÁMICA DEL PUNTO MATERIAL3

Introducción. Principios y leyes de la dinámica. Ecuaciones del movimiento. Cinética: momento lineal o cantidad de movimiento; momento cinético o angular; energía cinética. Teoremas: de la cantidad de movimiento; del momento cinético y de la energía mecánica. Teoremas de conservación.

12. MOVIMIENTO RECTILÍNEO DEL PUNTO LIBRE

Introducción. Aplicaciones: Fuerza función del tiempo. Fuerza función de la posición. Fuerza función de la velocidad.

13. OSCILACIONES LINEALES (CASO DE UN GRADO DE LIBERTAD)

Introducción. El oscilador armónico simple. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas. Resonancia.

GEOMETRÍA DE MASAS Y DINÁMICA DE SISTEMAS

3 Lección parcialmente conocida por el alumno.

14. CENTROS DE MASAS4

Introducción. Centro de masas de un sistema de puntos materiales. Propiedades del centro de masas. Cuerpos continuos. Teoremas de Pappus-Guldin. Cálculo del centro de masas. Centros de masas de figuras compuestas.

15. MOMENTOS DE INERCIA5

Definiciones.- Teoremas relativos a los momentos de inercia. Teorema de Steiner. Momentos de inercia de sistemas planos. Cálculo de figuras simples. Momento de inercia respecto a una recta cualquiera. Ejes y momentos principales de inercia.

16. SISTEMAS DE PUNTOS MATERIALES

Introducción. Teorema del centro de masas. Teorema del momento cinético. Teorema de la energía. Particularización para el sólido rígido.

FLUIDOS

17. ESTATICA DE FLUIDOS.

Introducción. Concepto de presión. Ecuación de equilibrio. Fluidos bajo la acción de la gravedad. Principio de Pascal. Centro de presiones. Fuerza debida a la presión hidrostática. Ecuación de equilibrio externo. Principio de Arquímedes. Cuerpos sumergidos. Condiciones de flotación.

18. DINÁMICA DE FLUIDOS

Introducción. Tipos de regímenes en un fluido. Líneas y tubos de corriente. Ecuaciones de Euler. Concepto de gasto. Ecuación de continuidad. Teorema de Bernouilli. Aplicaciones. Fluidos reales. Viscosidad. Pérdida de carga en una conducción. Número de Reynolds. Regímenes laminar y turbulento. Ley de distribución de velocidades. Ley de Poiseuille. Movimiento de un sólido en el seno de un líquido. Ley de Stokes.

19. ANÁLISIS DIMENSIONAL Y SEMEJANZA FÍSICA.

Fundamentos del análisis dimensional. Postulados. Teorema Π de Vaschy-Buckingham. Aplicaciones en Mecánica de Fluidos. Sistema Internacional de Unidades.

TERMODINÁMICA

20. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA.

4 Aplicación directa del Tema 3. (Vectores Ligados). Se repetirá su contenido en Mecánica de 2º.

5 Se repetirá (con mayor rigor) su contenido en Mecánica (2º Curso).

Introducción.- Conceptos básicos. Procesos termodinámicos. Equilibrio térmico. Principio Cero. Escalas de temperatura. Termómetros. Termómetro de gas. Gas perfecto. Coeficientes de dilatación

21. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

Introducción. Calor. Trabajo. Energía interna. Primer Principio. Entalpía. Capacidades caloríficas. Gas ideal: energía interna, entalpía, calores específicos, ley de Mayer. Aplicaciones del primer principio.

22. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

Introducción. Segundo principio. Equivalencia entre los enunciados de Kelvin-Planck y Clausius del segundo principio. Rendimiento de las máquinas reversibles. Ciclo de Carnot. Teorema de Carnot. Escala absoluta de temperatura. Entropía. Desigualdad de Clausius. Energía utilizable. Variación de entropía en algunos procesos y transformaciones. Análisis exergético.

23. SISTEMAS ABIERTOS

Balance energético para un sistema abierto. Fundamentos termodinámicos de la compresión gaseosa. Estrangulamiento de un gas: efecto de Joule-Thomson. Aplicaciones: difusores, compresores, toberas y turbinas.

24. PROPAGACIÓN DEL CALOR

Introducción a la transferencia de calor por conducción y convección. Introducción a la radiación.

ACÚSTICA

25. FENÓMENOS ONDULATORIOS

Introducción. – Descripción matemática de las ondas. Propagación en una, dos y tres dimensiones. Ondas planas. Ondas armónicas. Expresión compleja. Mecanismo de propagación. Velocidad de fase. Ondas esféricas. Energía e intensidad de las ondas. Ondas estacionarias.

26. ACÚSTICA

Introducción.- Descripción física de una onda sonora. Intensidad acústica; Impedancia acústica. Espectros sonoros. Superposición de ondas acústicas. Medición del campo acústico. Reflexión y transmisión de ondas sonoras. Psicofísica: Introducción. El oído humano. Umbrales auditivos. Nivel de sonoridad. Tono y Timbre. Frecuencias y anchos de bandas normalizados. Efectos del ruido. Medida del ruido: sonómetros, analizadores espectrales

INGENIERO DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

TÍTULO DE LA ASIGNATURA: MECÁNICA

PROGRAMA
1. GEOMETRIA DE MASAS

- Centros de gravedad.

- Momentos de Inercia.

- Matriz de inercia.

2. ESTÁTICA

- Fuerzas, rozamiento, gravitación.

- Trabajo y Energía.

- Estática del punto y de los sistemas.

- Equilibrio del sólido. Enlaces.

- Estática Analítica. Estabilidad.

- Estática gráfica.

- Sistemas reticulados planos.

- Estática de hilos.

- Esfuerzos en vigas.

3. CINEMÁTICA

- Cinemática del punto.

- Cinemática del sólido. Axoides.

- Movimiento relativo.

- Movimiento plano. Polares.

4. DINÁMICA

- Dinámica del punto y de los sistemas.

- Dinámica del movimiento relativo.

- Dinámica del sólido en el espacio.

- Dinámica del sólido en movimiento plano.

- Dinámica de percusiones.

5. MECANICA ANALITICA

- Ecuaciones de Lagrange.

6. VIBRACIONES

- Vibraciones en sistemas con 1 y 2 grados de libertad.

- Generalización.

- Vibraciones de un sistema alrededor de su configuración de equilibrio estable.

SISTEMAS MECÁNICOS

INGENIERO EN AUTOMÁTICA Y ELECTRÓNIA INDUSTRIAL

Departamento de Ingeniería Mecánica y de los Materiales

Requisitos Académicos

No existen requisitos académicos para matricularse en este curso, aunque son necesarios conocimientos de Mecánica, Ecuaciones Diferenciales y Resistencia de Materiales.

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