Universitat Internacional de Catalunya

Física

Física
9
7976
1
Segon semestre
FB
Mòdul Propedèutic
Fisica
Llengua d'impartició principal: anglès

Altres llengües d'impartició: castellà
En cas què l'alumne estigui matriculat en la línia anglesa s'impartirà la docència d'aquesta assignatura en aquest idioma.

Professorat


Dimarts i dimecres de 13.00 a 14.00, prèvia cita al següent correu electrònic: pcasariego@uic.es.

Presentació

En el cas que les autoritats sanitàries decretin un nou període de confinament davant l'evolució de la crisi sanitària provocada per la COVID-19, el professorat comunicarà oportunament les afectacions possibles en les metodologies i activitats formatives, i també en els sistemes d'avaluació.


Un arquitecte ha de manejar moltes variables a l’hora d’emprendre un projecte, per aquest motiu la carrera d’arquitectura es tan versàtil i s’articula en diferents branques.

De manera generalitzada podríem dir que la Física es divideix en tres grans parts: Física Clàssica, Física Moderna i Física Contemporània.

Dins de la Física Clàssica s’enquadren, entre altres, les branques de la  Mecànica Clàssica, el So i l’Òptica, que són les tres parts en que és divideix l’assignatura de Física del primer curs d’Arquitectura.

        1. MECÀNICA CLÀSSICA

És la branca de la Física Clàssica que analitza el comportament dels cossos sotmesos a l’acció d’un sistema de forces.

Donada l’amplitud d’aquesta branca és habitual que el seu estudi s’emprengui en tres parts: Mecànica de cossos rígids, Mecànica de Fluids i Mecànica de cossos deformables.

En l’assignatura de Física s’introdueix l’alumne a la Mecànica de cossos rígids i a la Mecànica de Fluids. La introducció a la Mecànica de cossos deformables és pròpia del segon curs de la carrera d’Arquitectura, (Estructures I).

Cal esmentar que la Mecànica dels cossos rígids es subdivideix en dues seccions principals:

Estàtica: Estudia els cossos sotmesos a forces equilibrades, és a dir, cossos que estan repòs o en moviment rectilini uniforme.
Dinàmica: Estudia el moviment dels cossos, limitant-se essencialment a la trajectòria dels mateixos en funció del temps, (Cinemàtica), i l’estudi dels cossos sotmesos a moviments no uniformes, és a dir, accelerats, (Cinètica).

L’Estàtica és la teoria que es presenta habitualment en el primer curs de la carrera d’Arquitectura, ja que molts dels problemes pràctics que presenten les estructures d’edificació es poden analitzar amb els seus principis.

La introducció a les bases de l’Estàtica és per tant fonamental per emprendre amb correcció les assignatures d’estructures que s’imparteixen en cursos superiors.

2. TRANSFERÈNCIA DE CALOR

És la branca de la física que estudia la termodinàmica. La transferència de calor és el procés d'intercanvi termal entre diferents parts.

Aquest concepte és particularment important en els edificis per a determinar les càrregues termals, façana, ventilació i confort del usuari. D'aquesta manera es pot aconseguir calcular i reduir el consum energètic del edifici.

        3. SO.

És la branca de la Física Clàssica que analitza les vibracions sonores. L’estudi de l’acústica involucra la forma en què el so viatja en ones i a través de mitjans específics.

La qualitat d’un projecte es pot veure molt afectada si l’edifici no posseeix una acústica determinada, sobretot en determinades tipologies edificatòries, i és per tant rellevant per a un arquitecte tenir nocions bàsiques de so.

        4. ÒPTICA.

És la branca de la Física Clàssica que explora les propietats de la llum, des del seu espectre visible fins a la radiació ultraviolada i infraroja.

La il·luminació pot arribar a ser factor clau per concebre i projectar un edifici, pel que és raonable i recomanable conèixer els principis de l’òptica.

Requisits previs

Es recomana:

Tenir clars els conceptes de física i matemàtiques que s’imparteixen al Batxillerat.

Superar l’assignatura de matemàtiques que s’imparteix en el primer quadrimestre en primer d’Arquitectura.

Objectius

Adquirir els coneixements bàsics de l’Estàtica:

Plantejar amb fluïdesa l’equilibri estàtic de un cos o sistema estructural i obtenir amb correcció els diagrames d’esforços interns.
Manejar i aplicar correctament els principis del camp vectorial i geometria de masses.

Manejar amb soltesa els conceptes elementals de la Mecànica de Fluids, So i Òptica.

Desenvolupar capacitat analític-reflexiva i valorar adequadament la informació que envolta u problema pràctic.

Competències

  • 12-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar estructures d'edificació.
  • 15-T - Aptitud per a concebre, calcular, dissenyar, integrar en edificis i conjunts urbans i executar solucions de fonamentació.
  • 17 - Aptitud per aplicar les normes tècniques i constructives.
  • 24 - Coneixement adequat de la mecànica de sòlids, de mitjans continus i del sòl, així com de les qualitats plàstiques, elàstiques i de resistència dels materials d'obra pesada.

Resultats d'aprenentatge

Capacitat per manejar amb fluïdesa els conceptes bàsics de l’Estàtica.

Adquisició dels principis elementals de la Mecànica de Fluids, So i Òptica.

Continguts

TEMA 1. INTRODUCCIÓ.

  1. Introducció a la mecànica.

  2. Antecedents històrics.

  3. Magnituds fonamentals de la Mecànica. (Llei de Newton. Massa i pes).

  4. Unitats de mesura.

  5. Magnituds escalars i magnituds vectorials

  6. Consideracions dimensionals. Homogeneïtat.

TEMA 2. MECÀNICA DE FLUIDS. 

  1. Densitat, pressió i velocitat de un fluid. Llei de Pascal.

  2. Forces de flotació i principi d’Arquímedes.

  3. Dinàmica de fluids

  4. Línees de corrent.

  5. Equació de Bernouilli

  6. Tub de Venturi.

TEMA 3. CAMP  VECTORIAL. 

  1. Introducció. Magnituds vectorials.

  2. Representació de vectors coordenades. Components de un vector. Operacions amb vectors. Vectors unitaris. Cosinus directors. Producte escalar, vectorial i mixt.

  3. Resultant de forces concurrents.

  4. Descomposició de una força en components. Components rectangulars de una força.

  5. Definició de forces i moments. Principi de moments: Teorema de Varignon.

  6. Parell de forces.

  7. Sistemes equivalents.

TEMA 4. GEOMETRIA DE MASSES. 

  1. Introducció. Pes i massa.

  2. Definició:Centroide, centre de masses i centre de gravetat.

  3. Centroide, centre de masses i centre de gravetat. Cossos compostos i integració.

  4. Teorema de Pappus i Guldin.

  5. Definició: Moments d’inèrcia

  6. Moments d’inèrcia de cossos compostos. Teorema de Steiner.

  7. Moments d’inèrcia per integració.

TEMA 5. ESTÀTICA. EQUILIBRI DE COSSOS RÍGIDS. 

  1. Introducció.

  2. Diagrames de sòlid lliure.

  3. Idealització de suports. Connexions bidimensionals i tridimensionals.

  4. Sistemes isostàtics, hiperestàtics i mecanismes.

  5. Tipus de càrrega. Concentrades, distribuïdes, triangulars i inclinades.

  6. Forces interiors en membres estructurals. Axial,tallant, moment flector i torçor.

  7. Elements de un sistema estructural. Tipus d’estructures: Cables, bigues, pòrtics i estructures arbre.

  8. Equilibri forces externes i esforços interns. Diagrames d’esforços interns.

TEMA 6. ESTRUCTURES TRIANGULADES. ENCAVALLADES. 

  1. Introducció: Forma de treball. Unions. Suports. Càrregues.

  2. Tipus d’encavallades.

  3. Mètodes de càlcul: Mètode dels nusos, Ritter i Cremona.

  4. Armadures espacials. Visió de la forma de treball.

TEMA 7. MECÀNICA

  1. Ventilació

  2. Mecànica de fluids

  3. Sistemes tèrmics

  4. Salubritat

TEMA 8. SO. ACÚSTICA.

  1. Freqüència

  2. NR

  3. Reverberació

  4. Absorció

TEMA 9. ÒPTICA. ELECTRICITAT I Il·luminació.

  1. Electricitat

  2. Càrregues

  3. Distribució

  4. Il·luminació

Metodologia i activitats formatives

Modalitat semipresencial (blended)



La metodologia i activitats formatives es plantegen com un sistema híbrid (virtual i presencial). D'aquesta manera, si la situació ho requereix, tant alumne com pofesor estaran preparats per passar a un sistema totalment presencial o totalment vitual, sense que hi hagi pèrdua de temps.

Les classes es desenvolupen els dimarts i dimecres de 15:00-18:00.

Dimarts: Totalment virtual. S'impartiran classes teòriques o magistrals intercalades amb classes participatives en què es realitzaran exercicis.

A la plataforma Moodle de la UIC (intranet), disponible en totes les assignatures de la Universitat, l'alumne trobarà tots els recursos necessaris per fer un seguiemiento online sense necessitat d'haver de descarregar cap programa o aplicació. Programes com el Collaborate o la eines com "Tasca", entre d'altres, permeten la realització de classes en línia i enviar exercicis i que els alumnes els retornin de manera privada i independent per a la seva qualificació. També és factible realitzar proves i / exàmens tipus test per anar avaluant a l'alumne de manera continuada.

Dimecres: Totalment presencial. S'impartiran classes totalment pràctiques. L'alumne haurà de resoldre exercicis proposats en base al que explicat virtualment els dimarts.

Les classes pràctiques es realitzaran en tres aules, cadascuna amb un professor, on els alumnes tindran la distància de seguretat adequada. Els alumnes podran pujar els seus dubtes o exercicis a l'Moodle, els quals es projectaran en pantalla per a la supervisió de professor. D'aquesta manera se solucionaran els dubtes de l'alumnat amb la distància de seguretat adequada mitjançant l'ús de "Tablets". També es farà servir la pissarra quan no es requereixi intercanvi d'informació entre professor i alumne

ACTIVITAT FORMATIVACOMPETÈNCIESCRÈDITS ECTS
Classe expositiva
07 08 09 11 2
Classe participativa
07 08 09 11 0,5
Classe pràctica
07 08 09 11 2
Estudi individuals o en grup
07 08 09 11 4,5

Sistemes i criteris d'avaluació

Modalitat semipresencial (blended)



Avaluació de tota l'assignatura:

Física està dividida en 2 parts: Mecànica Clàssica i Instal·lacions.

  1. Mecànica Clàssica: 80% de la nota final de l'assignatura. Instal·lacions: 20% de la nota final de l'assignatura.
  2. Nota mínima Mecànica Clàssica: 5 sobre 10. Nota mínima Instal·lacions: 3 sobre 10. Una puntuació inferior en alguna de les parts suposa un suspens de tota l'assignatura.
  3. Un no presentat en qualsevol de les parts suposa un suspens de tota l'assignatura

Evaluació Mecànica Clàssica:

  1. Examen Final Presencial: 80% de la nota de Mecànica Clàssica
  2. Classes pràctiques presencials els dimecres: Avaluades amb un pes de + o - 20% sobre la nota final (poden baixar nota)

Evaluació Instal·lacions:

  1. Lliurament de treball online: 100% de la nota d'Instal·lacions.

 

Dates d'examen:

  1. Examen final Presencial: dilluns 17 de maig de 2021 de 9.00 a 12.00. Revisió virtual: Dijous 3 juny 2021 a les 11:00.
  2. Segona convocatòria Presencial: dilluns 21 de juny de 2021 de 9.00 a 12.00. Revisió virtual: Dimecres 07 de Juliol de 2021 a les 11.00

Bibliografia i recursos

Bibliografia obligatòria:

Ingeniería mecánica. Estática. William F. Ryley, Leroy D. Sturges. Editorial Reverté, S.A.

Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E.Russell; Eisenberg, Elliot R. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. 9a ed. Madrid: McGraw-Hill, 2010.

Estática. Problemas resueltos. Herrero Arnaiz; Rodríguez Cano. Editorial Reverté.

Mecánica para ingenieros. Estática. Das, Kassimali, E. Editorial Limusa.

Física, curso teórico práctico de fundamentos físicos de la ingeniería. Galvez, López, Llopis, Rubio. Editorial Tebar Flores

Bibliografia complementària:

Beer, Ferdinand Pierre; Johnston, E. Russell; DeWolf John T. Mechanics of materials.  New York: McGraw-Hill Higher Education, 2006.

Análisis Vectorial y una introducción al análisis tensorial. Teoría y problemas. Murray R. Spiegel. Editorial McGraw-Hill.

Física. Vol. I. Mecánica. Marcelo Alonso, Edward J. Finn. Ediciones Aguilar S.A. (Versión en espanñol de Carlos Hernandez Victor de Latorre).

Lecciones de Algebra y Geometría. Curso para estudiantes de Arquitectura. C.Alsina, E. Trillas. Editorial Gustavo Gili, S.A.

Curso de Matemáticas para ingenieros, físicos y químicos. E. Vidal Abascal. Editorial Dossat, S.A.