Curs 2015-16

Ones i Electromagnetisme

Titulació: Codi: Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica 21405 Bàsica 1r curs
Grau en Enginyeria Telemàtica 21296 Bàsica 1r curs
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals 21594 Bàsica 1r curs

 

Crèdits ECTS: 8 Dedicació: 200 hores Trimestre: 2n i 3r

 

Departament: Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador: Ernest Montbrió
Professorat:

Segon Trimestre: Ernest Montbrió, Agustín Martorell, Marta Guardiola, Vicente Pallarés, Iñigo Romero, Nerea Mangado, Ramon Nogueira.

Tercer Trimestre: Maxim Carlavilla,Agustín Martorell, Borja Mercadal, David Fernández, Mario Pannunzi, Ruben Doste, Jordi Puigbó.

Idioma:

Català i castellà.

Horari:
Campus: Campus de la Comunicació - Poblenou

 

Presentació de l'assignatura

Aquest pla docent correspon a l’assignatura Ones i Electromagnetisme, que és una assignatura introductòria comuna per als estudis dels tres graus TIC impartits en l’Escola Superior Politècnica de la Universitat Pompeu Fabra: Grau en Enginyeria en Informàtica, Grau en Enginyeria Telemàtica i Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals.

 L’assignatura s’organitza en dos trimestres en què es treballaran els següent continguts:

o Oscil·lacions i Ones

o Electromagnetisme 

 Amb aquesta assignatura es persegueixen diverses fites:

- Comprendre els conceptes i lleis bàsiques que governen el comportament dels fenòmens ondulatoris i l’electromagnetisme

- Ser capaç d’aplicar-los de forma raonada en la resolució de problemes en l'àmbit de l'enginyeria.

- Potenciar el treball analític mitjançant el plantejament matemàtic de problemes i la seva solució.

- Facilitar una sèrie de coneixements teòrics essencials en l’estudi de fenòmens i tècniques que esdevenen bàsics per al correcte desenvolupament d’assignatures posteriors dels grau.

 

Prerequisits

Aquesta assignatura pressuposa una base de matemàtiques i física corresponent al nivell de batxiller o de formació professional. Es detallen alguns d'aquests aspectes a continuació. 

MATEMÀTIQUES

• Càlcul de derivades i integrals.

• Càlcul de màxims i mínims de funcions.

• Àlgebra bàsica de vectors i matrius.

• Nocions bàsiques de geometria en 2D i 3D.

• Trigonometria.

• Resolució d'equacions i sistemes d'equacions lineals.

• Operacions amb potències i logaritmes.

 

FÍSICA

• Sistema internacional d'unitats i coneixement de les dimensions de les magnituds físiques.

• Notació científica.

• Cinemàtica: moviments rectilinis uniformes, moviments uniformement accelerats (rectilinis o parabòlics), moviments circulars (amb velocitat o acceleració angulars constants).

• Mecànica: lleis de Newton del moviment, conceptes de treball realitzat per una força, energia potencial i energia d'un sistema físic.

 

 

 

Competències

Competències generalsCompetències específiques

Instrumentals

1. Capacitat d’interrelacionar idees.

2. Capacitat d’expressar el propi raonament.

3. Capacitat d’organitzar i planificar.

4. Resolució de problemes

Sistèmiques

5. Capacitat per aplicar els coneixements a la pràctica.

A. Conèixer les lleis bàsiques que governen els processos oscil·latoris i ondulatoris

B. Conèixer les lleis bàsiques que governen els processos de l’electrostàtica i la magnetostàtica.

C. Conèixer els distints elements que poden integrar un circuit elèctric.

D. Conèixer les lleis bàsiques que governen el comportament dels circuits de corrent continu i altern, i la seva relació amb les lleis de l’electromagnetisme.

E. Conèixer les lleis bàsiques que governen la propagació d’ones electromagnètiques planes.

F. Capacitat per resoldre problemes, reconeixent i identificant els fenòmens i conceptes involucrats en el seu plantejament.

G. Comprendre la geometria dels problemes i aprofitar les simetries per tal de simplificar la seva resolució.

H. Entendre el paral·lelisme i la interrelació entre els diferents fenòmens estudiats.

I. Ser capaços de traslladar a aplicacions reals els conceptes teòric apresos en els distints mòduls.

J. Comprendre el paper de les equacions de moviment en la física.

K. Conèixer la teoria d’errors i la seva aplicació en els estudis experimentals.

Per assolir un adequat nivell de les competències específiques F, G i H recollides al bloc anterior es plantegen els següents objectius d’aprenentatge:

 

Competència específicaObjectius d’aprenentatge

 

Capacitat per resoldre problemes, reconeixent i identificant els fenòmens i conceptes involucrats en el seu plantejament

 

Saber descriure el comportament qualitatiu dels sistemes físics . És a dir, entendre els conceptes i comportaments bàsics que ens ajuden a analitzar els sistemes i utilitzar-los per predir el seu comportament.

Saber descriure el comportament quantitatiu dels sistemes físics.Entendre i ser capaç d’utilitzar les eines matemàtiques per a descriure fenòmens físics.

Entendre el significat de les equacions i el seu domini de validesa. Saber què significa cada terme d’una equació, quin tipus de fenomen descriu i sota quines circumstàncies és vàlida. Ser conscient dels límit s d’aplicabilitat que tenen les equacions que modelen els fenòmens físics.

Identificació de variables rellevants en la resolució de problemes. Identificar quines variables d’un determinat problema són conegudes i quines no, i discriminar entre les dades q ue són importants i aquelles que no ho són.

Saber adaptar-se a noves situacions a partir de situacions conegudes. Saber abstraure conceptes de caire teòric per resoldre problemes similars però no necessàriament iguals als realitzats a classe. Generalitzar idees i posar en context els coneixements adquirits.

Entendre la necessitat de realitzar aproximacions i/o simplificacions per tal de resoldre problemes.

Ser metòdic en la resolució de problemes de forma que s’inclogui: plantejament i càlculs, unitats de mesura i procediment degudament explicat.

Comprendre la geometria dels problemes i aprofitar-la per tal de simplificar la seva resolució.

Capacitat de visualitzar distribucions 2D i 3D i analitzar les simetries geomètriques.

Escollir de forma apropiada els sistemes de referència per tal d’aprofitar millor simetries útils per a la resolució de problemes.

Entendre el paral·lelisme i la interrelació entre els diferents fenòmens estudiats Entendre i explotar l’analogia formal de les lleis físiques. Entendre que els fenòmens físics que ocorren entre vàries àrees poden tenir elements bàsics comuns i que això es pot aplicar a qualsevol branca de les ciències.

 

Avaluació

L'assignatura d'Ones i Electromagnetisme s'avalua considerant cada un dels trimestres (T2, T3) per separat. Si els dos trimestres estan aprovats, la nota final de l'assignatura és la mitja de les dues notes. En cas contrari es pot recuperar una o les dues parts a la convocatòria de Juliol.

Cada trimestre s'avaluarà amb dues proves tipus test:

Prova parcial (2T: 09/02; 3T: 17/05): Aquesta prova té un pes del 50% de la nota del trimestre i elimina temari. En efecte, si es supera, el temari del curs corresponent a aquesta prova queda aprovat (a la convocatoria de Juliol també).

Prova final (convocatòries de Març/Juny, i convocatòria de recuperació de Juliol): Aquells alumnes que hagin aprovat la prova parcial, només caldrà que s'examinin de la segona part del temari del trimestre, que tindrà un pes de l'altre 50% de la nota del trimestre. Aquells alumnes amb la prova parcial no superada, s'examinaran de tot el trimestre en una sola prova que tindrà el valor del 100% de la nota del trimestre.

 



 

Nota per als alumnes Repetidors:

i. Aquest any no es faràn pràctiques de laboratori. Les notes de pràctiques d'altres anys no es guarden.

ii. Alumnes repetidors amb algun dels trimestres aprovats en anys anteriors: La nota del trimestre aprovat en anys anteriors és vàlida, i farà mitja amb la nota del trimestre que quedi per recuperar. Aquest tràmit es farà automàticament (no cal que ens ho comuniqueu).

 

Continguts

 

SEGON TRIMESTRE: Oscil.lacions i ones

1-Anàlisi dimensional i Unitats. Moviment harmònic simple (Tipler c. 14.1, 14.2)

2-Pèndol Simple. Energia. (Tipler c. 14.3)

3-Oscil·lador harmònic esmorteït (French c. 4)

4-Oscil·lador harmònic forçat (French c. 4)

5-Equació d'ones (Tipler cp. 15.1)

6-Ones harmòniques (Tipler cp. 15.2)

7-Energia en una corda i Efectes de contorn (Tipler cp. 15.2, 15.4)

8-Principi de superposició. Interferències. (Tipler cp. 16.1)

9-Ones estacionaries (Tipler cp. 16.2)

TERCER TRIMESTRE: Electromagnetisme

Camp elèctric, potencial electrostàtic i energia potencial electrostàtica en distribucions discretes

Densitat de càrrega. Camp elèctric i potencial electrostàtic en distribucions contínues

Llei de Gauss

Condensadors: el concepte de capacitat

Corrent elèctric. Lleis de Kirchhoff

Circuits RC

Camp magnètic. Llei de Biot - Savart i Llei d’Ampère

Llei d’inducció de Faraday

Llei de Lenz

Circuits RL

Circuits corrent altern: circuits RLC

Lleis de Maxwell: Ones electromagnètiques

 

Metodologia

La metodologia de l’assignatura està dissenyada per a potenciar la capacitat analítica i motivar la interrelació dels conceptes treballats. També es posarà èmfasi en treballar l’expressió i comunicació del propi raonament, combinant sessions de teoria d'explicació del professorat amb el treball individual i en grup realitzat pels alumnes en sessions de grup mitjà o petit. En particular, el treball dins i fora de l'aula s'ha organitzat de la manera següent:

Sessions de teoria (T): A les classes de teoria es presentaran els conceptes fonamentals de l’assignatura. A l’Aula Global de l’assignatura es publicaràn els apunts i/o capítols de llibre que s'aniràn fent servir per a cada sessió

Sessions de seminari (S): Són sessions en grup petit (uns 25 alumnes) que estan destinats a la resolució i discussió de problemes prèviament treballats pels alumnes. Aquests problemes han de permetre practicar, consolidar i discutir activament els conceptes presentats a les classes de teoria. El professor ajudarà a resoldre els dubtes que hagin sorgit de manera individual i, en general, no resoldrà problemes a la pissarra.

Sessions de pràctiques (P) : Són sessions de problemes en grup mitjà (uns 40 alumnes). Els problemes han d'haver estat prèviament treballats pels alumnes, i els professors els resoldràn amb detall a la pissarra

La planificació de totes les sessions es detalla en el pla d’activitats que es publica en la plataforma Aula Global - Moodle. A més d’aquest pla d’activitats, trobareu a l’espai de l’assignatura material que inclou: apunts de teoria i/o referències a capítols de llibres, i col·leccions de problemes. També es facilitaran adreces de pàgines web d’interès per a l’assignatura. A la taula següent trobareu la distribució d’hores de dedicació segons el tipus de sessió (teoria, pràctiques o seminari). Heu de tenir en compte que Ones i Electromagnetisme és una assignatura que té 8 crèdits ECTS que correspon a 200 hores de treball de l’estudiant, de les quals 72 són presencials. Aquestes 72 hores estan dividides de la següent manera: teoria (36 hores), seminaris (20 hores) i pràctiques (16 hores).

 Hores a l'aulaHores fora de l'aula
TRIMESTRETeoríaSeminarisPràctiques

2on trimestre

18

10

8

64

3er trimestre

18

10

8

64

Total:

36

20

16

128

Total: 200

 

Recursos

Bibliografia bàsica (suport paper i electrònic)

• 2n Trimestre: Tipler, P. A., Física (Edició 5 ó 6), vol. I,  Editorial Reverté

• 3r Trimestre: Tipler, P. A., Física , vol. II, Editorial Reverté

Bibliografia complementària (suport paper i electrònic)

• 2n Trimestre: A.P. French. "Vibrations and Waves".  M.I.T. Introductory Physics Series

• Feynman, R. "The Feynman Lectures on Physics". The new millenium Edition Vols 1,2

Recursos didàctics. Material docent de l’assignatura

1) Apunts a l'Aula Global del curs (Tercer trimestre)

2) Col·lecció de problemes i seminaris a l'Aula Global del curs

3) Adreces web d’interès a l'Aula Global del curs