Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2004-05

3103100253 FÍSICA


Objectius  

Proporcionar al estudiant els conceptes i lleis bàsics de la física que tenen relació amb el medi ambient. Així mateix, familiaritzar als estudiants amb conceptes que més endavant necessitaran per assignatures més especialitzades de física, ja sigui Meteorologia i Climatologia o Oceanografia i Limnologia Físiques.
 
Prerrequisits  

 
Contingut (Programa)  

0. CINEMÀTICA 0.1 Velocitat mitjana. Velocitat instantània. Acceleració. 0.2 Moviment rectilini uniforme. Moviment rectilini uniformement accelerat. Velocitat relativa. 0.3 Tir parabòlic (Moviment de projectils). Moviment en tres dimensions. 0.4 Moviment circular. Velocitat angular. Acceleració centrípeta, tangencial y angular.

1. DINÀMICA. TREBALL I ENERGIA. 1.1 Forces bàsiques a la natura. 1.2 Lleis de Newton. Impuls. Quantitat de moviment lineal. Forces de fregament. 1.3 Força centrípeta. Sistemes de referència inercials i no inercials. Forces fictícies. Força de Coriolis. Força centrífuga. 1.4 Vents geostròfics. Circulació general atmosfèrica. 1.5 La lley de la Gravitació Universal. Marees. 1.6 Treball d’una força. Energia cinètica i potencial. Conservació de l’energia. Potència. 1.7 Moment d’una força. Moment d’inèrcia. Moment angular. Rotació. Energia cinètica de rotació. 1.8 Estàtica. 1.9 Elasticitat. Mòdul de Young

2. HIDROSTÀTICA 2.1 Propietats dels fluids. 2.2 Pressió. Principi de Pascal. La paradoxa hidrostàtica. Manòmetre. Baròmetre. Pressió atmosfèrica. Principio d’Arquímedes. Pes aparent. 2.3 Forces adhesives i cohesives. Tensió superficial. Tensoactius. Capil.laritat. Llei de Jurín.

3. FLUIDS EN CONDUCTES 3.1 Equació de continuïtat 3.2 Equació de Bernouilli. Aplicacions: anemometria, efecte Magnus, pulveritzadors, pressió sanguínia, efecte Venturi. 3.3 Pèrdua de càrrega 3.4 Viscositat. Llei de Poiseuille. Medis porosos: llei de Darcy. 3.5 Règims laminar y turbulent d’un fluid en un canal. Nombre de Reynolds. 3.6 Energia eòlica

4. MOVIMIENT DE COSSOS EN FLUIDS 4.1 Resistència al moviment. Llei de Stokes. Coeficient aerodinàmic. Forces d’arrossegament a velocitats altes. 4.2 Velocitat de sedimentació per alts i baixos nombres de Reynolds. Centrífugues. 4.3 Força de sustentació. Coeficient de sustentació. Estratègies de vol de les aus.

5. TRANSPORT DE MASSA 5.1 Difusió. Llei de Fick de la difusió. Coeficient de difusió. 5.2 Membranes permeables, semipermeables y impermeables. 5.3 Osmosis. Pressió osmòtica. Llei de Laplace. 5.4 Ascens de la saba en las plantes.

6. TERMODINÀMICA 6.1 Escales de temperatura. 6.2 Dilatació de sòlids i líquids. Dilatació anòmala de l’aigua. Conseqüències en la vida aquàtica. 6.3 Calorimetria. Calor específic. Canvis de fase. Liofilizació. 6.4 Equacions d’estat. Gasos ideals. 6.5 Calor. Primer principio de la termodinàmica. 6.6 Energia interna. Treball. Capacitats calorífiques. 6.7 Processos isoterms i isobàrics. 6.8 Segon principi de la termodinàmica. Rendiment. Bomba de calor 6.9 Entropia. Limitacions al rendiment. Fórmula de Carnot. Desordre i entropia.

7. TRANSPORT DE CALOR 7.1 Conducció. Llei de Fourier. Conductivitat tèrmica. 7.2 Convecció lliure i forçada. 7.3 Radiació. Llei de Stefan-Botzmann. El colector solar. Llei de desplaçament de Wien. Cossos negres i cossos grisos. Coeficients d’emissió, transmissió i reflexió. Llei de Kirchoff de la radiació. Termografia. 7.4 Dispersió de la radiació solar. Llei de Rayleigh de la dispersió.

8. MOVIMIENT OSCIL.LATORI 8.1 Oscil.lacions harmòniques. Amplitud. Freqüència. Període d’oscil.lació i fase. Energia de l’oscil.lador. 8.2 Movimient amortit i forçat. 8.3 Freqüència de ressonància. Riscos associats a fenòmens de ressonància. 8.4 Model d’oscil.lació de poblacions de Lotka-Volterra.

9. ONES 9.1 Pulsos. Ones transversals i longitudinals. Longitud d’ona. Número d’ones. Velocitat de propagació. 9.2 Velocitat de vibració. Energia mitjana d’una ona. Potencia mitjana d’una ona 9.3 Superposició d’ones. Principio de superposició. Interferència constructiva i destructiva. Difracció. 9.4 Ones estacionàries 9.5 El so. Intensitat del so. Escala decibèlica. Contaminació acústica i límits decibèlics permesos. 9.6 Efecte Doppler. Pràctiques: La velocitat del so.Calor latent de vaporització de l'aigua.Viscositat de l'aigua.Col.lector solar. Llei de Stefan-Boltzman

 
Bibliografia  


Física. J.W.Kane i M.M.Sternheim. Reverté

Física (Vol 1) Raymond A. Serway i JOhn W. Jewett Jr. Editorial: Thomson

Física para ciencias de la vida. D.Jou, J.E.Llebot i C. Pérez. Mc Graw Hill

Física. P.A.Tipler. Reverté

Waves, Tides and shallow water processes. Open University Cours. Pergam.Press

Un científico a la orilla del mar. J.S.Trefil. Planeta

 
Mètodes docents  

Tutories individualitzades: S'atendrà als alumnes de forma individualitzada

Seminaris en grups reduïts: Es dividirà la classe en grups reduïts amb l'objectiu d'estudiar temes més concrets i específics. També s'explicaran temes que sovint proten més problemes per l'aprenentatge. Amb aquest objectiu es pretén donar més atenció als alumnes i facilitar-los l'aprenentatge dels conceptes més difícils o els que s'han detectat més febles. En algunes ocasions, es donarà informació anticipada a l'estudiant per tal que pugui treballar el tema per anticipat, fet que facilitarà considerablement la tasca a l'aula.

Es donarà opció a que estudiants puguin presentar treballs mitjançant seminaris en els quals podran exposar temes concrets. D'aquestes presentacions se'n traurà una nota que es tindrà en compte en l'avaluació final de l'alumne.

 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

Un examen al final del quadrimestre on s'avaluaran els coneixements teòrics i els de problemes.

És condició necessària per aprovar l’assignatura realitzar i aprovar les pràctiques de laboratori, que també són avaluades a partir de la presentació d'un quadern de pràctiques i que modulen la nota final. L'assistència a totes les sessions pràctiques serà obligatòria.

 
Informació addicional  

Problemes 1
Problemes 2
Problemes 3
Problemes 4
 
Llengua de les classes  

Català