Pla docent de l'assignatura

 

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Física dels Medis Continus

Codi de l'assignatura: 360587

Curs acadèmic: 2021-2022

Coordinació: Maria Del Carmen Miguel Lopez

Departament: Departament de Física de la Matèria Condensada

crèdits: 6

Programa únic: S

 

 

Hores estimades de dedicació

Hores totals 150

 

Activitats presencials i/o no presencials

66

(El grau de presencialitat de les activitats docents i avaluatives es pot veure modificat en funció de les restriccions derivades de la crisi sanitària. Si fos el cas, qualsevol modificació serà oportunament informada a l'alumnat a través dels canals habituals.)

 

-  Teoria

Presencial i no presencial

 

42

 

-  Pràctiques de problemes

Presencial i no presencial

 

12

 

-  Pràctiques de laboratori

Presencial i no presencial

 

12

Aprenentatge autònom

84

 

 

Recomanacions

 

Seguiment diari de les classes de l’assignatura, participació activa a les classes de problemes i repàs continuat dels apunts de classe.
Consulta bibliogràfica continuada dels diferents textos recomanats com a complement del material presentat a les classes.
Domini del càlcul integrodiferencial. Destresa en càlculs i desenvolupaments matemàtics.

 

 

Competències que es desenvolupen

 

   -

Aprenentatge autònom.

(El resultat de l’aprenentatge autònom s’avalua a partir de l’entrega d’exercicis assignats i valorant la capacitat d’abordar els problemes plantejats a les proves.)

   -

Destresa en el modelatge teòric: ser capaç de captar l'essència d'un procés i de fer les aproximacions requerides per reduir el problema fins a un nivell manejable.

(S’avalua a partir de la iniciativa d’abordar les pràctiques proposades i prendre iniciatives.)

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

• Introduir els conceptes i mètodes de la física dels medis continus.
• Comprendre les propietats bàsiques dels sòlids i líquids.
• Entendre els fonaments dels sòlids elàstics.
• Entendre les propietats característiques dels líquids newtonians i els seus règims dinàmics.
• Aplicar els conceptes fonamentals a diferents situacions d’interès i aplicacions dels sòlids i líquids.

 

 

Blocs temàtics

 

1. Introducció als medis continus

1.1. Hipòtesi del continu

1.2. Tensor d’esforços

1.3. Tensor de deformacions

2. Elasticitat

2.1. Introducció als materials elàstics

2.2. Constants elàstiques: sòlids isòtrops i cristal·lins

2.4. Equacions de Navier-Cauchy. Aplicacions

2.5. Equilibri de plaques i barres

2.6. Ones en un medi elàstic

3. Fonaments de l’estàtica i dinàmica de fluids

3.1. Revisió de la hidrostàtica

3.2. Cinemàtica del fluid

3.3. Descripció d’Euler i Lagrange

3.4. Equacions de balanç: massa, moment i energia

3.5. Equacions constitutives

3.6. Fluids newtonians i no newtonians

3.7. Solució de les equacions de Navier-Stokes en casos senzills

4. Moviment a Reynolds alt

4.1. Equació de Bernoulli i d’Euler

4.2. Fluxos potencials: flux d’una esfera, flux entorn d’un cilindre

4.3. Forces de sustentació; ones gravitatòries i capil·lars

4.4. Teorema de Kelvin. Vorticitat i dinàmica de vòrtexs

4.5. Introducció a la capa límit

5. Moviment a Reynolds baix: flux de Stokes

5.1. Propietats. Reversibilitat i dissipació

5.2. Aplicacions: flux de Poiseuille, teoria de la lubricació, resistència al moviment d’una esfera

6. Inestabilitats hidrodinàmiques (*)

*  (*) Si la durada del curs ho permet

6.1. Paràmetres de control. Anàlisi d’estabilitat lineal

6.2. Exemples d’inestabilitats hidrodinàmiques: Rayleigh-Taylor, Rayleigh-Bénard, Taylor-Couette, Kelvin-Helmholtz

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

L’assignatura s’imparteix combinant classes teòriques, classes de problemes i pràctiques de laboratori.

Els problemes es resolen a classe amb la participació de l’alumnat.

Es faciliten problemes suplementaris per ajudar a l’autoavaluació dels estudiants i l’aprenentatge de les metodologies pròpies d’aquesta assignatura.

 

Adequació del pla docent davant les actuals directrius sanitàries derivades de la pandèmia de la COVID-19

El grau de presencialitat de les activitats docents i avaluatives es pot veure modificat en funció de les restriccions derivades de la crisi sanitària. Si fos el cas, qualsevol modificació serà oportunament informada a l’alumnat a través dels canals habituals.

 

 

Avaluació acreditativa dels aprenentatges

 

L’avaluació acreditativa de l’aprenentatge es fa de manera continuada amb caràcter general. Al llarg del semestre es recullen mostres de l’aprenentatge de l’alumne en forma de:

  • Proves de coneixement presencials i/o no presencials.
  • Treball de laboratori.
  • Participació a les classes de problemes.
  • Examen final amb dues parts, qüestions teòriques i problemes.


Els tres primers indicadors poden arribar a tenir un pes màxim d’un 40 % sobre la qualificació final, mentre que cap de les dues parts de l’examen final no pot sumar (individualment) més del 60 % de la nota final.  

Per fer mitjana dels diferents indicadors, a la prova final teòrica i de problemes, és necessari respondre satisfactòriament almenys un 40 % del contingut.

Per resoldre les proves finals, es pot consultar un formulari d’un full (dues cares) preparat per l’alumne, llibres de taules i fórmules matemàtiques, i els apèndixs de Lautrup o d’ Acheson que es troben al Campus Virtual.

 

Reavaluació

Tant per a l’avaluació única com per a la continuada, la reavaluació es basa en el resultat d’un examen final o prova de síntesi que inclou una part de qüestions teòriques i una part de problemes. Per poder superar la reavaluació és, a més, imprescindible haver fet prèviament les pràctiques de laboratori.

 

Avaluació única

L’avaluació única es basa en el resultat d’un examen final o prova de síntesi que inclou una part de qüestions teòriques i una part de problemes. Per poder superar l’avaluació única és, a més, imprescindible haver fet prèviament les pràctiques de laboratori.

Per a la resolució de les proves finals, es pot consultar un formulari d’un full (dues cares) preparat per l’alumne, llibres de taules i fórmules matemàtiques, i els apèndixs de Lautrup o d’ Acheson que es troben al Campus Virtual.

 

Reavaluació

Tant per a l’avaluació única com per a la continuada, la reavaluació es basa en el resultat d’un examen final o prova de síntesi que inclou una part de qüestions teòriques i una part de problemes. Per poder superar la reavaluació és, a més, imprescindible haver fet prèviament les pràctiques de laboratori.

 

 

Fonts d'informació bàsica

Consulteu la disponibilitat a CERCABIB

Llibre

Batchelor, G. K. An introduction to fluid dynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 2000  Enllaç

Acheson, D. J. Elementary fluid dynamics. Oxford: Clarendon Press, 1992  Enllaç

Bruus, Henrik. Theoretical microfluidics. Oxford: Oxford University Press, 2008  Enllaç

Drazin P.G., Introduction to hydrodynamic stability. Cambridge: Cambridge University Press, 2002  Enllaç

Faber, T. E. Fluid dynamics for physicists. Cambridge: Cambridge University Press, 1995  Enllaç

Feynman, Richard P. The Feynman lectures on physics. Reading (Mass.): Addison-Wesley, 1963-1965. Vol. 2  Enllaç

Guyon, Etienne [et al.] Physical hydrodynamics. Oxford: Oxford University Press, 2015. 2nd ed  Enllaç

Landau, L. D.; Lifshitz , E. M. Theory of elasticity. Oxford: Pergamon Press, 1986  Enllaç

Landau, L. D.; Lifshitz, E. M. Fluid Mechanics. Oxford: Pergamon Press, 1987. (Course of theoretical physics ; 6)  Enllaç

Lautrup, Benny. Physics of continuous matter: exotic and every day phenomena in the macroscopic world. 2nd ed. Boca Raton, Fla.: Taylor & Francis, 2011  Enllaç

Leal, L. Gary. Advanced transport phenomena: fluid mechanics and convective transport processes. Cambridge: Cambridge University Press, 2007  Enllaç

Oswald, Patrick. Rheophysics: the deformation and flow of matter. Cambridge: Cambridge University Press, 2009  Enllaç

Pozrikidis, C. Introduction to theoretical and computational fluid dynamics. New York: Oxford University Press, 1997  Enllaç

Text electrònic

Kundu, Pijush K.; Cohen, Ira M.; Dowling, David R. Fluid mechanics. [Recurs electrònic]. 6th ed. Waltham, M.A.: Elsevier Academic Press, 2015  Enllaç