Conceptos Físicos del Equilibrio en Sólidos y Fluídos

  • Clave: FIS 206-00
  • Carácter: Obligatorio
  • Periodo Lectivo Curricular:2º año
  • Duración: un Trimestre
  • Créditos: 2
  • Pre-requisitos:ARQ 150
  • Plan de Estudio:Decreto Académico 7/ 2001

Generalidades

Trata del estudio de la mecánica de los cuerpos sólidos, líquidos y gaseosos, estática y dinámica.
Los conceptos físicos de sólidos y fluidos, entran en el lenguaje propio y los principios fundamentales que rigen el interior de la materia y de los materiales con los que se construyen las obras de Arquitectura. Dichos principios son los que posibilitan la fidelidad del paso desde la concepción a la generación de una obra.

Objetivos Generales

Presentar con el mayor rigor posible los principales conceptos físicos, evitando en lo posible desarrollos de complejidad matemática.
Poner de relieve los errores conceptuales o terminológicos del lenguaje coloquial cotidiano.
Relacionar los contenidos científicos con observaciones de la vida diaria, del entorno y de la Arquitectura.
Tratar de acompañar los desarrollos teóricos con materiales o experiencias que consoliden las nociones físicas.
Exponer los diversos conceptos de la Física vinculándoles estrechamente con el concepto de la energía.

Contenidos

Tema 0
El método científico. La observación. Medias. Magnitudes escalares y vectoriales. Sistemas de unidades. Conversión de unidades. Normativa internacional.

Tema 1
Cinemática. Rapidez y velocidad. Aceleración. Clasificación de movimientos. Composición y descomposición de movimientos.

Tema 2
Dinámica. Concepto de fuerza. Fuerzas musculares. Leyes de Newton. Fuerzas de fricción. La fricción en los fluidos.

Tema 3
Estática. Concepto de torque. Torque y esfuerzos musculares. Equilibrio y estabilidad. Palancas. Tipos de equilibrio.

Tema 4
Energética. Concepto de trabajo mecánico. Relación trabajo-energía. Potencia mecánica. Trabajo y potencia. Leyes de escala en las estructuras.

Tema 5
Fluidos. Conceptos de densidad y presión. Efecto de la gravedad sobre los fluidos. Presión atmosférica. Principio de Arquímides y flotación. Otras propiedades de los fluidos.

Objetivos Específicos

Tema 0
Mostrar los diferentes pasos o etapas del método científico.
Reconocer la universalidad de dicho método, y la razón última de todos los avances científicos.
Ampliar el concepto reducido de OBSERVACION, relacionándolo con los cinco sentidos corporales.
Identificar la EXPERIMENTACION como el punto clave en el método científico.
Descubrir como campo de las Ciencias todo aquello que puede ser medido.
Diferenciar clara y nítidamente las magnitudes escalares de las vectoriales.
Dominar la operatoria de cálculo vectorial.
Advertir en la existencia de las unidades, la gran diferencia entre un resultado matemático y un resultado físico.
Adquirir dominio y soltura en la conversión de unidades de un sistema a otro.
Dar a conocer la normativa legal vigente en las definiciones, notaciones y simbología científicas.

Tema 1

Advertir la relatividad del reposo y del movimiento, así como de la trayectoria de un cuerpo.
Precisar los conceptos básicos de: camino recorrido, vector de posición., vector desplazamiento, rapidez y velocidad.
Insistir en las diferencias claves entre rapidez y velocidad, así como en las erróneas consecuencias de su desacertada equiparación.
Mostrar la falacia de pretender identificar valores medios con simple media aritmética de magnitudes.
Dominar la interpretación y realización de gráficos en Cinemática.
Ampliar el limitado concepto que vulgarmente se tiene de la aceleración.
Esquematizar la metodología de resolución de problemas en Cinemática.
Reparar en el tiro parabólico como adecuado ejemplo de composición de movimientos.

Tema 2

Mostrar la clasificación de las fuerzas según criterios diversos, como aproximación a la captación del concepto de fuerza.
Reconocer el carácter vectorial de las fuerzas.
Relacionar la fuerza de los seres vivos con la sección muscular.
Ampliar el concepto restringido de equilibrio de un cuerpo, apoyándose en el enunciado de la primera Ley de Newton.
Diferenciar claramente los conceptos de masa y peso, y reconocer su confusión por el desafortunado uso de la palabra “kilo”.
Definir la unidad de fuerza a partir de la segunda Ley de Newton.
Realizar ejercicios numéricos de aplicación de la segunda Ley, preferentemente con ejemplos de los seres vivos.
Ejemplificar de la forma más diversa la tercera Ley de Newton, identificando su aprovechamiento en la Naturaleza.

Tema 3

Introducir el concepto de torque en estrecha relación con el movimiento de rotación.
Identificar las condiciones que deben darse para el equilibrio de un cuerpo.
Realizar ejercicios numéricos de cálculo de fuerzas equilibrantes de un sistema.
Reconocer la singularidad y utilidad del privilegiado centro de masas (cdm) de un sistema.
Distinguir los diferentes tipos de equilibrio.
Relacionar la estabilidad de un sistema (vivo o inanimado) con la base de sustentación o apoyo.

Tema 4

Diferenciar claramente el concepto mecánico de “trabajo”, del empleado amplia y vulgarmente.
Reparar en que no siempre la existencia de una fuerza implica la realización de un trabajo mecánico.
Advertir la diferenciación posible entre trabajos motor, resistente y neto.
Introducir el concepto de rendimiento de un mecanismo.
Reparar en la consideración de un ser vivo como máquina generadora de trabajo.
Presentar el concepto de energía, así como los diferentes tipos de la misma.
Relacionar el trabajo con la energía, y sus transformaciones.
Definir la magnitud “potencia mecánica” como rapidez de intercambio de trabajo.
Observar la proporción de magnitudes físicas diversas entre estructuras semejantes de tamaños diferentes.
Resolver ejercicios simples de previsión de valores de magnitudes entre estructuras semejantes a escala diversa.

Tema 5

Identificar la amplitud en Física del término “fluido2.
Introducir el concepto de densidad, sus valores absoluto y relativo, y formas de medir la misma.
Captar el concepto de presión ejemplificándolo con múltiples observaciones de la vida cotidiana.
Analizar el efecto de las fuerzas gravitatorias sobre la presión de un fluido.
Visualizar la atmósfera como un océano de fluido en el que nos encontramos inmersos todos los cuerpos.
Comprender acertadamente el contenido del principio de Arquímides, así como sus múltiples aplicaciones.