Hoy día sabemos que la material, ya sea sólida, líquida o gaseosa, es discreta pues está formada por átomos y/o moléculas. Sin embargo, para la descripción y análisis de muchas de las propiedades de la materia, podemos hacer una aproximación de más alto nivel y prescindir de dicha discretitud, considerándola como un medio continuo. Ejemplos de esto podrían ser la descripción de la deformación elástica de un puente, de una prótesis de cadera o del álabe de la turbina del avión que nos ha llevado de vacaciones, para el caso de un sólido. Pero podemos también plantearnos el caso de la descripción del flujo de un río, de una ola de Tsunami, o simplemente la evolución atmosférica y la predicción del tiempo que nos presentan en el telediario.

En todos estos casos, la materia se analiza como si de un medio continuo se tratara, empleando ecuaciones en derivadas parciales de segundo orden dependientes del tiempo y del espacio. Su solución puede ser simple o extremadamente compleja, requiriendo las aproximaciones pertinentes, o incluso pueden no tener solución analítica, debiendo acudir a los métodos computacionales par obtener una respuesta aproximada.

A lo largo del curso se planteara cómo se estudia la materia como un medio continuo, distinguiendo entre sólidos y fluidos (líquidos y gases). Se irá avanzando en complejidad, aprendiendo cómo realizar las aproximaciones adecuadas para poder abordar las diferentes situaciones de interés, y se estudiarán casos concretos.

Capacidad de relacionar los conceptos físicos, con las ecuaciones matemáticas que permiten describirlos cuantitativamente.



Capacidad de abordar el planteamiento de un problema real en el marco de un medio continuo.



Evaluación de la dificultad de un problema real, en un medio continuo, y capacidad para discernir las aproximaciones requeridas.



Capacidad para resolver problemas concretos en física de los medios continuos.



Capacidad para abordar, plantear y ejecutar un trabajo de carácter científico, individual y/o en grupo, desde cero.



Capacidad de comunicación de un trabajo científico mediante su presentación haciendo uso de las nuevas tecnologías de la comunicación.

Física de los Medios Continuos (6ECTS, optativa, 4ºcurso)



Programa



1- Introducción

Aproximación del medio continuo y de los campos. Tensores en un medio elástico: Tensor de deformación y tensor de esfuerzos. Energía elástica.

2- Dinámica del medio elástico

Ecuación del movimiento. Ondas elásticas libres.

3- Plasticidad

Comportamiento plástico. Condiciones de plasticidad.

4- Fluidos ideales

Ecuación de continuidad, ecuación de Euler, ecuación de estado. Vorticidad y teorema de Helmholtz. Ondas en fluidos ideales. Fenómenos no lineales y ondas de choque.

5- Fluidos viscosos

Capas límite. Ecuación de Navier-Stokes, disipación de energía. Número de Reynolds. Turbulencia.



Bibliografía obligatoria

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Bibliografía básica

* M.C. Potter, D.C. Wiggert, Mecánica de Fluidos, Thomson, 2002.

* R.P. Feynman, R.B. Leighton y M. Sands, The Feynman Lectures on Physics, Fondo Educativo Interamericano, 1972, Vol. 2 cap. 38 a 41.

* G.E. Mase, Teoría y problemas de mecánica del medio continuo, (Colección Schaum) McGraw Hill, 1977.



Bibliografía de profundización

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Revistas

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Direcciones de Internet

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La asignatura se basará en las clases magistrales de los profesores, que alternarán el empleo de sesiones clásicas de pizarra, con sesiones empleando medios audiovisuales que irán desde el retroproyector, el empleo PPTs por ordenador, o la presentación de temas mediante tableta electrónica y proyector multimedia.

En la medida de lo posible se les entregará a los alumnos la documentación de las clases magistrales e información complementaria, ya sea directamente o a través de la plataforma e-gela.



En paralelo se realizarán sesiones de GA, orientadas a resolver problemas que se plantearán como complemento y aclaración de las clases magistrales.



Como evaluación continua, los alumnos deberán entregar un cierto número de problemas resueltos y/o explicarlos en clase a sus compañeros.



A lo largo del curso se realizarán entre 3 seminarios enfocados a que el alumno se familiarice con las técnicas experimentales reales para el estudio de los medios continuos. Ello incluirá la visita a determinados laboratorios, la descripción de los equipos y su relación con la teoría planteada en las clases magistrales.



Los alumnos realizarán por parejas un trabajo específico, propuesto por el profesor, relacionado con temas afines a la asignatura. Dichos trabajos serán presentados oralmente, por los integrantes del grupo, frente a sus compañeros y el profesor. Ello permitirá no solo plantear diversos temas “secundarios o colaterales” de la asignatura, para la formación de todos, sino que servirá también de marco para la práctica de cómo se realiza un trabajo científico, y cómo se presenta frente a una audiencia profesional.

El trabajo y su presentación contribuirá también a la evaluación continua.



Finalmente el examen final permitirá realizar una evaluación individual del conocimiento de los contenidos de la asignatura.

• Azken Ebaluazioaren Sistema
• Kalifikazioko tresnak eta ehunekoak:
  • Garatu beharreko proba idatzia (%): 70
  • Banakako lanak (%): 20
  • Lanen, irakurketen... aurkezpena (%): 10

Oinarrizko bibliografia

Benny Lautrup

Physics of Continuous Matter. (2ª Edición)

CRC Press, Taylor & Francis, Boca Raton, 2011.



Bruce R. Munson et al.

Fluid Mechanics. (7ª Edición)

John Wiley & Sons, Singapore, 2013.

Gehiago sakontzeko bibliografia

J.F. Nye
Physical Properties of Crystals
Oxford Univerity Press, Oxford, 1992.

Michael Ashby et al.
Materials.
Butterworth-Heinemann, Oxford, 2014.

Jianguo Liu
Fundamentals of Materials Modelling for Metals Processing Technologies.
Imperial College Press, London, 2015.

Frank M. White
Fluid Mechanics (7ª Edición)
McGraw-Hill, New York, 2011.

Patrick Tabeling
Introduction to Microfluidics.
Oxford University Press, Oxford, 2005.