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Ficha de asignatura – Grado en Biología
Datos básicos de la asignatura
AsignaturaFÍSICA APLICADA A BIOLOGÍA
TipoObligatoria
Créditos ECTS
Créditos Totales6
Teóricos3,0
Prácticos0,6
Seminarios1,8
Tutorías y evaluación0,6
CursoPrimero
SemestreSegundo
Departamentos responsablesFísica Aplicada I (Termología); Física Atómica, Molecular y Nuclear; Física Teórica I; Física de la Tierra, Astronomía y Astrofísica II
Profesor responsable
Nombre y ApellidosLuis Dinis Vizcaíno
DepartamentoFísica Atómica, Molecular y Nuclear
Teléfono91 394 4706
Correo electrónicoldinis@ucm.es
ProfesoresConsultar la agenda docente
Datos específicos de la asignatura
DescriptorEl estudiante adquirirá los conocimientos básicos de los principios, magnitudes físicas y las aplicaciones básicas de la Física en relación con los seres vivos, organizados sobre los siguientes contenidos: Mecánica clásica y mecánica de fluidos, Termodinámica, Electricidad y Ondas.
RequisitosNinguno
RecomendacionesSe recomienda haber cursado Física y Matemáticas en Bachillerato.
Competencias
Competencias transversales y genéricas

     Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos en las áreas de aplicación de la Física a la Biología. (CG6)
     Demostrar una base sólida y equilibrada de conocimientos sobre materiales de laboratorio y de la Naturaleza, junto con habilidades prácticas en ambos entornos. (CG9)

Desarrollar buenas prácticas científicas de observación, medida y experimentación. (CG13)
 
Competencias específicas

     Realizar balances cuantitativos de energía y trabajo en sistemas simples.
    Analizar  cualitativa y cuantitativamente el comportamiento estático y dinámico de fluidos.
      Caracterizar estados de equilibrio de gases ideales.
     Entender las consecuencias de las leyes de la termodinámica en los sistemas biológicos.
      Caracterizar procesos de transporte de materia y energía.
      Calcular campos y potenciales eléctricos en sistemas simples.
      Analizar cuantitativamente las propiedades eléctricas de membranas biológicas.

Comprender los fenómenos ondulatorios y su importancia en la instrumentación biológica.
 
Objetivos
Objetivos




- Comprender el papel que juega la Física en la descripción de la Naturaleza y, en concreto, de los sistemas y procesos biológicos.
- Ser capaz de aplicar los principios de la Física de forma cualitativa y cuantitativa, en situaciones simples de interés biológico.




Metodología
Descripción




Se seguirán las líneas metodológicas generales del módulo, combinando teoría y práctica, para lograr un aprendizaje basado en la adquisición de competencias. Las actividades formativas comprenderán:    
Clases teóricas: en ellas se expondrán claramente los objetivos principales del tema y se desarrollarán en detalle los contenidos necesarios para una correcta comprensión de los conocimientos.
Sesiones de seminario (clases de problemas): en ellas se plantearán problemas de aplicación de los contenidos teóricos.
Sesiones de laboratorio: el alumno realizará prácticas de laboratorio con el objetivo de familiarizarse con la instrumentación y la metodología experimental básica.
El estudiante deberá dedicar en torno al 60% de los ECTS a trabajo y estudio autónomo. Todas las actividades formativas son obligatorias.




Distribución de actividades docentesHoras% respecto del total
Clases teóricas 3050%
Clases prácticas 610%
Exposiciones y/o seminarios 1830%
Tutoria 610%
Evaluación
  
Trabajo presencial 6040%
Trabajo autónomo 9060%
Total 150
Bloques temáticos
I. Biomecánica
II. Termodinámica biológica
III. Bioelectricidad
  IV. Ondas
Evaluación
Criterios aplicables
PRÁCTICAS DE LABORATORIO:        10% de la calificación total
 
a) Asistencia obligatoria a todas las sesiones.
b) Evaluación mediante la presentación de una Memoria sobre las prácticas.
Para aprobar la asignatura, la nota mínima de laboratorio ha de ser el 5% de la calificación total de la asignatura.
 
TEORÍA Y PROBLEMAS:            90% de la calificación total
 
a)   Evaluación continua:        25% del total 
Obtenida mediante la valoración de: entrega de ejercicios propuestos, presentaciones en clase, pruebas objetivas cortas, etc.
 
Para aprobar la asignatura, la nota mínima de evaluación continua ha de ser un 10% del total.
 
b) Exámenes parcial y final:       65% del total 
Para aprobar la asignatura, la nota mínima por este concepto habrá de ser un 26%  de la calificación total. 
 
TRABAJO VOLUNTARIO
Los alumnos, en grupos de 2 ó 3, podrán realizar, de forma voluntaria, un trabajo de Física y su relación con la Biología. La evaluación de este trabajo permitirá sumar hasta un 5% de la calificación total a la nota obtenida por el resto de los conceptos.
Organización semestral
Organización semestralConsultar la agenda docente
Temario
Programa teórico
I BIOMECÁNICA                                                    (7h teoría +4h problemas)
 
1.    Dinámica: Leyes de Newton.
2.    Energía cinética. Energía potencial. Trabajo.
3.    Leyes de escala.
4.    Hidrostática: presión, densidad, compresibilidad, flotación.
5.    Hidrodinámica: Teorema de Bernouilli, ley de Poiseuille, arrastre viscoso.
6.    Fenómenos de superficie.
7.    Aplicaciones biológicas.
 
II   TERMODINÁMICA BIOLÓGICA                 (10h teoría +7h problemas)                  
8.    Sistemas termodinámicos.
9.    Principios de la termodinámica.
         -  Principio cero: escalas de temperatura.
         -  Primer principio: trabajo y calor. Transmisión del calor.



         -  Segundo principio: concepto de entropía.
1.      Aplicación de los principios de la termodinámica a los seres vivos.
 
III    BIOELECTRICIDAD                                (8h teoría +5h problemas)       
2.      Electrostática: Campo eléctrico, potencial y condensador.
3.      Electrodinámica: Corriente eléctrica, ley de Ohm.
4.      Aplicación: propiedades eléctricas de la membrana celular.
5.      Fenómenos de transporte: difusión y ósmosis.
 
IV MOVIMIENTO ONDULATORIO                     (5h teoría +2h problemas)                  
6.      Movimiento ondulatorio. Resonancia. Función de onda. Tipos de ondas.
7.      Energía e intensidad de las ondas.
8.      Reflexión, refracción, absorción e interferencia.
Aplicaciones biológicas.
 
Programa práctico
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
 
El alumno realizará dos prácticas en dos sesiones de tres horas cada una. Se asignarán a cada alumno dos prácticas de entre las siguientes:
1.-  Determinación de la densidad de líquidos.
2.-  Medida del coeficiente de tensión superficial.
3.-  Entalpía de fusión del hielo.
4.-  Curva característica de una lámpara.
Seminarios18 seminarios consistentes en la resolución y/o discusión de problemas y ejercicios prácticos de los temas de la asignatura.
BibliografíaTEXTOS DISPONIBLES EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

BIBLIOGRAFIA BÁSICA:

1 Giancoli, Douglas C., (1997) Física: principios con aplicaciones. Ed. Prentice-Hall. Hispano-Americana. México.
2 Giancoli, Douglas C., (2008-9) Física para Ciencias e Ingeniería: Principios con aplicaciones. Ed. Pearson. México.
3 Kane, J. W. and Sterheim, M. M., (1998) Física. Ed. Reverté. Barcelona.
4 Jou, D., Llebot, J.E., y Pérez García, C., (1995) Física para Ciencias de la vida. Ed. McGraw-Hill. Madrid.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:

5 Ortuño, Miguel, (1996) Física para Biología, Medicina, Veterinaria y Farmacia. Ed. Crítica. Barcelona.
6 Nelson, P., (2005) Física Biológica: Energía, información y vida. Ed. Reverté. Barcelona.
7 Ahlborn, B.K., (2006) Zoological Physics: Quantitative Models of Body Design, Actions, and Physical Limitations of Animals. Ed. Springer. Berlín.
8 Burton, R.F., (1998) Biology by numbers: An Encouragement to Quantitative Thinking. Ed. Cambridge University Press. New York.
9 Vogel, S., (1996) Life in moving fluids: the physical Biology of flow. Ed. Princeton University Press. Princeton, New Jersey.
10 Vogel, S., (1998) Life´s devices: the physical world of animals and plants. Ed. Princeton University Press. Princeton, New Jersey.
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