MECANICA II

MECANICA II

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100816
Plan
ECTS
6.00
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
2
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
FÍSICA TEÓRICA
Departamento
Física Fundamental
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Miguel Angel Vázquez Mozo
Grupo/s
1
Departamento
Física Fundamental
Área
Física Teórica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
T3342 (2ª planta, edificio Trilingüe
Horario de tutorías

Martes y miércoles de 13 a 14 h

URL Web
-
E-mail
vazquez@usal.es
Teléfono
923 294500 Ext. 1396
Profesor
Kerstin Elena Kunze
Grupo/s
1
Departamento
Física Fundamental
Área
Física Teórica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
T3339
Horario de tutorías

Martes y miércoles de 13 a 14 h

URL Web
-
E-mail
kkunze@usal.es
Teléfono
923294500, ext. 6120

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Es una materia (= asignatura) que forma parte del módulo Mecánica que a su vez está compuesto por 5 asignaturas.

Papel de la asignatura.

Es una asignatura Obligatoria dentro del Grado en Física

Perfil profesional.

Al ser una asignatura obligatoria, es fundamental en cualquier perfil vinculado al Grado en Física

3. Recomendaciones previas

ASIGNATURAS QUE CONTINUAN EL TEMARIO:

Mecánica  Teórica

ASIGNATURAS QUE SE RECOMIENDA HABER CURSADO PREVIAMENTE:

  • Mecánica I
  • Laboratorio de Mecánica y Ondas

4. Objetivo de la asignatura

  • Saber aplicar el método lagrangiano para estudiar oscilaciones pequeñas cerca de un punto de equilibrio. Conocer el concepto de modo normal y frecuencia normal de vibración.
  • Entender tanto la cinemática como la dinámica del movimiento de un sólido rígido.
  • Conocer y entender las leyes de Newton en sistemas de referencia no inerciales. Saber aplicarlas para determinar el movimiento en el sistema de referencia del laboratorio.
  • Conocer los postulados de la relatividad especial y sus consecuencias físicas más destacadas. Conocer las transformaciones de Lorentz, así como los fundamentos del espacio-tiempo de Minkowski y del formalismo cuadrivectorial
  • Conocer el concepto de energía y momento relativistas y saberlo aplicar para resolver problemas de colisiones relativistas. Conocer las leyes de Newton relativistas.

5. Contenidos

Teoría.

Tema 1: Pequeñas oscilaciones armónicas

Lagrangiano cerca de un punto de equilibrio. Ecuaciones de Euler-Lagrange.

Modos y frecuencias normales de vibración. Péndulos acoplados

Tema 2: Mecánica de Hamilton.

Definición de sólido rígido

Rotaciones en tres dimensiones y grados de libertad de un sólido rígido Existencia de un eje de rotación

Velocidad angular de rotación Energía cinética de un sólido rígido Tensor de inercia.

Momento angular de un sólido rígido Teorema de Steiner

Transformación del tensor de inercia bajo cambios de base Direcciones principales y momentos principales de inercia Ángulos de Euler

Tema 3: Dinámica del sólido rígido

Ecuaciones fundamentales de la dinámica del sólido rígido Ecuaciones de Euler en una base de ejes principales.

Movimiento de un sólido rígido libre simétrico.

Estabilidad en la rotación de un sólido libre arbitrario.

El péndulo físico: frecuencia de oscilación y longitud equivalente.

El trompo de Lagrange: movimientos de rotación, precesión y nutación.

Tema 4: Sistemas de referencia no inerciales

Cinemática en dos sistemas de referencia cartesianos en movimiento relativo arbitrario. Transformación de la velocidad.

Transformación de la aceleración. Fuerzas de inercia y teorema de Coriolis. Precesión de Larmor.

Puntos de Lagrange.

Sistema de referencia en un laboratorio terrestre: Gravedad efectiva. Efectos derivados de la fuerza de Coriolis: ciclones y anticiclones Péndulo de Foucault.

Tema 5: Relatividad especial

La mecánica clásica y la electrodinámica a finales del siglo XIX Experimento de Michelson-Morley.

Postulados de Einstein de la relatividad especial Transformaciones de Lorentz

Ley de adición de velocidades. Dilatación del tiempo.

Contracción de longitudes. Simultaneidad relativa.

El intervalo espacio-temporal y tiempo propio. Espacio-tiempo de Minkowski.

Causalidad y cono de luz. Diagramas   espacio-temporales

Ondas armónicas y cuadrivector de ondas Efecto Doppler relativista

Tema 6: Mecánica Relativista

Momento lineal relativista

Energía relativista: masa en reposo y energía cinética. Vector de cuadrimomento lineal.

Colisiones relativistas: Choques elásticos e inelásticos. Efecto Compton

Leyes de Newton en relatividad especial. Movimiento uniformemente  acelerado.

Formalismo lagrangiano y hamiltoniano de una partícula libre.

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB-2: Saber aplicar los conocimientos físicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de la Física.

CB-3: Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-5: Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Física con un alto grado de autonomía

CG-1: Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas.

CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.

Específicas.

CE-1: Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.

CE-2: Haberse familiarizado con las áreas más importantes de la Física, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por la relevancia esperada en un futuro para la Física y sus aplicaciones, familiaridad con los enfoques que abarcan muchas áreas en Física.

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas.

CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los órdenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, permitiendo por lo tanto el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE-7: Ser capaz de identificar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos.

7. Metodologías

Clases  magistrales de teoría

Se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales, para transmitir a los estudiantes los conocimientos ligados a las competencias previstas.

Clases magistrales

Tienen como objetivo presentar los elementos básicos de cada tema, así como su ilustración en ejemplos concretos.

Seminarios

El objetivo de los seminarios es discutir las dudas y cuestiones que los alumnos hayan encontrado en la resolución de los ejercicios propuestos. Las tutorías quedan reservadas para la clarificación de dudas conceptuales.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

•   L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Mecánica Clásica, Reverté 1985.

•           H. Goldstein, C. Poole, Classical Mechanics, Pearson  2013.

•           J. B. Marion, Dinámica Clásica de las Partículas y Sistemas, Reverté 1986.

•           J. V. José, E. J. Saletan, Classical Dynamics: A Contemporary Approach, Cambridge 1998.

•           A. Rañada, Dinámica Clásica, Alianza 1994.

•           T. W. B. Kibble, Classical Mechanics, Longman 1996.

•           L. D. Landau, E. M. Lifshitz, Teoría Clásica de los Campos, Reverté 1987.

•           J. D. Jackson, Classical Electrodynamics (capítulos 10 y 11), Wiley & Sons 1999.

•           M. R. Spiegel, Mecánica Teórica, Schaum-MacGraw-Hill 1976.

•           G. L. Kotkin, V. G. Serbo, Collection of Problems in Classical Mechanics, Pergamon 1971.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación de las competencias de la materia se basará en los resultados del trabajo continuado y la prueba escrita final.

Criterios de evaluación.

La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará tanto por actividades de evaluación continua como por una prueba escrita final.

Las actividades de evaluación continua supondrán 30% de la nota total de la asignatura.

La prueba escrita final será un 70% de la nota total de la asignatura.

Para superar la asignatura será necesario obtener en la nota total al menos el 50% de la nota máxima. En ningún caso se superará la asignatura si la calificación en la prueba escrita final es inferior al 40% de la nota máxima de esta prueba (o de su recuperación).

Instrumentos de evaluación.

Se utilizarán los siguientes instrumentos:

Evaluación continua: se realiza a través de la calificación de una hoja de ejercicios propuestos por el profesor que el alumno deberá resolver individualmente y entregar dentro del plazo fijado (que se anunciará a través de la plataforma Studium). La evaluación continua contribuirá un 30% a la nota total de la asignatura.

Prueba escrita: Al finalizar el curso se realizará un examen escrito que contribuirá un 70% a la nota total de la asignatura.

Como se ha indicado más arriba, para superar la asignatura será necesario obtener en la nota total al menos el 50% de la nota máxima. En ningún caso se superará la asignatura si la calificación en la prueba escrita final es inferior al 40% de la nota máxima de esta prueba (o de su recuperación).

Recomendaciones para la evaluación.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas, en particular a los seminarios ya que ese será el lugar en el que se discutirán las dudas que hayan podido surgir en la resolución de los ejercicios propuestos. Las tutorías, que son voluntarias, tendrán exclusivamente por objeto la resolución de dudas conceptuales.

Recomendaciones para la recuperación.

Para aquellos alumnos que no hayan superado la asignatura, se realizará una prueba escrita para la recuperación del 70% de la nota correspondiente

11. Organización docente semanal