MECANICA TEORICA
GRADO EN FISICA
Curso 2026/2027
1. Datos de la asignatura
(Fecha última modificación: 08-06-26 13:16)- Código
- 100824
- Plan
- ECTS
- 4.50
- Carácter
- OBLIGATORIA
- Curso
- 3
- Periodicidad
- Primer Semestre
- Idioma
- ESPAÑOL
- Área
- FÍSICA TEÓRICA
- Departamento
- Física Fundamental
- Plataforma Virtual
Datos del profesorado
- Profesor/Profesora
- Kerstin Elena Kunze
- Grupo/s
- 1
- Centro
- Fac. Ciencias
- Departamento
- Física Fundamental
- Área
- Física Teórica
- Despacho
- T3339
- Horario de tutorías
- Lunes y jueves de 16 a 17h
- URL Web
- -
- kkunze@usal.es
- Teléfono
- -
2. Recomendaciones previas
Haber cursado previamente las asignaturas siguientes: Física I, Física IV, Mecánica I, Mecánica II, Análisis Matemático, Álgebra lineal y Geometría, Ecuaciones diferenciales y Variable compleja, Técnica informáticas en Física.
3. Objetivos
- Conocer y comprender el concepto de transformación canónica y saber aplicarlo para desarrollos teóricos y la resolución de problemas.
- Familiarizarse con el formalismo de Hamilton-Jacobi y variables de acción-ángulo para resolver problemas dinámicos tanto teóricos como prácticos.
- Conocer el concepto de sistema dinámico y de caos.
- Conocer y comprender la mecánica de medios continuos y el formalismo Lagrangiano para campos.
- Comprender el papel de la simetría en un sistema lagrangiano y el teorema de Noether.
- Aplicar técnicas informáticas a la solución práctica de problemas.
-Objetivos Generales:
- Comprender los principales conceptos físicos y su articulación en leyes, teorías y modelos, valorando el papel que desempeñan en el desarrollo de la sociedad.
- Resolver problemas mecánicos obteniendo una descripción cuantitativa y con el grado de precisión que fuese requerido.
- Desarrollar en los alumnos las habilidades de pensamiento prácticas propias de método científico que les capaciten para llevar a cabo un trabajo investigador.
- Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.
- Valorar las aportaciones de la Física a la tecnología y la sociedad.
-Específicos:
- Aplicar los conocimientos a la práctica.
- Visualizar e interpretar las soluciones obtenidas.
- Expresar de forma rigurosa y clara los resultados.
- Razonar lógicamente e identificar errores.
-Instrumentales:
- Fomentar el razonamiento crítico
- Capacitar al alumno para aplicar conocimientos y técnicas a problemas prácticos.
- Desarrollar la habilidad para trabajar de forma autónoma y la destreza para obtener información adicional utilizando las Tecnologías de la Información y Comunicación.
4. Competencias a adquirir | Resultados de Aprendizaje
Específicas | Habilidades.
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 de particular interés.
- CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los ordenes 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-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados
- CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.
Transversales | Competencias.
Transversales:
- Capacidad de manejo de nuevas tecnologías
- Capacidad lingüística
-Sistémicas:
- Aprendizaje autónomo
- Motivación por la calidad
- Capacidad de iniciativa
5. Contenidos
Teoría.
I. Mecánica de Lagrange y Hamilton.
- Coordenadas Generalizadas. Principio de trabajos virtuales.
- Principio de d’Alembert. Ecuaciones de Lagrange.
- Teorema de Nöther.
- Cálculo Variacional.
- Formulación Hamiltoniana.
- Corchetes de Poisson.
II. Dinámica en el espacio de fases.
- Sistemas dinámicos.
- Flujos unidimensionales.
- Sistemas autónomos de segundo orden.
- Sistemas hamiltonianos.
III. Transformaciones canónicas.
- Transformaciones canónicas univalentes.
- Estructura simplética.
- Transformaciones canónicas y corchetes de Poisson.
- Transformaciones canónicas infinitesimales. Teorema de Liouville.
IV. Teoría de Hamilton-Jacobi.
- La ecuación de Hamilton-Jaccobi.
- Solución de la ecuación de Hamilton-Jacobi por separación de variables.
- Otras soluciones de la ecuación de Hamilton-Jacobi.
- Sistemas integrables. Teorema de integrabilidad de Liouville.
IV. Variables acción-ángulo.
- Sistemas con un grado de libertad.
- Sistemas con varios grados de libertad. Separabilidad.
- Movimiento en las variables acción-ángulo.
- Invariantes adiabáticos.
V. Teoría de perturbaciones canónica.
- El oscilador de Duffing. Series de Lindstedt.
- Teoría de perturbaciones con un grado de libertad.
- Perturbaciones dependientes del tiempo en sistemas con un grado de libertad.
- Teoría canónica con perturbaciones con varios grados de libertad.
VI. Sistemas caóticos.
- Secciones de Poincaré. Exponentes de Lyapunov.
- El teorema de Kolmogorov-Arnold-Mose
- El sistema de Hénon-Heiles
- Sistemas disipativos.
VII. Relatividad especial.
- Transformaciones de Lorentz.
- Estructura causal del espacio-tiempo de Minkowski.
- 4-vectores y 4-tensores.
- Mecánica relativista.
VIII. Teoría clásica de campos.
- Sistemas con múltiples grados de libertad.
- Principios de Hamilton para sistemas contínuos.
- Densidades lagrangianas y ecuaciones de Euler-Lagrange.
- Teorema de Nöther. Corrientes conservadas.
- Tensor energía-impulso.
- Formalismo hamiltoniano.
IX. Formulación canónica de electromagnetismo en Relatividad especial
- Forma covariante de las Ecuaciones de Maxwell.
- Partícula bajo la acción de un campo electromagnético.
- El lagrangiano del campo electromagnético.
- Tensor energía-impulso del campo electromagnético.
6. Metodologías Docentes
La metodología consistirá en una parte de clases magistrales donde se explicarán los conceptos básicos necesarios para conseguir los objetivos, de acuerdo al programa adjunto, junto con la resolución de ejemplos ilustrativos. El objetivo de los seminarios es discutir las dudas y cuestiones que los alumnos hayan encontrado en la resolución de los ejercicios propuestos y publicados en la plataforma studium con antelación.
7. Distribución de las Metodologías Docentes
8. Recursos
Libros de consulta para el alumno.
Referencias bibliográficas:
“Analytical Mechanics”, C.S. Helrich. Springer-Verlag (2017).
-“Regular and Stochastic Motion”. A. J. Lichtenberg, M.A. Liberman. Springer (1983).
-“Introduction to Dynamics”, I. Percival, D. Richards. Cambridge U.P. (1982).
-“Classical Field Theory”, F. Scheck. Springer-Verlag (2012).
-“Mechanics”, F. Scheck. Springer (1990)
9. Evaluación
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).
Sistemas de evaluación.
Evaluación continua: se realiza a través de de ejercicios en la plataforma studium
propuestos por el profesor que el alumno deberá resolver individualmente dentro
del plazo fijado. La evaluación continua contribuirá un 30% a la nota total de la asignatura.
Prueba (escrita) final: Al finalizar el curso se realizará un examen escrito que contribuirá un 70% a 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).
Recomendaciones para la evaluación.
La evaluación de las competencias de la materia se basará en los resultados del trabajo continuado y la prueba escrita final.
Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas.
Recuperación:
Solo podrá recuperarse la prueba escrita final.
