Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura
- Profesor/a: Dra. Silvana Radescu Cioranescu y Dr. Andres Mujica Fernaud
- Temas (epígrafes):
A continuación se indican las secciones y contenidos principales en que se distribuye la materia de cada uno de los cinco temas de los que consta la asignatura. En el temario que se muestra a continuación las sesiones de problemas se consideran incluidas en los distintos temas con una asignación de tiempo prorrateada dentro del mismo.
TEMA I: CINEMATICA I
I.1. Introducción.
La descripción del movimiento de una partícula.
I.2. Sistema de referencia y sistemas de coordenadas.
Observadores y sistemas de referencia. Sistemas de coordenadas habituales: cartesianas, cilíndricas, esféricas. Coordenadas polares en 2D.
I.3 Principales magnitudes cinemáticas.
Posición, velocidad y aceleración de una partícula. Trayectoria, desplazamiento
I.4. Componentes intrínsecas de la aceleración.
Aceleración tangencial y aceleración normal.
I.5. Movimiento rectilíneo.
Movimiento en una dimensión
I.6. Movimiento circular.
Velocidad angular y aceleración angular. Relaciones vectoriales.
I.7. Movimiento bajo aceleración constante.
Ecuaciones del movimiento bajo aceleración constante: el tiro parabólico
I.8. Movimiento en el plano y sistema de coordenadas polares.
Componentes radial y transversal de la velocidad y la aceleración
TEMA II: CINEMATICA II: MOVIMIENTO RELATIVO
II.1. Introducción: Sistemas de referencia.
Sistemas de referencia en movimiento relativo. Movimiento de traslación y movimiento de rotación.
II.2. Sistemas de referencia en movimiento de traslación.
Ley de composición Galileana de velocidades y aceleraciones. Ejemplos.
II.3. Sistemas de referencia en movimiento de rotación.
Ley de transformación de velocidades. Ley de transformación de aceleraciones. Aceleración centrípeta y aceleración de Coriolis.
II.4 Aplicación al movimiento de los cuerpos en la superficie terrestre.
Efecto del término centrífugo. Efecto del término de Coriolis sobre cuerpos en movimiento vertical y en movimiento horizontal. Fenómenos relacionados con la rotación terrestre.
TEMA III: DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA
III.1 Introducción a la dinámica.
Partículas libres e interacciones entre partículas.
III.2 Principio de conservación del momento lineal.
Sistemas de referencia inerciales. Masa inercial y momento lineal. Principio de concervación del momento lineal.
III.3 Las leyes de Newton de la dinámica.
Primera Ley (Ley de inercia). Partículas libres y sistemas de referencia inerciales. Segunda Ley de Newton (ecuación del movimiento y definición de fuerza). Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción).
III.4 Ecuación del movimiento de una partícula.
Fuerzas dependientes de la posición. Fuerza gravitatoria y fuerza electrostática. Fuerzas de tipo elástico (Ley de Hooke).
III.5 Momento angular y momentos de fuerzas.
Definiciones: momento angular de una partícula y momento de una fuerza respecto de un punto. Evolución del momento angular y teorema de conservación del momento angular.
III.6 Movimiento bajo fuerzas centrales.
Definición de fuerza central, ejemplos. Características generales del movimiento bajo fuerzas centrales: Segunda Ley de Kepler o Ley de las áreas del movimiento planetario
III.7 Fuerzas de contacto entre cuerpos.
Fuerza de reacción normal. Fuerzas de fricción estática y cinética.
III.8 Descripción del movimiento desde sistemas de referencia no inerciales.
Sistemas de referencia acelerados y fuerzas ficticias. Traslación no uniforme. Rotación.
TEMA IV: TRABAJO Y ENERGÍA
IV.1 Introducción: Teoremas de conservación de magnitudes dinámicas
IV.2 Trabajo realizado por una fuerza.
Definición de trabajo finito e infinito. Integrales de línea. Propiedades.
IV.3 Energía cinética.
Concepto de energía cinética. Relación entre el trabajo y la variación de la energía cinética.
IV.4 Fuerzas conservativas y energía potencial.
Concepto de fuerza conservativa. Definiciones equivalentes. Operadores diferenciales gradiente y rotacional. Energía potencial asociada a una fuerza conservativa.
IV.5 Teorema de conservación de la energía.
Balance energético y conservación de la energía en sistemas conservativos.
IV.6 Movimiento bajo fuerzas centrales y conservativas.
Curvas de energía potencial efectiva. Discusión cualitativa del movimiento. Ejemplos: Fuerza gravitatoria y movimiento planetario, otras fuerzas dependientes de una potencia de la distancia.
TEMA V: DINAMICA DE UN SISTEMA DE PARTICULAS
V.1 Introducción: El centro de masas (CM) de un sistema de partículas.
Sistemas de partículas discretos y continuos, densidad volúmica de masa. Definición de CM. Velocidad y aceleración del CM. Sistema de referencia CM.
V.2 Momento lineal de un sistema de partículas.
Momento lineal y velocidad del CM. Principio de conservación del momento lineal en un sistema aislado.
V.3 Dinámica del CM.
Fuerzas interiores y exteriores a un sistema. Ecuación de evolución del CM.
V.4 Momento angular de un sistema de partículas.
Momento angular medido desde un sistema de referencia de laboratorio y momento angular interno. Ecuación de evolución del momento angular y teorema de conservación. Momento de un sistema de fuerzas paralelas.
V.5 Trabajo y energía de un sistema de partículas.
Energía cinética. Energía cinética interna y energía cinética de traslación. Trabajo de las fuerzas interiores, energía potencial interna. Trabajo de las fuerzas exteriores, energía potencial exterior. Energía potencial de un sistema de fuerzas constantes y paralelas. Ecuación de balance energético y teorema de conservación de la energía.
V.6 Sistemas de partículas de tipo cuerpo rígido.
Grados de libertad de un cuerpo rígido y descripción del movimiento: rotación y traslación
V.7 Movimiento simplificado de rotación de un cuerpo rígido.
Momento angular de un cuerpo rígido. Momentos de inercia. La ecuación para el movimiento de rotación (con un solo grado de libertad rotacional).
V.8 Trabajo y energía en el movimiento de un cuerpo rígido.
Energía cinética de traslación y de rotación. Conservación de la energía..
V.9 Movimiento de rodadura de un cuerpo rígido sobre una superficie.
Caracterización del movimiento de rodadura. Conservación de la energía.
V.10 Estática de cuerpos rígidos.
Equilibrio de fuerzas y de momentos
- Temas (epígrafes):
A continuación se indican las secciones y contenidos principales en que se distribuye la materia de cada uno de los cinco temas de los que consta la asignatura. En el temario que se muestra a continuación las sesiones de problemas se consideran incluidas en los distintos temas con una asignación de tiempo prorrateada dentro del mismo.
TEMA I: CINEMATICA I
I.1. Introducción.
La descripción del movimiento de una partícula.
I.2. Sistema de referencia y sistemas de coordenadas.
Observadores y sistemas de referencia. Sistemas de coordenadas habituales: cartesianas, cilíndricas, esféricas. Coordenadas polares en 2D.
I.3 Principales magnitudes cinemáticas.
Posición, velocidad y aceleración de una partícula. Trayectoria, desplazamiento
I.4. Componentes intrínsecas de la aceleración.
Aceleración tangencial y aceleración normal.
I.5. Movimiento rectilíneo.
Movimiento en una dimensión
I.6. Movimiento circular.
Velocidad angular y aceleración angular. Relaciones vectoriales.
I.7. Movimiento bajo aceleración constante.
Ecuaciones del movimiento bajo aceleración constante: el tiro parabólico
I.8. Movimiento en el plano y sistema de coordenadas polares.
Componentes radial y transversal de la velocidad y la aceleración
TEMA II: CINEMATICA II: MOVIMIENTO RELATIVO
II.1. Introducción: Sistemas de referencia.
Sistemas de referencia en movimiento relativo. Movimiento de traslación y movimiento de rotación.
II.2. Sistemas de referencia en movimiento de traslación.
Ley de composición Galileana de velocidades y aceleraciones. Ejemplos.
II.3. Sistemas de referencia en movimiento de rotación.
Ley de transformación de velocidades. Ley de transformación de aceleraciones. Aceleración centrípeta y aceleración de Coriolis.
II.4 Aplicación al movimiento de los cuerpos en la superficie terrestre.
Efecto del término centrífugo. Efecto del término de Coriolis sobre cuerpos en movimiento vertical y en movimiento horizontal. Fenómenos relacionados con la rotación terrestre.
TEMA III: DINÁMICA DE UNA PARTÍCULA
III.1 Introducción a la dinámica.
Partículas libres e interacciones entre partículas.
III.2 Principio de conservación del momento lineal.
Sistemas de referencia inerciales. Masa inercial y momento lineal. Principio de concervación del momento lineal.
III.3 Las leyes de Newton de la dinámica.
Primera Ley (Ley de inercia). Partículas libres y sistemas de referencia inerciales. Segunda Ley de Newton (ecuación del movimiento y definición de fuerza). Tercera Ley de Newton (Ley de acción y reacción).
III.4 Ecuación del movimiento de una partícula.
Fuerzas dependientes de la posición. Fuerza gravitatoria y fuerza electrostática. Fuerzas de tipo elástico (Ley de Hooke).
III.5 Momento angular y momentos de fuerzas.
Definiciones: momento angular de una partícula y momento de una fuerza respecto de un punto. Evolución del momento angular y teorema de conservación del momento angular.
III.6 Movimiento bajo fuerzas centrales.
Definición de fuerza central, ejemplos. Características generales del movimiento bajo fuerzas centrales: Segunda Ley de Kepler o Ley de las áreas del movimiento planetario
III.7 Fuerzas de contacto entre cuerpos.
Fuerza de reacción normal. Fuerzas de fricción estática y cinética.
III.8 Descripción del movimiento desde sistemas de referencia no inerciales.
Sistemas de referencia acelerados y fuerzas ficticias. Traslación no uniforme. Rotación.
TEMA IV: TRABAJO Y ENERGÍA
IV.1 Introducción: Teoremas de conservación de magnitudes dinámicas
IV.2 Trabajo realizado por una fuerza.
Definición de trabajo finito e infinito. Integrales de línea. Propiedades.
IV.3 Energía cinética.
Concepto de energía cinética. Relación entre el trabajo y la variación de la energía cinética.
IV.4 Fuerzas conservativas y energía potencial.
Concepto de fuerza conservativa. Definiciones equivalentes. Operadores diferenciales gradiente y rotacional. Energía potencial asociada a una fuerza conservativa.
IV.5 Teorema de conservación de la energía.
Balance energético y conservación de la energía en sistemas conservativos.
IV.6 Movimiento bajo fuerzas centrales y conservativas.
Curvas de energía potencial efectiva. Discusión cualitativa del movimiento. Ejemplos: Fuerza gravitatoria y movimiento planetario, otras fuerzas dependientes de una potencia de la distancia.
TEMA V: DINAMICA DE UN SISTEMA DE PARTICULAS
V.1 Introducción: El centro de masas (CM) de un sistema de partículas.
Sistemas de partículas discretos y continuos, densidad volúmica de masa. Definición de CM. Velocidad y aceleración del CM. Sistema de referencia CM.
V.2 Momento lineal de un sistema de partículas.
Momento lineal y velocidad del CM. Principio de conservación del momento lineal en un sistema aislado.
V.3 Dinámica del CM.
Fuerzas interiores y exteriores a un sistema. Ecuación de evolución del CM.
V.4 Momento angular de un sistema de partículas.
Momento angular medido desde un sistema de referencia de laboratorio y momento angular interno. Ecuación de evolución del momento angular y teorema de conservación. Momento de un sistema de fuerzas paralelas.
V.5 Trabajo y energía de un sistema de partículas.
Energía cinética. Energía cinética interna y energía cinética de traslación. Trabajo de las fuerzas interiores, energía potencial interna. Trabajo de las fuerzas exteriores, energía potencial exterior. Energía potencial de un sistema de fuerzas constantes y paralelas. Ecuación de balance energético y teorema de conservación de la energía.
V.6 Sistemas de partículas de tipo cuerpo rígido.
Grados de libertad de un cuerpo rígido y descripción del movimiento: rotación y traslación
V.7 Movimiento simplificado de rotación de un cuerpo rígido.
Momento angular de un cuerpo rígido. Momentos de inercia. La ecuación para el movimiento de rotación (con un solo grado de libertad rotacional).
V.8 Trabajo y energía en el movimiento de un cuerpo rígido.
Energía cinética de traslación y de rotación. Conservación de la energía..
V.9 Movimiento de rodadura de un cuerpo rígido sobre una superficie.
Caracterización del movimiento de rodadura. Conservación de la energía.
V.10 Estática de cuerpos rígidos.
Equilibrio de fuerzas y de momentos
Actividades a desarrollar en otro idioma
Ninguna