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Academic Year/course: 2018/19

447 - Degree in Physics

26916 - Classical Mechanics II


Syllabus Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
26916 - Classical Mechanics II
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
447 - Degree in Physics
ECTS:
7.0
Year:
2
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as: 

  • Lectures: Development and progressive discussion of the course contents in the classroom, based on the material prepared by the teacher and the bibliography provided.
  • Practice sessions: Solving practical cases in the classroom, with active participation of students. Students are provided with a collection of exercises, some of which are solved in the classroom.
  • Laboratory sessions: Students perform in pairs, two laboratory activities, which will focus on the course contents. Students will have an explanatory script. The teacher will supervise the implementation of the experiments, data collection and analysis. Students will prepare after the session a written report on the work done.
  • Tutorials: The solving of doubts and explanation of concepts will take place in the teacher's office at a specified time.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • Lectures (5 ETCS).
  • Practice sessions (1.5 ETCS). The students will solve problems related to the topics explained in the theory classes. 
  • Laboratory sessions (0.5 ETCS). 
  • Tutorials.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

Lectures

  1. Particle systems.
  2. Rigid Body.
  3. Small oscillations and normal modes.
  4. Mechanical Waves.
  5. Relativistic mechanics.

Laboratory sessions

  1. Waves in water. Reflection and refraction. Diffraction and Interference.
  2. Standing waves in tubes: Sound waves. Standing waves in two dimensions: Chladni plates.

4.4. Course planning and calendar

Laboratory sessions dates will be set at the beginning of the semester according to the number of students enrolled and the availability of laboratories. 

Exams: The written exam will last 3 hours. It will be held on the date indicated by the Faculty of Sciences. For the practical laboratory test, it will be convened in due time with the students who must do it.

Further information concerning the timetable, classroom, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty of Sciences. 


Curso Académico: 2018/19

447 - Graduado en Física

26916 - Mecánica clásica II


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
26916 - Mecánica clásica II
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
447 - Graduado en Física
Créditos:
7.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Módulo:
---

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

Esta asignatura está incluida en el módulo de Física Clásica, en el que los objetivos son proporcionar al alumno una formación avanzada en las teorías clásicas de los diversos campos de la Física. Los objetivos se comparten con la asignatura de “Mecánica Clásica I”, ya que son las dos únicas asignaturas que abordan temas de Mecánica.

El objetivo de esta asignatura es proporcionar al alumno conocimientos sobre mecánica clásica de muchas partículas y del sólido rígido, ondas, y mecánica relativista, así como de sus métodos y aplicaciones que le permitan, posteriormente, seguir aprendiendo de forma autónoma en este campo. En primer lugar, se presenta la metodología general para estudiar la mecánica de sistemas de muchos cuerpos, que se particulariza luego al caso de un sólido rígido. Luego se pasa a describir esos mismos sistemas con el método lagrangiano. A continuación se estudian las oscilaciones de un sistema con muchos grados de libertad, incluyendo el concepto de modos normales de oscilación. Se aborda también la descripción de las ondas mecánicas, explicando la ecuación de ondas en general y su obtención en distintos sistemas mecánicos, incluyendo las ondas en fluidos. Para finalizar, se presentan la mecánica hamiltoniana, que es una extensión del método lagrangiano, y la mecánica relativista, que permite estudiar el movimiento de partículas muy energéticas.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Esta asignatura se enmarca en el módulo de Física Clásica del grado en Física y constituye junto con Mecánica Clásica I el subgrupo de asignaturas de contenidos relacionados con la Mecánica, que es uno de los campos básicos de la Física.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se recomienda haber cursado las asignaturas de Fundamentos de Física I y II, Laboratorio de Física, Análisis Matemático, Cálculo Diferencial, Mecánica Clásica I e Informática.

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

  1. Comprender la descripción analítica de las rotaciones de los sólidos rígidos
  2. Analizar los modos de oscilación de sistemas acoplados
  3. Entender el uso de la ecuación de ondas en la descripción de diferentes sistemas físicos
  4. Comprender el origen y la relación de las transformaciones de Galileo y Lorentz
  5. Evaluar los principales efectos de la relatividad restringida en la descripción de sistemas mecánicos

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  1. Calcular el tensor de inercia de un sólido rígido
  2. Describir adecuadamente sistemas mecánicos con ligaduras
  3. Identificar los modos normales de un sistema de osciladores acoplados
  4. Obtener la ecuación de ondas para distintos sistemas físicos
  5. Relacionar las observaciones de dos sistemas de referencia inerciales de acuerdo con la relatividad restringida

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La asignatura de Mecánica Clásica II constituye un elemento fundamental para la adquisición por parte del alumno de las competencias del grado. Al tratarse del primer contacto del alumno con una visión rigurosa de la Mecánica clásica, y en particular con la mecánica de sistemas de partículas y del sólido rígido, ondas y mecánica relativista, la asignatura constituye una base sobre la que los alumnos deben mejorar y aumentar sus competencias específicas. La asignatura resulta, por lo tanto, fundamental para la obtención de los objetivos del grado.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

Evaluación de alumnos presenciales:

1. Prácticas de laboratorio: Los alumnos realizarán por parejas las prácticas de laboratorio que son de carácter obligatorio. Durante la realización de las prácticas se evaluará el interés y destreza en su realización. Para cada práctica se evaluará la capacidad del alumno para profundizar en el análisis e interpretación de los datos experimentales tomados en el laboratorio. Cada práctica se calificará con una nota de 0 a 10. Si el alumno no aprueba cada práctica pasará automáticamente a ser evaluado de forma global. La calificación de prácticas, que necesariamente debe alcanzar un nivel de aprobado (5 puntos), supondrá un 20% de la calificación global. En caso de no alcanzar el nivel exigido los alumnos pasarán a examinarse en la forma no presencial.

2. Prueba de examen: Los alumnos realizarán un examen escrito en las fechas fijadas por la Facultad para la prueba global única. Este examen combinará cuestiones teóricas y problemas. El estudiante deberá responder breve y razonadamente a cuestiones sobre conceptos y fenómenos, describir ejemplos, realizar pequeñas demostraciones y resolver supuestos prácticos del tipo de los resueltos en clase durante el curso. El examen será evaluado sobre 10 puntos y su nota constituirá el 80% de la nota final. Será necesario obtener una calificación mínima de 4 puntos en el examen para que dicha nota pueda promediarse con la nota de las prácticas.

Pruebas para estudiantes no presenciales

Para superar la asignatura, los estudiantes no presenciales deberán realizar un examen con la misma estructura descrita en el párrafo anterior, que incluya toda la materia de la asignatura, y cuyo resultado supondrá el 80% de la calificación global. Los alumnos que superen este examen escrito, pasarán a realizar el examen práctico. Este examen práctico, que supondrá el 20% de la nota final del alumno, consistirá en la resolución de varios supuestos prácticos similares a los realizados por los alumnos presenciales en las sesiones de laboratorio. El examen será evaluado sobre diez puntos, siendo necesaria una nota mínima de 5 para poder ser considerada como parte de la evaluación.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

  • Clases de teoría: Desarrollo y discusión progresiva de los contenidos del programa en docencia presencial, con base en el material expositivo preparado por el profesor y en la bibliografía suministrada.
  • Clases de problemas: resolución de casos prácticos en el aula, con participación activa de los alumnos. A los alumnos se les proporciona una colección de ejercicios, algunos de los cuales se resuelven en el aula.
  • Sesiones de laboratorio: Los alumnos realizarán, en grupos de dos, dos prácticas de laboratorio, que versarán sobre los contenidos del programa. Los alumnos dispondrán de un guión de apoyo explicativo de las prácticas. El profesor supervisará la puesta en marcha de la práctica y la toma de datos y análisis de los mismos.
  • Tutorías: La resolución de dudas y ampliación de conceptos tendrá lugar en el despacho del profesor en el horario especificado de tutorías. 

4.2. Actividades de aprendizaje

El curso incluye 7 ECTS organizados de la siguiente forma:

- Clases de teoría (5 ECTS): 50 horas

- Clases de problemas (1.5 ECTS): 15 horas

- Prácticas de laboratorio (0.5 ECTS): 5 horas

4.3. Programa

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

 

CLASES DE TEORÍA

El programa de la asignatura se organiza por bloques de la siguiente manera:

            1. Sistemas de partículas.

                  2. Sólido rígido. Tensor de inercia, ecuaciones de Euler y mecánica lagrangiana.

                  3. Pequeñas oscilaciones y modos normales.

                  4. Ecuación de ondas. Ondas mecánicas transversales y longitudinales.

                  5. Mecánica relativista.

SESIONES DE LABORATORIO

            1. Ondas en agua. Reflexión y refracción. Difracción e interferencias.

            2. Ondas estacionarias en tubos: Ondas de sonido. Ondas estacionarias en dos dimensiones: placas de Chladni.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales, presentación de trabajos y exámenes

La distribución, en función de los créditos, de las distintas actividades programadas es la siguiente:

  • Clases teórico-prácticas: 5 créditos teóricos y 1,5 créditos de resolución de problemas. Los días, horas y aula serán asignados por la Facultad de Ciencias.
  • Prácticas de laboratorio: 0.5 créditos. Las fechas se fijarán al comienzo del semestre atendiendo al número de alumnos matriculados y a la disponibilidad de los laboratorios.
  • Exámenes: El examen escrito tendrá una duración de 3 horas. Se realizará en la fecha indicada por la Facultad de Ciencias. Para el examen práctico de laboratorio, se convocará con la antelación debida a los alumnos que deban realizarlo.