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Academic Year/course: 2023/24

447 - Degree in Physics

26912 - Classical Mechanics I


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
26912 - Classical Mechanics I
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
447 - Degree in Physics
ECTS:
7.0
Year:
2
Semester:
First semester
Subject type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

Classical Mechanics I focuses on one- and two-particle mechanics. It addresses fundamental concepts based on Newton's laws, Hamilton's principle, and the Lagrange and Hamilton equations. It studies particle oscillations, motions in fields of conservative forces such as gravitational and electrostatic , and the calculation of orbits and scattering phenomena. It analyses the two-body problem , introducing concepts of particle systems, and approaches mechanics from non-inertial reference systems and the calculation of forces from the potential created by interacting particles. It is recommended to have taken the subjects Fundamentals of Physics I and II, Physics Laboratory, Mathematical Analysis, Differential Calculus and Computer Science.

The learning activities planned in this subject will contribute to the achievement of SDG 4: Quality Education, of the Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030.

 

2. Learning results

  • Identify the main elements describing free and damped oscillations and resonance phenomena.

  • Solve one- and two-body mechanical problems using both Newtonian and LaGrange formulations 

  • Solve the types of orbits in Kepler's problem.

  • Describe the phenomena of particle dispersion.

  • Solve problems of collisions between two particles.

  • Identify the main terms of the equation of motion in accelerated reference frames.

 

3. Syllabus

  • Principles of Mechanics. Newton's Laws. Lagrange equations. Hamilton's equations.

  • Oscillatory motion of a particle.

  • Conservative central forces. Orbits and dispersion.

  • The two-body problem. Collisions.

  • Non-inertial reference systems.

  • Potential theory.

  • Lab session 1: Gravitational field. Orbits.

  • Lab session 2: Particle scattering by a central force field.

 

4. Academic activities

  • Theoretical and practical classes: 5 theoretical credits and 1.5 credits of problem solving. The days, hours and the classroom will be assigned by the Faculty of Science.

  • Laboratory practices: 0.5 credits. The dates will be fixed at the beginning of the semester according to the number of students enrolled and the availability of the laboratories.

  • Examinations: The written exam will have a duration of 4 hours. It will be held on the date indicated by the

Faculty of Science. For the 2-hour practical laboratory exam, students who must take it will be summoned with due notice .

 

5. Assessment system

Laboratory practices: 20% of the grade.

  • The students must submit a written report of the laboratory sessions carried out, with the analysis and interpretation of the data.

  • Each report will be graded́ from 0 to 10.

  • In order to pass this activity, the student must have submitted all the reports and obtain an average grade of at least 5 points.

Continuous evaluation 10% of the grade.

  • It will be evaluated based on the participation in the resolution of problems in class and the completion of a practical work on the contents of the subject

  • Its completion is optional for the student.

  • If a student does not want to have access to this continuous assessment, in the global computation of the subject the exam test will be worth 80% instead of 70%

Exam: 70% of the grade. 

  • It will bé a written exam, to be held on the dates set by the faculty for the single comprehensive test.

  • The exam will have two different parts: theoretical questions and problems, each of which will be graded out of 10.

  • Students will be required to respond briefly and reasonably to questions about concepts and phenomena carry out small demonstrations and solve practical cases of brief mathematical resolution and/or of the type of those solved in class during the term.

  • The exam will be graded́  from 0 to 10. 

  • In order to pass the subject,  it will be necessary to achieve a minimum grade of 3 points in each one of the parts (theoretical questions and problems) and a grade of 4 in the average of this exam. 

 


Curso Académico: 2023/24

447 - Graduado en Física

26912 - Mecánica clásica I


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
26912 - Mecánica clásica I
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
447 - Graduado en Física
Créditos:
7.0
Curso:
2
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

La asignatura de Mecánica Clásica I se centra en la mecánica de una y dos partículas. Aborda conceptos fundamentales basados en las leyes de Newton, el principio de Hamilton, y las ecuaciones de Lagrange y Hamilton. Estudia oscilaciones de partículas, movimientos en campos de fuerzas conservativas como la gravitatoria y electrostática, y el cálculo de órbitas y fenómenos de dispersión. Analiza el problema de dos cuerpos, introduciendo conceptos de sistemas de partículas, y aborda la mecánica desde sistemas de referencia no inerciales y el cálculo de fuerzas a partir del potencial creado por partículas que interaccionan. Se recomienda haber cursado las asignaturas de Fundamentos de Física I y II, Laboratorio de Física, Análisis Matemático, Cálculo Diferencial e Informática. 

 

Las actividades de aprendizaje previstas en esta asignatura contribuirán al logro del ODS 4: Educación de calidad, de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas.

2. Resultados de aprendizaje

  • Identificar los elementos principales que describen las oscilaciones libres y amortiguadas y los fenómenos de resonancia.
  • Resolver problemas mecánicos de uno y dos cuerpos mediante formulación tanto newtoniana como lagrangiana.
  • Resolver los tipos de órbitas del problema de Kepler.
  • Describir los fenómenos de dispersión de partículas.
  • Resolver problemas de colisiones entre dos partículas.
  • Identificar los términos principales de la ecuación del movimiento en sistemas de referencia acelerados. 

3. Programa de la asignatura

  • Principios de Mecánica. Leyes de Newton. Ecuaciones de Lagrange. Ecuaciones de Hamilton.
  • Movimiento oscilatorio de una partícula.
  • Fuerzas centrales conservativas. Orbitas y dispersión.
  • El problema de dos cuerpos. Colisiones.
  • Sistemas de referencia no inerciales.
  • Teoría del potencial.
  • Sesión de laboratorio 1: Campo gravitatorio. Órbitas.
  • Sesión de laboratorio 2: Dispersión de partículas por un campo de fuerzas centrales.

4. Actividades académicas

  • 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 tendrá́ una duración de 4 horas. Se realizará en la fecha indicada por la Facultad de Ciencias. Para el examen práctico de laboratorio, de 2 horas, se convocará con la antelación debida a los alumnos que deban realizarlo. 

5. Sistema de evaluación

Prácticas de laboratorio: 20% de la nota.

  • Los alumnos deberán entregar un informe escrito de las sesiones de laboratorio realizadas, con el análisis e interpretación de los datos.
  • Cada informe se calificará con una nota de 0 a 10.
  • Para superar esta actividad, el alumno tendrá que haber presentado todos los informes y obtenido una nota media mínima de 5 puntos. 

Evaluación continuada: 10% de la nota. 

  • Se evaluará mediante la participación en la resolución de problemas en clase y la realización de un trabajo práctico sobre contenidos de la asignatura.
  • Su realización es opcional por parte del alumno.
  • Si un alumno no quiere acceder a esta evaluación continuada, en el cómputo global de la asignatura la prueba de examen valdrá un 80% en lugar de un 70% de la nota final. 

Prueba de examen: 70% de la nota. 

  • Será un examen escrito, que se realizará en las fechas fijadas por la facultad para la prueba global única. 
  • El examen tendrá dos partes diferenciadas: cuestiones teóricas y problemas; que se puntuarán sobre 10 cada una de ellas.
  • Los alumnos deberán responder breve y razonadamente a cuestiones sobre conceptos y fenómenos, realizar pequeñas demostraciones y resolver supuestos prácticos de resolución matemática breve y/o del tipo de los resueltos en clase durante el curso. 
  • El examen se calificará con una nota de 0 a 10. 
  • Para superar la asignatura, será necesario obtener una calificación mínima de 3 puntos en cada una de las partes (cuestiones teóricas y problemas) y de 4 puntos en el promedio de esta prueba de examen.