La asignatura de mecánica y ondas es de importancia fundamental en el grado de física y de ingeniería electrónica ya que los conceptos que en ella se adquieren son conocimientos fundamentales para la mayoría de las asignaturas de física. Es importante haber adquirido satisfactoriamente los conocimientos que se imaparten en física general y en las asignaturas de matemáticas del primer curso. Además es importante llevar al día las asignaturas de matemáticas del segundo curso.

Relatividad Especial. Fuerzas centrales. Sólido rígido. Mecánica analítica. Oscilaciones. Ondas.

Mecánica y Ondas (15 ECTS, obligatoria, 2º Curso)



1- Relatividad especial

Principio de relatividad y velocidad de la luz. Diagrama de Minkowski. Transformaciones de Lorentz. Contracción de Lorentz-FitzGerald y dilatación del tiempo. Transformación de velocidades. Dinámica relativista. Momento lineal. Masa y energía. Partículas sin masa. Efecto Doppler relativista. Colisiones. Emisión y absorción de fotones. Efecto Compton.



2- Fuerzas centrales

El problema de dos cuerpos. Ecuaciones y constantes del movimiento. Energía potencial efectiva. El problema de Kepler: órbitas newtonianas. Órbitas no-newtonianas. Sección eficaz de dispersión. Dispersión de Rutherford.



3- Sólido rígido

Dinámica de los sistemas de partículas. Teorema de Coriolis. Definición y cinemática del sólido rígido. Momento angular y tensor de inercia. Energía cinética. Teorema de los ejes paralelos y fórmula de Steiner. Ejes y momentos principales de inercia. Ecuaciones de Euler. Movimiento libre. Precesión del trompo simétrico con un punto fijo.



4- Mecánica analítica

Ligaduras y coordenadas generalizadas. Elementos de cálculo variacional. Lagrangiano de sistemas conservativos y principio de Hamilton. Ecuaciones de Lagrange. Coordenadas cíclicas y principios de conservación. Hamiltoniano e integral de Jacobi. Transformación de Legendre y formalismo canónico.



5- Pequeñas oscilaciones

Equilibrio estable y oscilador armónico. Fasores. Oscilador armónico amortiguado. Oscilador armónico forzado. Resonancia. Principio de superposición. Análisis de Fourier y espectro. Pulsaciones. El oscilador armónico anisótropo en dos dimensiones: figuras de Lissajous. Oscilaciones acopladas. Modos normales: frecuencias y coordenadas normales. Oscilaciones forzadas y resonancia. La cuerda discreta y su límite continuo.



6- Movimiento ondulatorio

Concepto de onda viajera. Velocidad de fase. Ecuación de ondas. Ondas armónicas: frecuencia y longitud de onda. Ondas periódicas. Análisis de Fourier. Medios dispersivos y velocidad de grupo. Ondas elásticas en una barra. Ondas de presión. Ondas transversales en una cuerda: polarización. Energía y momento lineal de las ondas. Ondas en dos y tres dimensiones. Ondas electromagnéticas planas. Efecto Doppler acústico.



7- Fenómenos ondulatorios

Reflexión. Refracción. Coeficientes de reflexión y transmisión. Interferencia. Experimento de las dos rendijas. Ondas estacionarias. Guías de onda. Difracción.



Bibliografía obligatoria

*



Bibliografía básica

* A. P. French, Relatividad Especial, Reverté 1996.

* T. W. B. Kibble and F. H. Berkshire, Classical Mechanics, 4th ed. Addison Wesley Longman 1996.

* A. Rañada, Dinámica Clásica, Alianza 1992.

* J. R. Taylor, Classical Mechanics, University Science Books 2005.

* M. Alonso y E. J. Finn, Física, vol. II, Fondo Educativo Interamericano 1986.

* F. S. Crawford Ondas, Reverté 1991.

* R. P. Feynman, R. B. Leig hton and M. L. Sands, Física, Addison-Wesley Iberoamericana 1987.



Bibliografía de profundización

*



Revistas

* Physics Teacher

* American Journal of Physics

* European Journal of Physics



Direcciones de Internet

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/

http://www.colos.org/

http://webphysics.davidson.edu/Applets/TaiwanUniv/index.html

En las clases magistrales se explican los conocimientos que los alumnos tienen que adquirir en la asignatura.

En las prácticas de aula se solucionan problemas que previamente se han propuesto a los alumnos con varios días de antelación para que puedan ser trabajados por ellos y les permita identificar las dificultades con las que se han encontrado.

• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 100

Examen escrito 70%

Realización de prácticas 30%

En la convocatoria extraordinaria

Examen escrito 100%

Basic bibliography

* A. P. French, Relatividad Especial, Reverté 1996.

* T. W. B. Kibble and F. H. Berkshire, Classical Mechanics, 4th ed. Addison Wesley Longman 1996.

* A. Rañada, Dinámica Clásica, Alianza 1992.

* J. R. Taylor, Classical Mechanics, University Science Books 2005.

* M. Alonso y E. J. Finn, Física, vol. II, Fondo Educativo Interamericano 1986.

* F. S. Crawford Ondas, Reverté 1991.

* R. P. Feynman, R. B. Leig hton and M. L. Sands, Física, Addison-Wesley Iberoamericana 1987.

Journals

* Physics Teacher
* American Journal of Physics
* European Journal of Physics

Web addresses

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/
http://www.colos.org/
http://webphysics.davidson.edu/Applets/TaiwanUniv/index.html