Objetivos

CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

La asignatura de Mecánica y Ondas, al igual que otras materias de segundo y tercer curso de la licenciatura en Física, aborda con mayor profundidad y grado de formalismo aspectos estudiados de forma más básica y conceptual en los contenidos de mecánica de la asignatura Física I de primer curso. Por este motivo es imprescindible haber superado con éxito la parte de mecánica de esta asignatura. También es necesario dominar la base matemática adquirida en Métodos Matemáticos I y II de primer curso y en cursos previos (bachillerato). Nos referimos, en particular, a la trigonometría, cálculo vectorial y matricial, autovalores y vectores propios, análisis de funciones, derivación, desarrollo en serie de Taylor e integración en una y varias variables. Los operadores vectoriales y sus teoremas asociados, así como los sistemas de coordenadas curvilíneos forman parte de los temarios de esas asignaturas, no obstante se repasan brevemente al abordar los contenidos de la Mecánica y Ondas. La resolución de ecuaciones diferenciales es un aspecto que se desarrolla en la materia “Métodos Matemáticos III” que se cursa simultáneamente a “Mecánica y Ondas”, por lo que en se proporcionarán métodos de resolución de ecuaciones diferenciales con coeficientes constantes para poder abordar las ecuaciones del movimiento más usuales.
Se recomienda cursar “Mecánica y Ondas” sólo si se han superado las materias troncales de primer curso Física I, Física II, Métodos Matemáticos I y Métodos Matemáticos II.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

Los descriptores del actual plan de estudios establecen los siguientes puntos: Mecánica newtoniana y relativista. Elementos de mecánica analítica. Mecánica de fluidos. Aspectos generales de física de ondas. Ondas elásticas en fluidos y sólidos isótropos.

OBJETIVOS

Los objetivos básicos de esta asignatura son adquirir un conocimiento de la Mecánica con un mayor grado de formalización y profundización en problemas particulares de gran interés, tanto desde un planteamiento newtoniano clásico como de una introducción a la formulación analítica. Por ejemplo colisiones, osciladores, sistemas no inerciales y, muy especialmente, el sólido rígido, tema que no se cursa en el bachillerato y al que se dedica muy poco tiempo en la Física I. Asimismo se profundiza en la Relatividad Especial (ya abordada en la Física II de primer curso), incidiendo sobre todo en el formalismo y en la aplicación a problemas dinámicos de colisiones. Por otro lado, si bien es necesaria una introducción a la Mecánica Analítica para comprender algunos aspectos de la Física Cuántica de tercer curso, su carácter introductorio se justifica ampliamente teniendo en cuenta que tanto la formulación analítica como los medios continuos constituyen el cuerpo central de la asignatura troncal “Mecánica Teórica” de cuarto curso. También es fundamental el conocimiento de los fundamentos de la física de las ondas en términos generales, como introducción al tratamiento más detallado y específico de las ondas en las materias de electromagnetismo, óptica, física cuántica y las respectivas técnicas experimentales, en el tercer curso de la licenciatura. Pese a que la asignatura “Mecánica y Ondas” es independiente de la asignatura de “Técnicas experimentales de mecánica y ondas” la relación entre ambas es muy estrecha, y las prácticas de laboratorio cubren casi la totalidad del temario de mecánica (colisiones, movimientos en campo gravitatorio, movimiento giroscópico, oscilador armónico simple, amortiguado y forzado, oscilador anarmónico, sistemas acoplados, etc). En particular, los estudiantes realizan numerosas prácticas de ondas de naturaleza mecánica como ondas estacionarias unidimensionales (acústicas en tubos, en cuerdas, en muelles) o bidimensionales y de propagación de ultrasonidos, y en todos los casos abordan los resultados experimentales desde el conocimiento y adecuación del modelo teórico.

En definitiva, esta asignatura tiene un carácter fundamental y de gran relevancia en el primer ciclo de la titulación. Se aborda con un cierto grado de formalización matemática pero dirigida fundamentalmente a proporcionar herramientas básicas para abordar problemas fundamentales de mecánica, incidiendo en los contenidos físicos más que en su formulación como cuerpo teórico, propio de cursos superiores.