Los objetivos fundamentales de la asignatura son las aplicaciones en la mecánica estructural y en el estudio de los medios continuos. Asimismo, tiene una finalidad de formación básica para un estudiante de ingeniería, capacitándole para la la resolución de problemas mediante la aplicación de modelos matemáticos.
![Curso, Mecánica [Universidad Politécnica de Madrid]](data:image/svg+xml,%3Csvg%20xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'%20viewBox='0%200%20595%20287'%3E%3C/svg%3E)
Objetivos del Curso
Se pretende que los alumnos puedan:
- Conocer y aplicar los métodos de la cinemática para descripción del movimiento de sistemas de partículas y sólidos, así como para el cálculo de las magnitudes cinéticas;
- Conocer los teoremas generales y métodos de la dinámica de sistemas mecánicos (cantidad de movimiento, momento cinético, energía, trabajos virtuales y D’ Alembert, sistema del centro de masa, …) y saberlos aplicar a sistemas de partículas y a los sólidos rígidos;
- Conocer y aplicar los métodos de análisis dinámico y de pequeñas oscilaciones en sistemas con uno o varios grados de libertad;
- Conocer y aplicar los métodos de la dinámica analítica de Lagrange y Hamilton;
- Conocer y aplicar los métodos de la estática en sistemas generales, ensamblajes de piezas rígidas e hilos;
- Desarrollar una capacidad de análisis aplicando los modelos matemáticos de la mecánica a la resolución de problemas prácticos.
Contenido de Curso
PARTE I. DINÁMICA NEWTONIANA
- Tema 1. Axiomática y principios
Principios de la mecánica clásica. Leyes de Newton. Conceptos de espacio, masa y tiempo. - Tema 2. Dinámica de partículas Repaso de dinámica de la partícula.
Teoremas generales. Ecuaciones para partículas libres y ligadas. - Tema 4. Cinemática de sólidos rígidos
Derivación de vectores en sistemas de referencia móviles. Campos de velocidades y aceleraciones. Composición de movimientos. Movimiento plano. - Tema 5. Fuerzas centrales y órbitas
Movimiento bajo fuerzas centrales. Problema de 2 cuerpos y su reducción. Fórmulas de Binet. Orbitas gravitatorias. Ecuaciones horarias. Introducción al problema de los 3 cuerpos. - Tema 6. Teoremas generales de la dinámica
Principios generales de la dinámica de sistemas. Enlaces y morfología de sistemas mecánicos. Principios y teoremas de Newton y Euler. Principio de D’Alembert. Sistemas no inerciales - Tema 8. Sistemas de masa variable.
Ecuaciones de balance. Aplicaciones
PARTE II. DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO
- Tema 9. Ecuaciones generales de la dinámica del sólido rígido
Magnitudes cinéticas del sólido. Tensor de inercia. Cinemática de las rotaciones finitas. Teorema de Euler y parametrización de las rotaciones. Ángulos de Euler. Ecuaciones de Euler. - Tema 10. Aplicaciones de la dinámica del sólido rígido.
Movimiento por inercia. Ejes permanentes de rotación. La peonza simétrica. Efecto giroscópico. Brújula giroscópica. - Tema 11. Dinámica de impulsiones
Características de las fuerzas impulsivas. Impulsiones en sistemas de sólidos rígidos. Balance de energía y coeficiente de restitución.
PARTE III. DINÁMICA ANALÍTICA
- Tema 7. Ecuaciones de Lagrange
Dinámica analítica de Lagrange. Coordenadas generalizadas. Ecuaciones de Lagrange. Integrales primeras. Principio de Hamilton. Sistemas anholónomos: multiplicadores de Lagrange. - Tema 13. Ecuaciones de Hamilton
Dinámica analítica de Hamilton. Función hamiltoniana y ecuaciones canónicas. Integrales primeras. Método de Routh. Breve idea de transformaciones canónicas.
PARTE IV. OSCILACIONES LINEALES
- Tema 3. Sistemas con 1 grado de libertad
El oscilador armónico simple. Amortiguamiento. Vibraciones forzadas. Resonancia. Métodos numéricos de integración en el tiempo. - Tema 12. Sistemas con n grados de libertad
Linealización de las ecuaciones. Frecuencias propias y modos normales de vibración. Oscilaciones forzadas. Resonancia.
PARTE V. ESTÁTICA Y CABLES
- Tema 14. Estática
Condiciones analíticas de equilibrio y estabilidad. Enlaces lisos y rugosos. Principio de trabajos virtuales. Sistemas isostáticos e hiperestáticos. Sistemas de barras articuladas. - Tema 15. Cables
Hipótesis de Cables flexibles e inextensibles. Configuraciones de equilibrio: catenaria, parábola. Cargas puntuales. Hilos apoyados en superficies.
Comments (1)
Manuel Álvarez - 4 marzo, 2012
La versión actualizada aquí: http://w3.mecanica.upm.es/~goico/mecanica/libro/mecanica-e_goicolea2010.pdf
De la web oficial: http://w3.mecanica.upm.es/~goico/mecanica/libro/