El curso de Mecánica y Relatividad constituye una ampliación de la Mecánica aprendida en el primer curso en la asignatura de Física I. En primer lugar se presentará una nueva manera de formular y resolver problemas en Mecánica Clásica, alternativa a las leyes de Newton estudiadas en el primer curso: la Mecánica Analítica. Se presentarán sus fundamentos, ventajas e inconvenientes, y se prestará, dentro de ésta, una especial atención al método basado en las ecuaciones de Lagrange. Se estudiarán sus aplicaciones al estudio del movimiento del Sólido Rígido en el espacio, para lo que introducirá como herramienta esencial el Tensor de Inercia, así como se abordará el análisis generalizado de las pequeñas oscilaciones en torno a la posición de equilibrio de sistemas con varios grados de libertad. La última parte de la asignatura se dedicará a una de las áreas principales de la Física Moderna, desarrollada en la primera mitad del siglo XX: la Mecánica Relativista. Se estudiarán los postulados en que se basa, así como algunas de sus consecuencias principales como la nueva forma de entender los conceptos de espacio y tiempo, o la famosa equivalencia masa-energía.
El estudiante debe desarrollar las siguientes competencias:
- Comprender qué significa la Mecánica Analítica y algunos de los métodos principales desarrollados dentro de ésta para resolver problemas mecánicos, en particular, las ecuaciones de Lagrange
- Entender el tratamiento general del movimiento de un sólido rígido en el espacio, basado en el tensor de inercia
- Comprender la aplicación del método de Lagrange al análisis general de pequeñas oscilaciones en sistemas con varios grados de libertad. Entender el significado de las frecuencias y modos normales de oscilación
- Comprender el significado de los postulados de la relatividad especial, y algunas de sus consecuencias principales: revisión de los conceptos de espacio y tiempo, equivalencia masa-energía, etc
- Comprender los modelos matemáticos que explican estos fenómenos
- Desarrollar técnicas y estrategias de razonamiento para la resolución de los problemas
- Manejar dispositivos y sistemas de medida en el laboratorio
- Interpretar y analizar datos experimentales
- Ser capaz de verificar en el laboratorio algunos de los resultados obtenidos en las clases teóricas
- Capacidad para buscar y analizar información de diferentes fuentes
- Capacidad para trabajar en grupo