Universitat Internacional de Catalunya
Mecànica
Altres llengües d'impartició: català, anglès
Professorat
Presentació
Part de la Bioenginyeria es basa en els coneixements de la Física de sòlids continus i la Mecànica, permetent delimitar i resoldre problemes clínics. Per tant, la Mecànica és un àrea de coneixement fonamental que l'alumne ha de conèixer en profunditat perquè els pugui aplicar a la resolució de problemes dins del camp de la Bioenginyeria.
Requisits previs
Cap.
Objectius
- Definir i utilitzar amb propietat la terminologia de la Mecànica a l'Enginyeria.
- Exposar els principis físics bàsics sobre els quals es basa la Mecànica.
- Aplicar la cinemàtica i la dinàmica a casos simples.
- Resoldre problemes d'equilibri estàtic.
- Identificar el centre de masses d'un cos o dispositiu.
- Diferenciar i calcular els moments d'inèrcia d'elements plans i volumètrics.
- Introduir els conceptes bàsics de la Biomecànica i la Resistència de Materials.
- Afavorir el treball en equip i la discussió d'exercicis a l'àmbit de l'Enginyeria i la seva aplicació clínica.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi
- CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica
- CE2 - Saber aplicar els conceptes bàsics sobre les lleis generals de la mecànica i la biomecànica per a la resolució de problemes propis de l'àmbit de la Bioenginyeria
- CE4 - Tenir visió espacial i saber aplicar les tècniques de representació gràfica, tant per mètodes tradicionals de geometria mètrica i geometria descriptiva, com mitjançant les aplicacions de disseny assistit per ordinador.
- CG4 - Resoldre problemes amb iniciativa, presa de decisions, creativitat, raonament crític i de comunicació i transmissió de coneixements, habilitats i destreses en el camp de la Bioenginyeria.
- CG5 - Realitzar càlculs, valoracions, taxacions, peritatges, estudis, informes, plans de labors i altres treballs anàlegs.
- CT3 - Saber comunicar-se de forma oral i escrita amb altres persones sobre els resultats de l'aprenentatge, de l'elaboració del pensament i de la presa de decisions; participar en debats sobre temes de la pròpia especialitat
- CT4 - Ser capaç de treballar com a membre d'un equip interdisciplinari, ja sigui com un membre més o realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes amb pragmatisme i sentit de la responsabilitat, assumint compromisos tenint en compte els recursos disponibles
- CT6 - Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
A final de curs, l'estudiant haurà de ser capaç de:
- Entendre els principis bàsics de la cinemàtica, dinàmica i energia.
- Treballar amb sistemes de forces en 2D i en 3D.
- Obtenir sistemes de forces i parells equivalents.
- Identificar estructures isoestáticamente determinades, sabent calcular les reaccions en les seves unions i suports.
- Calcular centres de gravetat de superfícies i de volums en dos i en tres dimensions.
- Aplicar els coneixements de centres de gravetat per resoldre problemes amb càrregues distribuïdes.
- Aplicar els coneixements de centres de gravetat per resoldre problemes de superfícies planes.
- Aplicar els coneixements de centres de gravetat per calcular la superfície externa i el volum de peces de revolució.
- Entendre i explicar què són els moments d'inèrcia, el moment polar d'inèrcia, els productes d'inèrcia, els eixos principals d'inèrcia i els moments principals d'inèrcia.
- Calcular els moments i productes d'inèrcia de superfícies i de masses, respecte de qualsevol eix o punt.
- Determinar els eixos principals d'inèrcia centrats en un punt determinat, i els moments d'inèrcia associats.
- Utilitzar el cercle de Mohr.
- Resoldre problemes d'equilibri que involucrin forces de fregament.
- Aplicar les condicions d'equilibri estàtic a sistemes i casos particulars en els quals es produeixin forces de fregament, analitzant les condicions d'equilibri del sistema.
- Desenvolupar habilitats i tècniques que faciliten en treball en grup.
- Organitzar un equip de treball de petites dimensions amb una finalitat clarament determinada.
- Avaluar el seu propi treball i el treball dels seus companys.
- Analitzar el funcionament de l'equip i valorar possibles millores.
Continguts
1. Introducció a la Física
1.1. Unitats (unitats fonamentals, unitats derivades i factors de conversió).
1.2. Vectors (vector unitari, suma vectorial, producte vectorial).
1.3. Cinemàtica (moviment rectilini i circular).
1.4. Dinàmica (lleis de Newton, quantitat de moviment, impuls, diagrama del sòlid lliure, fricció).
1.5. Energia (energia potencial, energia cinètica, energia mecànica i conservació de l'energia).
1.6. Fregament.
2. Mecànica Vectorial
2.1. Moment d'un sistema tridimensional de forces respecte a un punt.
2.2. Moment d'un sistema tridimensional de forces respecte a un eix.
2.3. Parell de forces i sistemes força-parell equivalents.
2.4. Sistema equivalent més senzill possible d'un sistema de forces paral·leles a l'espai.
2.5. Sistema equivalent més senzill possible d'un sistema de forces coplanàries.
2.6. Moment torsor.
3. Centres de massa
3.1. Definició.
3.2. Centroides d'àrees.
3.3. Centres de massa de cossos simples i compostos.
3.4. Aplicacions de centroides i centres de massa.
4. Moments d'inèrcia
4.1. Definició.
4.2. Tipus de moments d'inèrcia d'àrees simples i compostes.
4.3. Teorema de Steiner.
4.4. Cercle de Mohr.
4.5. Tipus de moments d'inèrcia de masses simples i compostes.
5. Equilibri de sòlid rígid
5.1. Sòlid rígid, sòlid deformable i concepte d'equilibri.
5.2. Equilibri en dues dimensions.
5.3. Equilibri en tres dimensions.
5.4. Sòlid estàticament indeterminat.
5.5. Casos especials de sòlids sotmesos a dos i a tres forces.
6. Anàlisi de sistemes en equilibri
6.1. Introducció a les estructures.
6.2. Mètode de nusos i seccions.
6.3. Màquines i instrumental
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
L'assignatura combina les classes teòriques amb el treball individual, el treball en petits grups i el treball autònom.
Les classes teòriques pretenen introduir als estudiants als conceptes bàsics de la disciplina i donar un caràcter instructiu i informatiu, donant un enfocament pràctic, convidant a reflexionar i donar resposta al problema plantejat.
El procés d'aprenentatge autònom es desenvolupa també utilitzant la plataforma Moodle en el qual s'inclouen diversos recursos qüestionaris, treballs per fer en grup, debats, exercicis proposats, videos...
El treball en grup es treballa durant les classes teòriques, responent preguntes proposades pel professor que els alumnes hauran de discutir i avaluar entre iguals, seguint les pautes que es marquin per a cada exercici.
Les classes s'impartiran en castellà, encara que els dubtes dels alumnes es respondran en l'idioma que prefereixi (castellà, català o anglès). A més a més, l'alumne pot triar realitzar els exercicis, els treballs i els exàmens en castellà, català o anglès. El material didàctic estarà en castellà principalment, a excepció d'articles o gràfics que poden estar en anglès.
Els alumnes podran utilitzar calculadora i formulari durant els exàmens. El formulari només podrà contenir fórmules, no explicacions.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
A la primera convocatòria:
Participació en classe i plataforma Moodle (resolució de problemes 10%, qüestionaris breus 10%, informes de pràctiques 10%): 30%
Examen parcial: 30%
Examen final: 40%
A altres convocatòries: 70% de l'examen i 30% de la resta de notes del curs (nota no recuperable i només es guarda un curs).
Consideracions importants:
1. Plagi, copiar o qualsevol altra acció que es pugui considerar parany suposarà un zero en aquest apartat d'avaluació. Als exàmens suposarà el suspens immediat de l'assignatura.
2. Per aprovar el curs s'ha d'assolir un 5.0 en el càlcul total i una nota mínima de 4.5 a totes les parts avaluables de l'assignatura. Si no s'arriba al 4.5, l'apartat corresponent tindrà un zero per calcular la nota final de l'assignatura.
3. En segona convocatòria no es podrà obtenir la qualificació de "Matrícula d'Honor", de manera que la qualificació màxima serà de "Excel·lent".
4. L'assistència a pràctiques és obligatòria per aprovar l'assignatura.
5. Els estudiants d'intercanvi (Erasmus i altres) o repetidors estaran sotmesos a les mateixes condicions que la resta d'alumnat. Això és especialment rellevant pel que fa al calendari, les dates d'exàmens i el sistema d'avaluació.
Bibliografia i recursos
Tipler P, Mosca G. Física para la ciencia y la tecnología. 6a Ed. Barcelona: Reverté, 2010. ISBN 9788429144321.
Beer F, et al. Mecánica vectorial para ingenieros: Estática. 9a Ed. México: McGraw-Hill, 2010. ISBN 9786071502773.
Període d'avaluació
- E1 13/01/2025 P2A03 08:00h