Cinemática del punto
Sistemas de referencia y sistemas de coordenadas. Concepto de posición, velocidad y aceleración como magnitudes vectoriales. Ecuaciones de movimiento. Grados de libertad y vínculos. Movimiento rectilíneo en 2D y 3D. Movimiento circular. Velocidad y aceleración en coordenadas polares. Movimiento relativo en sistemas inerciales.
Dinámica del punto
Concepto de interacciones y fuerzas. Leyes de Newton. Principio de superposición. Validez de las leyes de Newton. Interacción gravitatoria. Interacción entre cuerpos en contacto. Condiciones de vínculo y fuerzas de vínculo. Fuerzas en movimientos curvilíneos. Integración de las ecuaciones de movimiento. Integración numérica de ecuaciones diferenciales. Interacción de rozamiento. Fuerzas viscosas en un fluido.
Movimiento oscilatorio
Interacción elástica. Ley de Hooke como aproximación de primer orden. Integración de las ecuaciones de movimiento. Movimiento oscilatorio armónico. Posiciones de equilibrio. Pequeñas oscilaciones. Péndulo ideal. Movimientos no periódicos. Oscilaciones amortiguadas. Oscilaciones forzadas. Concepto de resonancia. Aplicaciones.
Sistemas no inerciales
Sistemas de referencia no inerciales. Sistemas no inerciales en movimiento lineal. Concepto de fuerza no inercial como efecto de inercia. Ecuaciones de movimiento de un sistemas no inerciales en movimiento lineal. Las mareas. Sistemas de referencia rotantes. Ecuaciones de movimiento y fuerzas no inerciales en un sistemas no inerciales en rotación. Interpretación. Aplicación: el péndulo de Foucault.
Impulso lineal
Impulso lineal de una partícula y de un sistema de partículas. Leyes de Newton. Principio de conservación del impulso lineal. Consecuencias sobre el movimiento. Concepto de integral y constante de movimiento. Centro de masa. Sistemas de masa variable.
Impulso angular
Impulso angular de una partícula y de un sistema de partículas. Impulso angular orbital e intrínseco. Principio de conservación del impulso angular. Consecuencias sobre el movimiento.
Trabajo y energía
Noción de trabajo mecánico. El trabajo como integral curvilínea. Dependencia del camino. Fuerzas conservativas. Noción de energía mecánica. Energía cinética. Teorema trabajo‑energía cinética. Energía potencial asociada a una fuerza conservativa. Energía mecánica total. Principio de conservación de la energía mecánica total. Fuerzas disipativas. Diagramas de energía. Potencial efectivo. Choque elástico y choque plástico.
Teoremas de conservación
Sistemas de partículas: conservación del impulso lineal, impulso angular y energía total. Sistema de dos cuerpos interactuantes. Masa reducida. Planteo del problema con las ecuaciones de Newton. Primeras integrales del movimiento. Ejemplos y análisis de conservación.
Interacción gravitatoria
Ley de gravitación universal. Masa inercial y masa gravitatoria. Aceleración de la gravedad cerca de la superficie de la Tierra. Fuerza gravitatoria debida a un cuerpo extenso. Ejemplos de integración de las ecuaciones de movimiento. Proyectil en órbita circular alrededor de la Tierra. Proyectil en movimiento radial. Velocidad de escape. Energía potencial gravitatoria. Concepto de campo. El problema de Kepler como problema de dos cuerpos interactuantes. Potencial efectivo. Leyes de Kepler. Deducción de los diferentes tipos de órbitas. Integración numérica.
Cinemática del cuerpo rígido
Concepto de cuerpo rígido. Condición de rigidez. Tipos de movimiento: traslación, rotación y rototraslación. Eje instantáneo de rotación. Movimiento 2D. Condición de rodadura.
Dinámica del cuerpo rígido
Dinámica de la traslación. Impulso lineal y angular del centro de masa. Dinámica de rotación. Momento de inercia respecto de un eje. Teorema de Steiner. Energía mecánica de un cuerpo rígido. Energía cinética de traslación, rotación y rototraslación. Impulso angular de un cuerpo rígido. Noción de ejes principales de inercia. Ecuaciones de movimiento de un cuerpo rígido. Condiciones de equilibrio. Péndulo físico.