Modelación de sistemas dinámicos de la mecánica clásica

Authors

DOI:

https://doi.org/10.31349/RevMexFisE.17.201

Keywords:

Sistemas dinámicos, métodos analíticos y numéricos, modelación

Abstract

Los sistemas dinámicos tienen su origen en la Mecánica Clásica. La segunda Ley de Newton representada matemáticamente por una ecuación de movimiento o ecuación diferencial de segundo orden, modela la evolución en el tiempo de los sistemas dinámicos de la Mecánica Clásica constituidos por uno o más cuerpos masivos sujetos a fuerzas externas. El tratamiento de los sistemas dinámicos de la Mecánica Clásica o abreviadamente sistemas mecánicos, mediante la ecuación de movimiento y su solución correspondiente, permite establecer el comportamiento dinámico de los sistemas mecánicos en el tiempo. Para obtener la modelación completa de un sistema mecánico en particular es fundamental obtener la solución de la ecuación de movimiento, ya sea por medio de métodos matemáticos analíticos o numéricos. Sin embargo, los métodos analíticos frecuentemente requieren de una matemática más compleja que la utilizada en los métodos numéricos y que es más difícil de conocer y aplicar para cualquier sistema dinámico. Por este motivo, aquí le damos preferencia al desarrollo de los métodos numéricos de solución de la ecuación de movimiento que se adaptan muy adecuadamente al estudio de diferentes sistemas mecánicos modelados en este trabajo y que sufren muy pocas variaciones al aplicarlos de un sistema mecánico a otro.

Author Biography

Alejandro González y Hernández, CICATA-IPN

Posgrado en Física Educativa

References

N. Bellomo, L. Preziosi and A. Romano, Mechanics and Dynamical Systems with Mathematica® (Birkhäuser, Berlin, 2000).

A. L. García, Numerical methods for physics (Prentice Hall, USA, 2000).

S. Eubank, T. Miner, T. Tajima, and J. Wiley., Am. J. Phys. 57 (1989) 457.

M. J. Medin, Lat. Am. Carib. Journal of Engineering Education 12 (2007) 75.

Ch. Misner & P. Cooneyk, Spreadsheet Physics (Addison-Wesley Publishing Company, USA, 1991).

I. A. Hallou and D. Hestenes, Am. J. Phys. 55 (1987) 455.

M. D’Anna, Modelling in the classroom: Linking physics to other disciplines and to real-life phenomena, Proceedings of the 2006 GIREP conference: Modeling in Physics and Physics Education, Amsterdam, Netherlands, (August 20 – 25, 2006) pp. 111-126.

D. Hestenes, Notes for a Modeling of Science, Cognition and Instruction, Proceedings of the 2006 GIREP conference: Modeling in Physics and Physics Education. Amsterdam, Netherlands, (August 20 – 25, 2006) pp. 34-65.

A. González y H., Lat. Am. J. Phys. Educ. 2 (2008) 170.

D. Hestenes, Modelling Methodology for Physics Teacher, The Changing Role of Physics Departments in Modern Universities. Proceedings of International Conference on Undergraduate Physics Education, College Park, U.S.A., (August, 1996) pp. 935-957.

J. Benacka and I. Stubna, The Physics Teacher 43 (2005) 432.

G. Vargas, A. Carlos, Introducción al método de perturbaciones (IIMAS-FENOMEC, UNAM, México, 2004).

S. López, E. A. Veit & I. S. Araujo, Rev. Bras. Ensino Fís. 38 (2016) e2401.

L. A. Ribeiro Junior, M. F. Cunha, F. Marcelo and C. C. Laranjeiras, Rev. Bras. Ensino Fís. 34 (2012) 1.

I. Gatland, Am. J. Phys. 62 (1994) 259.

H. D. Salomone, N. A. Olivieri, M. E. Véliz and L. A. Raviola, Eur. J. Phys. 39 (2018) 035002.

J. P. Owen and W. S. Ryu, Eur. J. Phys., 26 (2005) 1085.

R. Buzzo, Lat. Am. J. Phys. Educ. 1 (2007) 19.

A. González y H., C. Mora, Lat. Am. J. Phys. Educ. 4, Suppl. 1 (2010) 928.

L. H. Cadwell, Am. J. Phys. 64 (1996) 917.

M. Paetkau, M. Bahniwal and J. Gamblen, Phys. Teach. 46 (2008) 307.

A. H. Munguía, Phys. Teach. 45 (2007) 278.

C. Saraiva, Physics Education 42, 330-331 (2007).

A. Vidaurre, J. Riera, J. A. Monsoriu and M. H. Giménez, Eur. J. Phys. 29 (2008) 335.

M. A. López-Mariño, J. A. Hernández-Olvera, L. A. Barroso, J. C. Trujillo Caballero, Rev. Bras. Ensino Fís. 39 (2017) e2303.

Grant R. Fowles & George L Cassidy. Analytical Mechanics. Seventh Edition (Thomson Brools/Cole, USA, 2005).

U. Besson, L. Borghi, A. De Ambrosis, P. Mascheretti. Am. J. Phys. 75 (2007) 1106.

L. N. Virgin, T. C. Lyman and R. B. Davis, Am. J. of Phys. 78 (2010) 250.

C. Medina and L. Cudmani, Rev. Bras. Ensino Fís. 38 (2016) e2306.

P. Onorato, D. Mascoli and A. DeAmbrosis, Am. J. Phys. 78 (2010) 1120.

C. Aghamohammadi and A. Aghamohammadi, Eur. J. Phys. 32 (2011) 1049.

R. Eisberg and L. Lerner, Physics: Foundations and Applications Vol I (McGraw-Hill, USA, 1981).

A. González y H., J. Phys. Conf. Ser. 1286 (2019) 012036.

P. Laws, Am. J. Phys. 72 (2004) 446.

Downloads

Published

2020-07-01

How to Cite

[1]
A. González y Hernández, C. Mora, and M. del P. Segarra AMberú, “Modelación de sistemas dinámicos de la mecánica clásica”, Rev. Mex. Fis. E, vol. 17, no. 2 Jul-Dec, pp. 201–214, Jul. 2020.