Universitat Internacional de Catalunya
Mecànica
Altres llengües d'impartició: català, castellà
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
- CP01 - Interpretar dades rellevants (normalment dins de la seva àrea d’estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d’índole social, científica o ètica.
- HB09 - Resoldre els problemes que puguin plantejar-se en l’àmbit de la bioenginyeria mitjançant l’aplicació de coneixements matemàtics (geometria, càlcul integral, mètodes numèrics i optimització) i les lleis generals de la mecànica i la biomecànica.
- HB14 - Discriminar els conceptes de l’enginyeria que es poden aplicar en el camp de la biologia i de la salut.
- HB15 - Identificar de quina manera els temes relacionats amb la bioenginyeria afecten les necessitats o característiques específiques dels homes i de les dones, en aspectes biològics, socials i culturals, respectant els drets fonamentals d’igualtat entre homes i dones, i la promoció dels drets humans, així com els valors propis d’una cultura de pau i de valors democràtics que inclouen el foment d’un llenguatge inclusiu, no discriminatori i lliure d’estereotips.
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
En finalitzar aquesta matèria, els alumnes seran capaços de:
● Determinar sistemes de forces en 2D i 3D, i parells equivalents.
● Interpretar estructures isostàticament determinades, sabent calcular les reaccions en les seves unions i suports.
● Aplicar els coneixements de centres de gravetat per resoldre problemes de bigues amb càrregues distribuïdes.
● 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.
● Resoldre problemes d'equilibri que impliquin forces de fricció.
● Associar els fonaments i principis per a l'estudi dels teixits i les articulacions des d’un punt de vista biomecànic, així com la seva terminologia bàsica i específica.
● Identificar les articulacions del cos humà des d’un punt de vista enginyeril.
● Integrar el mètode científic, promovent el raonament i la discussió de problemes.
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:
informes de pràctiques: 10%*
Examen parcial: 30%
Examen final: 60%
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).
* En cas que no es puguin dur a terme les pràctiques, aquest 10% s’assignarà a una altra activitat d’avaluació, sense modificar el pes dels exàmens.
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.
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.
Consideracions importants
- El plagi, el copiat o qualsevol altra forma de frau acadèmic comportarà una qualificació de zero en l’apartat corresponent.
- Si es detecta frau durant un examen, això suposarà el suspens immediat de l’assignatura, sense opció de recuperar la convocatòria.
- Es prohibeix estrictament l’ús d’eines d’intel·ligència artificial en la realització d’activitats d’avaluació, llevat dels casos en què la seva utilització hagi estat expressament autoritzada pel docent responsable com a part de l’activitat.
- L’ús o la tinença de dispositius electrònics (mòbils, rellotges intel·ligents, auriculars, etc.) durant la realització dels exàmens està totalment prohibit.
La simple tinença d’aquests dispositius, encara que no s’estiguin utilitzant, es considerarà un intent de frau.
- Si es detecta a primera convocatòria, suposarà el suspens automàtic de l’examen i l’estudiant haurà d’anar a segona convocatòria.
- Si es detecta a segona convocatòria, suposarà el suspens definitiu de l’assignatura, i l’estudiant s’haurà de tornar a matricular el curs següent.
- No s’acceptaran canvis en el calendari acadèmic, les dates d’examen ni el sistema d’avaluació sota cap circumstància.
- Els estudiants d’intercanvi (Erasmus o altres) i els repetidors estaran subjectes a les mateixes condicions d’avaluació i assistència que la resta de l’alumnat.
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 05/11/2025 P2A03 12:00h
- E1 14/01/2026 A10 10:00h