MECANICA I Carácter: Obligatoria

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1 UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL MECANICA I Carácter: Obligatoria PROGRAMA: Ingeniería Civil DEPARTAMENTO: Ingeniería Estructural CODIGO SEMESTRE DE CREDITO HT HP HS UCS THS/SEM PRE- REQUISITO 005 III Ciclo Básico. PROFESOR(ES): Ing. Aquiles Cordero Mújica SELLO Y FIRMA AUTORIZADA 005 Página 1 de 11

2 FUNDAMENTACION DEL PROGRAMA DE ESTUDIO El programa correspondiente a la asignatura de Mecánica I esta destinada a impartir los conceptos básicos que conforman la cadena de las asignaturas del departamento de Ingeniería Estructural. El estudiante deberá adquirir la destrezas necesarias para entender la aplicación de las distintas solicitudes a que se sometida cualquier forma resistente, y en función de ellas prepararse para obtener el diseño de la sección optima, conocimientos que iras adquiriendo a lo largo de su programa de estudios comenzando por la mecánica I. En este curso el estudiante se dotara de los conceptos fundamentales de las estática lo que le permitirá la mayor solvencia posible, al manejar formas resistentes sometidas a las más diversas solicitudes, materia prima fundamental para todo Ingeniero que se dedique al Calculo de Proyectos Estructurales. DESCRIPCION DEL PROGRAMA DE ESTUDIO El programa se desarrolla en función de los siguientes aspectos: I. Cuerpos rígidos- sistemas equivalentes de fuerzas. II. Equilibrio de cuerpos rígidos. III. Fuerzas distribuidora-centroides- centro de gravedad IV. Momentos de Inercia. V. Análisis de estructuras VI. Fuerzas en vigas- momento flector- fuerza cortante VII. Cables parabólicos y catenaria VIII. Rozamiento IX. Trabajo virtual -energía OBJETIVO TERMINAL DE ENSEÑANZAS Con los conocimientos adquiridos el estudiante estará en capacidad de abordar con todo éxito las asignatura Resistencia de Materiales y Estructuras I en donde profundizara los conocimientos adquiridos, y obtendrá la formación necesaria para involucrarse en asignaturas vinculadas con el diseño de una sección optima. 005 Página de 11

3 I Cuerpo Rígidos. Sistemas Equivalentes de Fuerzas 1 HORAS 07/100 Componer y descomponer sistemas de fuerzas Entender el concepto de momento Convertir sistemas equivalentes. de campo. Cuerpos rígidos. Fuerzas externas e internas Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes Momento de una fuerza respecto a un punto Teorema de Varignon Componente rectangulares del momento de una fuerza Momento de una fuerza respecto a un eje cualquiera Momento de un par Pares equivalente Representación de pares por vectores Descomposición de una fuerza aplicada en B y un par de fuerzas Reducción de fuerzas a una fuerza cualquiera y un par. Otras reducciones de un sistema de fuerzas Timoshenko, mecánica técnica 005 Página de 11

4 II Equilibrio de cuerpos rígidos 1 HORAS Elaborar los diagramas de cuerpo libre Vincular correctamente un cuerpo en el plano y en espacio 14/100 Cuerpo rígido en equilibrio Principios de grafostàtica. Notación de Bow Diagrama de cuerpo libre Reacciones en apoyos y conexiones Equilibrio en dos dimensiones Reacciones estáticamente indeterminada. Constricciones parciales Equilibrio de un cuerpo sometido a la acción de dos o tres fuerzas Reacciones en los apoyos y articulaciones en estructuras tridimensionales Equilibrio de un cuerpo rígido en tres dimensiones 4 Timoshenko, mecánica técnica Witembaur, mecánica 005 Página 4 de 11

5 III Fuerzas distribuidas centroides y centros de gravedad 1 HORAS Determinar las coordenadas del centroides, y del centro de gravedad de áreas de volúmenes Convertir fuerzas distribuidas en fuerzas concentradas 1/100 Centro de gravedad de un cuerpo bidimensional Centroides de áreas y líneas Placas y alambres compuestos Determinación de centroides por integración Teoremas de Pappus-guldinus Cargas distribuidas sobre vigas Centro de gravedad de un cuerpo tridimensional centroides de un volumen Cuerpos compuestos Determinación de centroides de volúmenes por integración 4 Timoshenko, mecánica técnica 005 Página 5 de 11

6 IV Momentos de Inercia 1 HORAS 08/100 Calcular momento de Ingeniería para diferentes áreas. Aplicar la teorema de los ejes paralelos. Aplicar el círculo de Mohr. Calcular momentos de Ingeniería de masas. Momentos de inercia de áreas o momento de segundo de orden Determinación del momento de inercia de un área por integración Momento polar de inercia Radio de giro de un área Teorema de los ejes paralelos Momento de inercia de áreas compuestas Producto de inercia Ejes principales y momento principales de una inercia Circulo de Mohs para momento de productos de inercia Momento de inercia de una masa Teorema de los ejes paralelos Momentos de inercia de placas delgadas 4 4 Apuntes del Ing. Aquiles Cordero 005 Página 6 de 11

7 V Análisis de estructuras 1 HORAS 16/100 Calcular cerchas por método de los nudos y de las secciones. Calcular cerchas en forma grafica. Fuerzas internas. Tercera ley de newton Definición de una armadura Armaduras simples Análisis de una armadura por el método de los nudos Nudos con condiciones especiales de carga Armaduras en el espacio Análisis grafico de armaduras. Diagramas de Maxwell cremona Análisis de estructuras por el método de las secciones Armaduras formadas por varias armaduras simples Análisis de un marco Marcos que dejan de ser rígidos cuando se separan de sus soportes 4 Timoshenko, mecánica técnica 005 Página 7 de 11

8 VI Fuerzas en vigas. Momento flector y Fuerza Cortante 1 HORAS 1/100 Graficar fuerza cortante y momento flector a lo largo del eje de la viga Graficar la fuerza axial Calcular momentos máximos Fuerzas internas en barras Diferentes tipos de cargas y apoyos Fuerzas cortantes y momento flector en una viga Diagrama de M.F y F.C Relación entre cargas M.F y F.C Harry Nara, Mecánica Vectorial 005 Página 8 de 11

9 VII Fuerzas en Cables 06 HORAS Aplicar las ecuaciones que definen el comportamiento de un cable 07/100 Cables con cargas concentradas Cables con cargas distribuidas Cables parabólicos Catearías Condiciones de tracción y flecha máxima Ecuaciones que definen el comportamiento de un cable Bear and Jhonston, Mecánica para Ingenieros Apuntes del Ing. Aquiles Cordero M. 005 Página 9 de 11

10 VIII Razonamiento 06 HORAS 07/100 Estudiar las leyes del rozamiento. Aplicación de las mismas a casos particulares. Leyes de rozamientos seco, coeficientes de rozamiento seco. Ángulos de rozamientos. Problemas de rozamiento en seco. Cunas. Tornillos de rosca cuadrada. Chumaceras. Rozamiento en ejes. Resistencia a la rodadura. Rozamiento en ruedas. Rozamiento en correas.. Bear and Jhonston, Mecánica para Ingenieros Timoshenko, Mecánica Técnica 005 Página 10 de 11

11 IX Método del trabajo virtual 1 HORAS 1/100 Calcular reacciones en pórticos y vigas Calcular la función potencial Estudiar los tipos de equilibrio Trabajo de una fuerza Principio del trabajo virtual Aplicaciones del trabajo virtual Maquinas reales. Eficiencia mecánica Trabajo de una fuerza en un desplazamiento finito Energía potencial Energía potencial y equilibrio Estabilidad del equilibrio Timoshenko, Mecánica Técnica 005 Página 11 de 11

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