VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo

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1 1. DATOS INFORMATIVOS ASIGNATURA: ESTATICA DEPARTAMENTO: ENERGIA Y MECÁNICA DOCENTE: OSWALDO JÁCOME.H WILLIAM M. BONILLA JIMÉNEZ. CÓDIGO: EMEC NRC: CARRERAS: MECATRONICA ELECTROMECANICA AUTOMOTRÍZ PERÍODO ACADÉMICO: MARZO 2012 AGOSTO 2012 FECHA ELABORACIÓN: 10/FEB./2012 PRE-REQUISITOS: CÁLCULO VECTORIAL [EMEC 11302] NIVEL: TERCERO CRÉDITOS: 4 ÁREA DEL CONOCIMIENTO: MATERIALES Y MECÁNICA DE SÓLIDOS SESIONES/SEMANA: TEÓRICAS: 4 H LABORAT ORIOS: EJE DE FORMACIÓN: PROFESIONAL CO-REQUISITOS: DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: Estática es una asignatura básica específica de profesionalización, la misma que permite las aplicaciones de la primera y tercera ley de Newton, principios físicos aplicadas a estructuras isoestáticas. Con la combinación de algebra compleja y estas leyes se calcula las fuerzas reactivas exteriores e interiores de estructuras isoestáticas planas y del espacio. La aplicación de estos conceptos científicos se consolidara con la solución de problemas de equilibrio estático, ya sean reproductivos, productivos y creativos, competencias necesarias para el diseño de elementos mecánicos. UNIDADES DE COMPETENCIAS A LOGRAR: GENÉRICAS: 1. Interpreta y resuelve problemas de la realidad aplicando métodos de la investigación, métodos propios de las ciencias, herramientas tecnológicas y variadas fuentes de información científica, técnica y cultural con ética profesional, trabajo equipo y respeto a la propiedad intelectual. 2. Demuestra en su accionar profesional valores universales y propios de la profesión en diversos escenarios organizacionales y tecnológicos, fomentando el desarrollo de las ciencias, las artes, el respeto a la diversidad cultural y equidad de género. ESPECÍFICAS ING. AUTOMOTRIZ: 3. Planifica y diseña programas de mantenimiento en las áreas mecánica, eléctrica y electrónica para obtener un óptimo rendimiento de los vehículos consiguiendo niveles de calidad y productividad acorde con los avances tecnológicos con efectividad, calidad y responsabilidad. 4. Diseña y construye elementos y sistemas mecánicos automotrices con responsabilidad, según especificaciones y normas técnicas nacionales e internacionales para satisfacer las necesidades de la sociedad. ESPECÍFICAS ING. MECATRÓNICA: 5. Gestiona los sistemas de producción en las organizaciones industriales y de servicios, comercializadoras relacionadas con equipos y máquinas mecatrónicas y otras que lo demanden, con profesionalismo y eficiencia basándose en estándares de industrias comparables, para lograr la más alta productividad y competitividad. 6. Diseña equipos, procesos o sistemas relacionados con ingeniería mecatrónica, con detalles suficientes que permitan su construcción, operación y mantenimiento, empleando diversas técnicas, principios científicos, normas y estándares aplicables, con profesionalismo, eficiencia y ética. ESPECÍFICAS ING ELECTROMECÁNICA: 7. Gestiona el diseño y construcción de Sistemas Electromecánicos, integrando procedimientos eléctricos, mecánicos y computacionales, solucionando requerimientos del entorno aplicando estándares y normas. 8. Gestiona el mantenimiento de Sistemas Electromecánicos, integrando los procedimientos y normas técnicas, demostrando ingenio creatividad y liderazgo como profesional competente y seguro. 1

2 ELEMENTO DE COMPETENCIA: Resuelve problemas de equilibrio estático, sea reproductivos, productivos y creativos aplicando la primera y tercera ley de Newton utilizando operaciones fundamentales de vectores. RESULTADO FINAL DEL APRENDIZAJE: El curso pretende la fundamentación teórica del estudiante de ingeniería de analizar cualquier problema en forma lógica y sencilla, y la de aplicar para su solución unos cuantos principios básicos perfectamente comprendidos. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL: Esta asignatura contribuye al área de conocimiento para el diseño mecánico parte de la malla curricular en la formación profesional como Ingeniería en Automotriz y Mecatrónica. 2. SISTEMA DE CONTENIDOS Y PRODUCTOS DEL APRENDIZAJE POR UNIDADES DE ESTUDIO No. 1 UNIDADES DE ESTUDIO Y SUS CONTENIDOS Unidad 1: VECTORES FUERZA, MOMENTO Y PAR Contenidos de estudios: ESTÁTICA DE LAS PARTÍCULAS 1.1 Fuerza sobre una partícula. Resultante de dos fuerzas 1.2 Adición o suma de vectores. 1.3 Resultante de varias fuerzas concurrentes. 1.4 Descomposición de varias fuerzas concurrentes. 1.5 Componentes rectangulares de una fuerza. Vectores 1.6 Equilibrio de una partícula. Primera ley de Newton 1.7 Fuerzas en el espacio. Componentes rectangulares de una fuerza en el espacio 1.8 Fuerza definida por su módulo y dos punto de su recta soporte 1.9 Diagramas de cuerpo libre Componentes rectangulares de una fuerza en el espacio 1.11 Fuerza definida en términos de su magnitud y dos puntos sobre la línea de acción. SOLIDO RÍGIDO: SISTEMAS EQUIVALENTES DE FUERZAS 1.12 Fuerzas externas e internas Principio de transmisibilidad. Fuerzas equipolentes Producto vectorial de dos vectores Productos vectoriales expresados en términos de componentes rectangulares Momento de una fuerza alrededor de un punto 1.17 Teorema de Varignon 1.18 Componentes rectangulares del momento de una fuerza Producto escalar de dos vectores Momento de un par Pares equivalentes Adición o suma de pares 1.23 Descomposición de una fuerza dada en una fuerza O y un par Sistemas equivalentes de fuerzas Sistemas equipolentes de vectores 1.26 Reducción de un sistema de fuerzas a una llave. EVIDENCIA DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA DE TAREAS APLICA FUNDAMENTOS CIENTÍFICOS EN LA APLICACIÓN DE OPERACIONES VECTORIALES PARA LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS Tarea principal 1.1: operaciones vectoriales. Tarea principal 1.2: Resuelve problemas productivos de equilibrio estático, aplicando operaciones vectoriales. Tarea principal 1.3: Analiza el proceso de solución y Resultados. 2 Unidad 2: EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS, FUERZAS DISTRIBUIDAS DETERMINA FUERZAS DESCONOCIDAS QUE ESTÁN APLICADAS SOBRE EL CUERPO RÍGIDO O REACCIONES DESCONOCIDAS EJERCIDAS SOBRE ESTE POR SUS PUNTOS DE APOYO. DETERMINA EL CENTRO DE GRAVEDAD DE CUERPOS TRIDIMENSIONALES COMO EL CENTROIDE DE UN VOLUMEN Y LOS PRIMEROS MOMENTOS DE DICHO 2

3 2.1 Introducción 2.2 Equilibrio en dos dimensiones 2.3 Equilibrio en Tres dimensiones. Centroides y centros de gravedad 2.4 Centro de gravedad de un cuerpo bidimensional 2.5 Centroides de áreas y líneas 2.6 Placas y alambres compuestos. 2.7 Determinación de centroides por integración. 2.8 Teorema de Pappus-Guldinus. 2.9 Fuerzas sobre superficies sumergidas. Volúmenes Centro de gravedad de un cuerpo tridimensional Centroide de un volumen Cuerpos Compuestos. VOLUMEN CON RESPECTO A LOS PLANOS COORDENADOS Tarea principal 2.1: operaciones vectoriales Tarea principal 2.2: Resuelve problemas productivos de equilibrio estático Aplicando operaciones vectoriales. Tarea principal 2.3: Analiza el proceso de solución y Resultados. Tarea principal 2.4: Resuelve problemas para determinar centros de gravedad de cuerpos tridimensionales como el centroide de un volumen. 3 Unidad 3: ESTRUCTURAS. Contenidos. 3.1 Generalidades 3.2 Armaduras simples 3.3 Análisis de armaduras mediante el método de los nodos 3.4 Análisis de armaduras mediante el método de las secciones 3.5 Entramados (Armazones) 3.6 Máquinas 3.7 Fuerzas en cables 3.8 Aplicaciones. APLICA LA PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON PARA CALCULAR LAS FUERZAS REACTIVAS ETERNAS E INTERNAS DE ESTRUCTURAS Tarea principal 3.1: operaciones vectoriales Tarea principal 3.2: Resuelve problemas sobre el equilibrio de estructuras formadas por varias partes que están conectadas entren sí. Tarea principal 3.3: Determina las fuerzas externas que actúan sobre la estructura. Tarea principal 3.4: Calcula las fuerzas que mantienen unidas las diversas partes que constituyen una estructura. 3. RESULTADOS Y CONTRIBUCIONES A LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES: LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE NIVELES DE LOGRO A Alta B Media A. Aplicar Conocimientos en matemáticas, ciencia e ingeniería. B. Diseñar, conducir experimentos, analizar e interpretar datos. C. Diseñar sistemas, componentes o procesos bajo restricciones realistas. D. Trabajar como un equipo multidisciplinario. E. Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería. F. Comprender la responsabilidad ética y profesional. G. Comunicarse efectivamente. C Baja El estudiante debe Aplicar operaciones vectoriales. Analizarlos datos de entrada ya sea de forma textual o grafica. Plantea problemas creativos. Resuelve problemas productivos. Expone de forma oral, grafica y escrita la solución de problemas.. 3

4 H. Entender el impacto de la ingeniería en el contexto medioambiental, económico y global. I. Comprometerse con el aprendizaje continuo. J. Conocer temas contemporáneos. K. Usar técnicas, habilidades y herramientas prácticas para la ingeniería. Emplea software y herramientas de Ingeniería para solución de problemas. 4. FORMAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN TÉCNICAS E INSTRUMENTOS Tareas Investigación Lecciones Pruebas Laboratorios/informes 1er 2do 6 6 3er Evaluación conjunta Producto de unidad Defensa del Resultado final del aprendizaje y documento Total: PROYECCIÓN METODOLÓGICA Y ORGANIZATIVA PARA EL DESARROLLO DE LA ASIGNATURA Se emplearán variados métodos de enseñanza para generar un aprendizaje de constante actividad, para lo que se propone la siguiente estructura: Se diagnosticará conocimientos y habilidades adquiridas al iniciar el periodo académico. Con la ayuda del diagnóstico se indagará lo que conoce el estudiante, como lo relaciona, que puede hacer con la ayuda de otros, qué puede hacer solo, qué ha logrado y qué le falta para alcanzar su aprendizaje significativo. A través de preguntas y participación de los estudiantes el docente recuerda los requisitos de aprendizaje previos que permite al docente conocer cuál es la línea de base a partir del cual incorporará nuevos elementos de competencia, en caso de encontrar deficiencias enviará tareas para atender los problemas individuales. Plantear interrogantes a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar la situación problemática. Se iniciará con explicaciones orientadoras del contenido de estudio, donde el docente plantea los aspectos más significativos, los conceptos, leyes y principios y métodos esenciales; y propone la secuencia de trabajo en cada unidad de estudio. Se buscará que el aprendizaje se base en el análisis y solución de problemas; usando información en forma significativa; favoreciendo la retención; la comprensión; el uso o aplicación de la información, los conceptos, las ideas, los principios y las habilidades en la resolución de problemas para: determinar fuerzas desconocidas que están aplicadas sobre el cuerpo rígido o reacciones desconocidas ejercidas sobre este por sus puntos de apoyo, aplicar fundamentos científicos en la aplicación de operaciones vectoriales para la solución de problemas, aplicar la primera y tercera ley de newton para calcular las fuerzas reactivas externas e internas de estructuras Se buscará la resolución de casos para favorecer la realización de procesos de pensamiento complejo, tales como: análisis, razonamientos, argumentaciones, revisiones y profundización de diversos temas. Se realizan ejercicios orientados a la carrera y otros propios del campo de estudio. La evaluación cumplirá con las tres fases: diagnóstica, formativa y sumativa, valorando el desarrollo del estudiante en cada tarea y en especial en las evidencias del aprendizaje de cada unidad. 6 4

5 ( EMPLEO DE LAS TIC EN LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE) Uso de software para la parte científica como para la solución de problemas. Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, se utilizará un computador y proyector multimedia. Se utilizarán los siguientes simuladores: MD Solids. Además, los estudiantes deben tener las competencias para resolver: sistemas de ecuaciones utilizando calculadoras científicas o sin ellas. 6. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO: TOTAL HORAS CONFERENCIAS ORIENTADORAS DEL CONTENIDO PRÁCTICAS (Talleres) LABORATORIOS DEBATES EVALUACIÓN Trabajo autónomo del estudiante TETO GUÍA DE LA ASIGNATURA TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL 1. Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática 8. BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA Ferdinar P. Beer E. Russel Johnston Jr. OCTAVA 2007 Español McGRAW-HILL TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL 2. Mecánica para Ingenieros Estática J.L.Meriam-L.G TERCERA 2004 Español Reverté, S.A. Kraige 3. Mecánica para Ingeniería Estática Bedford - Fowler QUINTA 2008 Español Pearson Prentice-Hall 4. Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática Russel C. Hibbeler. DECIMA 2004 Español Pearson Prentice-Hall 5