ESCUELA DE OFICIALES DE LA FUERZA AÉREA DEL PERÚ

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1 SÍLABO ESTÁTICA CÓDIGO: I. DATOS GENERALES: 1.1. Nivel de Estudios : Pre Grado 1.2. Orientación : A la Estrategia 1.3. Año : Segundo 1.4. Créditos : Pre requisito : Total de horas 1.7. Horas de clase semanal Teoría Práctica : : : : 64 hrs. 04 hrs. 3 hrs. 1 hrs. 1.7 Semestre académico : 2015 I 1.8. Docentes responsables : Dr. Ing. Juan Carlos Durand II. SUMILLA La asignatura de estática corresponde al área de Ingeniería, es de carácter obligatorio, de naturaleza teórico-práctica y está orientado al estudio de conceptos, técnicas y procesos matemáticos que el discente tiene que aplicar para el estudio de la Estática y otras asignaturas de su especialidad. La asignatura comprende los siguientes temas: Los principios de la estática, sistemas de fuerzas, equilibrio, estructuras, fuerzas distribuidas, Centroides y centro de gravedad, rozamiento, trabajo virtual, momentos de primer y segundo orden. El aporte al perfil profesional de egreso del discente de la EOFAP es su capacidad de interrelación e innovación, mediante el desarrollo de técnicas y métodos. III. COMPETENCIAS GENÉRICAS. Competencia genérica Tipo 1) Capacidad de análisis y síntesis Instrumental 2) Razonamiento critico Instrumental 3) Capacidad para resolver problemas Instrumental 4) Comunicación oral y escrita en lengua materna Instrumental 5) Trabajo en equipo Interpersonal 6) Capacidad de crítica y autocrítica Interpersonal 7) Capacidad de aprendizaje autónomo Sistémica IV. COMPETENCIA GENERAL DE LA ASIGNATURA Desarrolla habilidades cognitivas, procedimentales y actitudinales, respecto al razonamiento lógico y procedimientos para la aplicación de temas tratados en la asignatura tales como los sistemas de fuerzas, equilibrio, estructuras, rozamiento y trabajo virtual, utilizados en muchos aspectos reales tales como: la Aeronáutica, Aeronáutica militar y la Aviónica, de esta manera se encuentra competente para estudiar cursos de Mecánica avanzadas sólidos en conocimientos que requiere para los semestres posteriores. 1

2 V. VALORES a) Integridad personal. b) Excelencia profesional. c) Vocación de servicio. VI. CAPACIDADES UNIDADES CAPACIDADES UNIDAD I: Sistema de fuerzas y equilibrio. Identifica, utiliza y aplica las propiedades de la estática de los sistemas de fuerzas y de equilibrio. UNIDAD II: Centroide y centro de Identifica, reconoce y clasifica el centroide y el gravedad. centro de gravedad así como también las fuerzas sobre superficies sumergidas. UNIDAD III: Equilibrio de cuerpos rígidos en 2D y 3D. Identifica y analiza los fundamentos básicos de los varios tipos de estructuras, como son armaduras, entramados y máquinas. UNIDAD IV: Tipos de rozamientos. Identifica, reconoce y clasifica los tipos de UNIDAD V: Momento de inercia y trabajo virtual. rozamientos a las máquinas. Identifica, reconoce y resume la estática moderna. Resuelve las aplicaciones del momento de inercia, profundizando estos conocimientos como base que servirán para cursos posteriores a su especialidad. VII. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS UNIDAD DE APRENDIZAJE I: SISTEMA DE FUERZAS Y EQUILIBRIO CAPACIDAD: Identifica, utiliza y aplica las propiedades de la estática de los sistemas de fuerzas y de equilibrio. CONTENIDOS: CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Fuerza. Leyes de Newton. Sistemas de Resuelve problemas de fuerzas. Resuelve fuerzas bidimensionales (2D) y problemas de fuerzas 2D y 3D. Resuelve tridimensionales (3D). problemas utilizando resultante. Resuelve problemas de torque o momentos de fuerzas. ACTITUDINALES Valora la importancia de las fuerzas y las propiedades de las componentes rectangulares. 2

3 SEMANA SESIÓN 1ª 1ª (4 hrs.) 2ª 3ª 2ª (8 hrs.) 4ª 5ª 3ª (12 hrs) 6ª 7ª 4ª (16 hrs) 8ª 9ª 5ª (20 hrs) 10ª CONTENIDO a) Evaluación inicial - diagnóstico b) Introducción a la estática Fuerza, Peso, tipos de fuerza, Leyes de Newton Componentes rectangulares de una fuerza Aplicaciones Equilibrio de un punto. Práctica dirigida 1ra. Práctica calificada Cuerpos rígidos: Sistemas equivalentes. Principios de los momentos Repaso y formulación de problemas. Laboratorio 1: Descomposición de Fuerzas- Equilibrio Práctica dirigida- Equilibrio EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales. Bibliografía básica sugerida Beer Ferdinand, et. al. (2007). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Octava edición. Mc. Graw-Hill Interamericana. México. Bedford A. Y Fowler W. (1996). Mecánica para Ingenieros. Estática. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. Estados Unidos. 3

4 Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. UNIDAD DE APRENDIZAJE II: CENTROIDE Y CENTRO DE GRAVEDAD CAPACIDAD: Identifica, reconoce y clasifica el centroide y el centro de gravedad así como también las fuerzas sobre superficies sumergidas. CONTENIDOS: CONTENIDOS CONCEPTUALES CONTENIDOS PROCEDIMENTALES Centro de masa. Centroides de líneas, superficies y volúmenes. Teorema de Resuelve problemas de centro de masa.. Resuelve problemas de centroides. Resuelve Pappo. problemas de cables flexibles. Resuelve problemas de fuerzas sobre superficies sumergidas. CONTENIDOS ACTITUDINALES Valora la importancia del centroide y centro de gravedad y la fuerza sobre superficies sumergidas y su aplicación a las ciencias e ingeniería. SEMANA SESIÓN CONTENIDO 11ª Segunda Práctica calificada 6ª (24 hrs.) 12ª Fuerzas distribuidas: centroide y centro de gravedad. 13ª Cargas distribuidas en las vigas. 7ª (28 hrs.) 14ª Laboratorio 2: Centro de Gravedad 15ª Práctica dirigida 8ª (32 hrs.) 16ª Examen parcial EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales. Bibliografía básica sugerida 4

5 Castillo Basurto J. L. (2006). Estática para Ingenieros y Arquitectos. Segunda Edición. Editorial Trillas, S.A. De C.V. México. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. UNIDAD DE APRENDIZAJE III: EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS EN 2D Y 3D CAPACIDAD: Identifica y analiza los fundamentos básicos de los varios tipos de estructuras, como son armaduras, entramados y máquinas. CONTENIDOS: CONCEPTUALES PROCEDIMENTALES Equilibrio en dos dimensiones (2D). Resuelve operaciones de equilibrio en 2D y 3D. Diagrama de sólido libre (DSL), Equilibrio en tres dimensiones (3D). Resuelve problemas de aislamiento de un sistema mecánico. Resuelve problemas de transferencia de equilibrio. ACTITUDINALES Valora la importancia del equilibrio, del diagrama de sólido libre y su aplicación a las ciencias e ingeniería. SEMANA SESIÓN CONTENIDO 9ª 17ª Equilibrio de cuerpos rígidos, equilibrio en dos dimensiones y tres dimensiones (36 hrs) 18ª Práctica dirigida -Equilibrio en 2D y 3D. 19ª Análisis estructural, Armaduras, entramados y máquinas. 10ª (40 hrs.) 20ª 11ª (44 hrs.) 21ª Fuerzas interiores en miembros estructurales. Práctica dirigida. 3ra. Práctica calificada 22ª Laboratorio 3: Fuerza en Estructura EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales. Bibliografía básica sugerida 5

6 Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. UNIDAD DE APRENDIZAJE IV: TIPOS DE ROZAMIENTOS CAPACIDAD: Identifica, reconoce y clasifica los tipos de rozamientos a las máquinas. CONTENIDOS: CONCEPTUALES Fenómeno de rozamiento. Aplicaciones de rozamiento a las máquinas. Cables flexibles. PROCEDIMENTALES Resuelve problemas de tipos de rozamientos. Resuelve problemas aplicando las leyes de la mecánica clásica. ACTITUDINALES Valora la importancia de los tipos de rozamiento y de su aplicación en las ciencias básicas. SEMANA SESIÓN CONTENIDO 12ª (48 hrs.) 13ª (52 hrs.) 23ª Cables flexibles Práctica dirigida. 24ª Rozamiento, Tipos de rozamientos. 25ª Aplicaciones de rozamiento- Práctica Dirigida 26ª Laboratorio 4: Fuerza de rozamiento EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales. 6

7 Bibliografía básica sugerida Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. UNIDAD DE APRENDIZAJE V: MOMENTO DE INERCIA Y TRABAJO VIRTUAL CAPACIDAD: Identifica, reconoce y resume la estática moderna. Resuelve las aplicaciones del momento de inercia, profundizando estos conocimientos como base que servirán para cursos posteriores a su especialidad. CONTENIDOS: CONCEPTUALES Momento de inercia. Momento de inercia de masas. Momento de inercia de superficie. Trabajo. Equilibrio. Energía potencial y estabilidad. PROCEDIMENTALES Resuelve problemas de momento de inercia. Resuelve problemas aplicando los teoremas del momento de inercia. Resuelve problemas de la ecuación de trabajo. Resuelve problemas aplicando la definición de estabilidad. ACTITUDINALES Valora la importancia del momento de inercia y el trabajo y su aplicación en las ciencias y la tecnología. SEMANA SESIÓN CONTENIDO 27ª 4ta. Práctica calificada 14ª 56 hrs.) 28ª 29ª 15ª (60 hrs.) 30ª 31ª 16ª (64 hrs.) 32ª Momentos segundos de superficies y momentos de inercia. Momentos segundos de una superficie plana. Práctica dirigida Momentos de inercia y trabajo virtual Examen final 7

8 Evaluación Final: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales. Bibliografía básica sugerida Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. VIII. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS El Docente conducirá el aprendizaje de los temas consignados en el silabo, con activa participación del Discente, para lograr el aprendizaje significativo y colaborativo. El desarrollo de los contenidos específicos se hará a través de actividades en las que los Discentes son los protagonistas de sus aprendizajes, siendo el Docente un facilitador educativo. Técnicas: Se aplicarán las siguientes técnicas: Portafolio, el aprendizaje basado en problemas (ABP), Organizadores visuales (mapa conceptual, semántico, árbol representaciones, red somática) estudio de casos, cooperación guiada, el método basado en preguntas, etc. Instrumentos: Se aplicarán los siguientes instrumentos: Fichas de heteroevaluación, rubricas, tanto para portafolio, ABP, y organizadores visuales, trabajo cooperativo. IX. EVALUACION: Cada Unidad Didáctica será evaluada atendiendo a los criterios e indicadores que se presentan en las tablas que siguen a continuación: UNID AD I II CRITERIOS DE EVALUACIÓN Conoce las leyes de Newton. Describe las propiedades de la fuerzas y de los momentos. Explica las propiedades fundamentales INDICADORES TÉCNICAS INSTRUMENTOS 1.1 Identifica los sistemas de fuerzas. 1.2 Establece diferencias entre fuerza y torque o momentos. 1.3 Explica las diferencias entre el sistema de fuerzas y la estática del punto. 1.3 Explica y aplica los diferentes tipos de componentes rectangulares de fuerzas. 2.1 Explica y aplica la definición de centroide y centro de gravedad 2.2. Describe y aplica las cargas 8 Organizador Visual: Mapa Conceptual Lista de cotejo

9 III IV V del centroide y centro de gravedad. Reconoce las estructuras. Reconoce las fuerzas interiores en miembros estructurales. Reconoce e identifica los tipos de rozamiento. Reconoce y aplica las leyes del momento de inercia y el método de los trabajos virtuales. distribuídas en las vigas. 2.3 Identifica y explica las fuerzas sobre superficies sumergidas. 3.1 Identifica y aplica el equilibrio de cuerpos rígidos. 3.2 Describe la estructura. 3.3 Explica y aplica las fuerzas interiores en miembros estructurales. 4.1 analiza y explica rozamiento. 4.2 Identifica y explica los diferentes tipos de rozamientos. 4.3 identifica y aplica el rozamiento en cables flexibles. 5.1Describe el momento de inercia. 5.2 Identifica y aplica el momento de inercia. 5.3 Describe el trabajo virtual. 5.4 Identifica y explica la estabilidad del equilibrio. Portafolio ABP Exposición oral Portafolio Rúbrica Rúbrica Ficha de Coevaluación del Trabajo Grupal Rúbrica En cada sesión de clases se realizará evaluación formativa de competencias: cognoscitivas, procedimentales y actitudinales, con retroalimentación inmediata y permanente motivación. En este aspecto ser recogerá información relevante sobre su proceso de aprendizaje en relación con las capacidades propuestas. Mediante las técnicas y estrategias para propiciar el interaprendizaje. Es recomendable que además de las horas de clase, el discente le dedique tiempo adicional de trabajo personal autónomo. PROMEDIO FINAL: El puntaje en esta asignatura se obtendrá como sigue: Promedio de Practicas Promedio Final PF = (3 PP + 3 EP + 4 EF) / 10 PF= Promedio Final del Curso EP = Examen Parcial EF = Examen Final X. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 9

10 Beer Ferdinand, et. al. (2007). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Octava edición. Mc. Graw-Hill Interamericana. México. Bedford A. Y Fowler W. (1996). Mecánica para Ingenieros. Estática. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. Estados Unidos. Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. Castillo Basurto J. L. (2006). Estática para Ingenieros y Arquitectos. Segunda Edición. Editorial Trillas, S.A. De C.V. México. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México. 10

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