Facultad de Ciencia y Tecnología. Escuela de Ingeniería Civil y Gerencia de Construcciones. Sílabo

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1 Facultad de Ciencia y Tecnología Escuela de Ingeniería Civil y Gerencia de Construcciones Sílabo 1. DATOS GENERALES: 1.1. Asignatura: ESTÁTICA 1.2. Código: CTE Créditos: Horario: Lunes 7:00 a 9:00 Jueves 7:00 a 9: Nivel: Paralelo: B 1.7. Prerrequisitos: CTE Periodo lectivo: Marzo - Julio Profesor: Ing. Juan Carlos Malo D Contacto del profesor: jmalo@uazuay.edu.ec 2. DESCRIPCIÓN Estática inicia con una introducción conceptual de la Mecánica, luego el análisis de la resultante de diferentes sistemas de fuerzas, sistemas equivalentes, equilibrio de cuerpos rígidos, análisis de estructuras y termina con rozamiento. Estática es una cátedra que fortalece el razonamiento y las secuencias lógicas y sienta los fundamentos básicos del comportamiento de ciertas estructuras utilizadas dentro de la Ingeniería Civil, que permitan al estudiante enfrentar con solvencia los siguientes niveles, especialmente los relacionados con el área estructural, herramientas básicas para su formación profesional. Esta asignatura relaciona Física I, además de Matemáticas I y Geometría y Trigonometría, vistas en el primer nivel, con otras de niveles superiores como: Dinámica, Resistencia de Materiales, Mecánica de Fluidos, Estructuras, Hormigón Armado y Dinámica Estructural, que constituyen las bases para asignaturas relacionadas de manera directa con la carrera. 3. Referencias bibliográficas requeridas para el curso: - Beer-Johnston, Mecánica Vectorial para Ingenieros: ESTÁTICA, Novena Edición, 2010, Editorial McGraw Hill, México-México. 25 Pág. Ubicación: Biblioteca Hernán Malo de la UDA. (Texto Guía) 1

2 - Hibbeler, Ingeniería Mecánica, ESTÁTICA, Decimosegunda Edición, 2010, Editorial Prentice Hall Hispanoamericana, S.A., México-México. 55 pág. Disponible: a través del profesor. - J.L. Meriam-L.G. Kraige, Mecánica Para Ingenieros: ESTATICA, Tercera Edición, 2002, Editorial Reverté S.A, Barcelona-España. 27 Pág. Ubicación: Biblioteca Hernán Malo de la UDA. - Sears, Francis-Zemansky, Mark-Young, Hugh-Freedman, Roger, FÍSICA Universitaria, Volumen 1, Undécima Edición, 2004, Editorial Pearson Educación, México. 84 Pág. Ubicación: Biblioteca Hernán Malo de la UDA. 4. Objetivos generales del curso: Al término del curso, el alumno estará en capacidad de: - Utilizar correctamente las unidades y magnitudes así como los principios para calcular resultantes de diferentes sistemas de fuerzas. (a, e) - Aplicar los conceptos fundamentales del equilibrio de partículas. (a, e) - Emplear los conceptos para plantear y resolver problemas de sistemas equivalentes de fuerzas y equilibrio de cuerpos rígidos. (a, d, e) - Analizar y resolver estructuras básicas como armaduras y marcos e interpretar los resultados obtenidos. (a, d, e) - Aplicar los conceptos de rozamiento en ciertos elementos utilizados en ingeniería. (a, d, e) 5. Relación del curso con el criterio resultado de aprendizaje : Resultados o logros del aprendizaje. a) Conocimiento y aplicación de los conceptos científicos básicos de la carrera. b) Identificación y definición del problema. c) Factibilidad, y selección. Contribución (alta, media, baja = 3, 2, 1) 3 El estudiante debe: - Aplicar de manera correcta las unidades, los principios fundamentales de la Mecánica y los conceptos tanto de resultante de sistemas de fuerzas como de equilibrio de partículas y cuerpos rígidos en 2D y 3D. - Aplicar los conceptos de sistemas equivalentes de fuerzas en 2D y 3D. - Interpretar el comportamiento de estructuras básicas como armaduras y marcos. - Aplicar el concepto de rozamiento en ciertos elementos dentro de la ingeniería como: cuñas y poleas. 2

3 d) Formulación de problemas. 2 - Identificar el tipo de problema propuesto (resultante de fuerzas, sistemas equivalentes o equilibrio ya sea de partículas o de cuerpos rígidos) y establecer la secuencia lógica y la metodología adecuadas. e) Resolución de problemas. 3 - Resolver la problemática planteada utilizando recursos matemáticos, geométricos y trigonométricos que le permitan llegar a una solución correcta y seguidamente interpretar los resultados obtenidos. f) Utilización de herramientas especializadas. g) Cooperación y comunicación. h) Estrategia y operación. - i) Ética profesional. - j) Conocimiento de códigos profesionales. - k) Comunicación escrita. - l) Comunicación oral. - m) Comunicación digital. - n) Compromiso de aprendizaje continuo o) Conocimiento entorno contemporáneo CONTENIDO Y CRONOGRAMA: Capítulo 1: Introducción (4 Horas) Marzo 19 a Marzo Concepto de Mecánica y clasificación. 1.2 Conceptos fundamentales. 1.3 Los seis principios fundamentales de la Mecánica. 1.4 Sistemas de medida. Conversión de unidades. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo 1. Capítulo 2: Fuerzas en el plano y en el espacio (1 horas) Marzo 2 a Abril Leyes del triángulo y paralelogramo vectorial para la suma de fuerzas. Polígono vectorial. 2.2 Vectores unitarios cartesianos: componentes de un vector 2.3 Resultante de un sistema de fuerzas coplanares concurrentes. 3

4 2.4 Momento de una fuerza. Principio de los momentos. 2.5 Reducción de cargas distribuidas. 2. Resultante de un sistema de fuerzas coplanares no concurrentes. 2.7 Equilibrio de partículas. Diagrama de cuerpo libre. 2.8 Componentes rectangulares de una fuerza en el espacio. 2.9 Fuerza definida por su magnitud y dos puntos de su línea de acción Resultante de fuerzas concurrentes en el espacio Equilibrio de una partícula en el espacio. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo 2. Capítulo 3: Sistemas equivalentes de fuerzas (12 horas) Abril 23 a Mayo Par de fuerzas y momento de par. Pares equivalentes. Suma de pares. 3.2 Descomposición de una fuerza dada en una fuerza y un par. Aplicaciones en 3D. 3.3 Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. Aplicaciones en 3D. 3.4 Reducción de un sistema formado por una fuerza y un par a una sola fuerza. Aplicaciones en 3D. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo 3. Capítulo 4: Equilibrio de cuerpos rígidos (12 horas) Mayo 14 a Junio Diagrama de cuerpo libre. 4.2 Reacciones en diferentes tipos de apoyos y conexiones en 2D. 4.3 Equilibrio de sistemas planos. Ecuaciones de equilibrio en 2D y 3D. 4.4 Equilibrio de un cuerpo sujeto a la acción de dos y tres fuerzas. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo 4. Capítulo 5: Análisis de estructuras (12 horas) Junio 4 a Junio Armaduras. Armaduras simples. 5.2 Análisis de una armadura por el método de los nudos. 5.3 Nudos en condiciones especiales de carga. 5.4 Análisis de una armadura por el método de las secciones. 5.5 Marcos. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo. Capítulo : Rozamiento (8 horas) Junio 25 a Julio 7.1 Introducción..3 Leyes del rozamiento seco..3 Rozamiento en cuñas..4 Rozamiento en bandas planas y poleas. Beer, J. E. (2010). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática: capítulo 8. 4

5 7. Evaluación: Primera Fecha: 4ta semana de clases Segunda Fecha: ta semana de clases Tercera Fecha: 9na semana de clases Cuarta Fecha: 15va semana de clases Trabajos 25% 25% 25% Pruebas 75% 100% 75% 75% Cuarta Fecha: período de exámenes finales y supletorios Examen 100% TOTAL 100% 100% 100% 100% 100% 7.1 Descripción de la : Evaluación y calificación Calificación - Trabajo 2 - Primera : prueba teórico- práctica, contenidos capítulo 1 y capítulo 2: 2.1 al 2. Fuentes de verificación Fecha aproximada abril 9 - Segunda : prueba teórico-práctica, contenidos capítulo 2: 2.7 al 2.11 Abril 23 - Trabajo 2 - Tercera : prueba teórico-práctica, contenidos capítulo 3 Mayo 14 - Trabajo 2 - Cuarta : prueba teórico-práctica, contenidos capítulos 4 y 5 SUBTOTAL 30 Examen final 20 TOTAL 50 Junio 25 Julio 9 al 21 5

6 TRABAJOS GRUPALES: 1. Grupal Nro. 1: Hallar el momento de una fuerza por cuatro métodos diferentes en 2D. Hallar la resultante de dos fuerzas concurrentes en 3D, aplicando descomposición en componentes rectangulares. 2. Grupal Nro.2: Reducción de un sistema de fuerzas no concurrentes a una fuerza y un par y a una sola fuerza en 2D. 3. Grupal Nro. 3: Dada una armadura en 2D, determinar directamente los esfuerzos en ciertas barras e identificar las barras de esfuerzo nulo. 8. Criterios de : La capacidad de razonamiento se evaluará en cada una de las pruebas a través de la inclusión de preguntas que midan la destreza del estudiante en el desarrollo de procesos lógicos. Las pruebas incluirán preguntas de aplicación de conceptos a casos prácticos, de tal manera que el estudiante relacione permanentemente el marco teórico con el contexto real de su carrera. En la resolución de ejercicios se evaluará la correcta aplicación de los conceptos teóricos así como el planteamiento lógico para la solución del problema, los procesos aritméticos, algebraicos, geométricos y gráficos. Además se tomará en cuenta la lógica de la respuesta hallada. La correcta conceptualización de cada una de las preguntas y el procedimiento empleado tendrán un porcentaje más alto en la calificación, pero también se tomará en consideración el valor correcto de la respuesta y su interpretación. Para la prueba final se evaluará los temas tratados en la última parte del curso (capítulo ) y adicionalmente se escogerán temas correspondientes al resto de la materia. Elaborado por: Ing. Juan Carlos Malo D. PROFESOR DE LA FACULTAD Cuenca, marzo de 2012