Lunes, Miércoles y Jueves: 08:30 a 10:30 horas. Diario: 14:30 a 15:00 horas Salón: 4105

Transcripción

1 Datos de la materia Nombre de la materia: Estática Clave de la materia: M Liga al programa de la asignatura: terias_sintetico&clavemateria=m1003&idioma=esp Competencias a desarrollar: Código de ética - Reducir un sistema de fuerzas a uno de una resultante y un momento, aplicando los conceptos de transmisibilidad, principio de momentos y fuerza y momento resultante. - Resolver problemas de equilibrio de cuerpo rígido mediante DCL y las condiciones de equilibrio estático. - Estimación de centroides, centros de masa, gravedad, y momentos de inercia mediante el principio de momentos y momento segundo de superficies. - Resolver problemas de equilibrio en 2D en armaduras, vigas y poleas aplicando las leyes de equilibrio estático, incluyendo los efectos de la fuerza de fricción. - Desarrollar trabajo colaborativo a través de la construcción de un modelo de cuerpo rígido Datos del grupo y docente Horario de clase: Lu y Ju: 7:05 a 8:25 am Asesoría Lunes, Miércoles y Jueves: 08:30 a 10:30 horas. Diario: 14:30 a 15:00 horas Salón: 4105 Nombre del docente: Miguel Angel Ríos Sánchez marios@itesm.mx Datos de contacto: Aulas 1, cubículo 9, extensión Objetivo general de la asignatura (tomado del programa de estudios): Resolver problemas de cuerpos rígidos en equilibrio estático mediante la herramienta de DCL y aplicando las leyes de equilibrio en casos generales y específicos en 2D y 3D.

2 Políticas generales para el desarrollo del curso: Respetar los reglamentos, el académico y general del CEM Se pueden aclarar todas las dudas que tengas de manera ordenada. No se permite la entrada al salón después de haber terminado de pasar lista. No se permite el uso de celulares y aparatos electrónicos dentro del salón. No hay exámenes extemporáneos; sólo en casos de fuerza mayor y serán acumulativos a la fecha en que se presenten. El alumno es responsable de llevar el control de sus inasistencias (el límite de faltas es de 4 sesiones). Servidor de Aplicaciones: En el servidor de aplicaciones podrás encontrar ejercicios que tienes que resolver para verificar tu aprendizaje. Login: TEC\A00XXXXXX (número de matrícula) Password: El mismo que usas en el correo del ITESM

3 GUÍA DE INSTRUCCIÓN No. de sesión Primer parcial Fecha Según calenda rio Objetivos de Aprendizaje para el desarrollo de competencias institucionales Reducir un sistema de fuerzas a uno simple consistente de una resultante y un momento, aplicando los conceptos de transmisibilidad, principio de momentos y fuerza y momento resultante Contenidos Sistemas de fuerzas equivalentes. Actividades de instrucción Resolución de problemas. Recursos de Apoyo Presentaciones conceptuales de apoyo. Tipos de Evidencia de aprendizaje Tareas y exámenes Instrumentos de Evaluación Lista de coteja mediante solución de tarea y exámenes. Segundo parcial Según calenda rio Resolver problemas de equilibrio de cuerpo rígido mediante DCL y las condiciones de equilibrio estático. Equilibrio bidimensional y tridimensional de cuerpos rígidos Resolución de problemas. Presentaciones conceptuales de apoyo. Tareas y exámenes Lista de coteja mediante solución de tarea y exámenes. Tercer parcial Cuarto parcial Según calenda rio Según calenda rio Estimación de centroides, centros de masa, gravedad, y momentos de inercia mediante el principio de momentos y momento segundo de superficies. Resolver problemas de casos particulares de equilibrio en 2D en armaduras, vigas y poleas aplicando las leyes de equilibrio estático, incluyendo los efectos de la fuerza de fricción. Centroides, Centros de Gravedad, Cargas distribuidas y Momentos de Inercia. Armaduras, vigas y fricción seca Resolución de problemas. Resolución de problemas. Presentaciones conceptuales de apoyo. Presentaciones conceptuales de apoyo. Tareas y exámenes Tareas y exámenes Lista de coteja mediante solución de tarea y exámenes. Lista de coteja mediante solución de tarea y exámenes. Durante el semestre Cada parcial Desarrollar trabajo colaborativo a través de la solución de problemas A lo largo de todo curso siguiendo la secuencia de temas Construcción y prueba de modelo rígido (3 prácticas) Construcción del modelo con palos de madera. Modelo construido listo para prueba. Rúbrica de evaluación.

4 Metodología de enseñanza-aprendizaje (breve descripción de cómo se desarrollará el curso): Técnica de exposición, resolución de problemas y aprendizaje colaborativo. Bibliografía obligatoria y/o básica: Hibbeler, R. C. Ingeniería Mecánica: Estática; 12ª. Ed. Pearson Educación, México (2010). ISBN versión impresa: Sistema de evaluación: Calificaciones parciales: 3 Exámenes parciales (60 %) La calificación parcial se integrará de la siguiente manera: - 80 % examen parcial - 20 % Tareas y resúmenes Calificación final: Exámenes parciales: 60 % Examen final: 30 % Proyecto final: 10 % Síntesis curricular de tu profesor: Maestría en Ingeniería Mecánica; Maestría en Ingeniería Civil; Maestría en Ingeniería de Manufactura; Maestría en Ingeniería Estructural; Maestría en Ingeniería Física; Doctorado en Ingeniería Mecánica; Doctorado en Ingeniería Civil; Doctorado en Ingeniería de Manufactura; Doctorado en Ingeniería Estructural; Doctorado en Ingeniería Física

5 Otros: a. Descripción de ejercicios recomendados Problemas 2.62, 2.66, 2.68, 2.70, 2.78, 2.82, 2.90, 2.94, 2.98, 2.103, 2.114, 2.115, 2.123, 2.131, y , 3.6, 3.7, 3.11, 3.15, 3.19, 3.23, 3.27, 3.31, , 3.50, 3.57, 3.59, 3.63, 3.67, , 4.14, 4.18, 4.26, 4.30, 4.39, 4.42, 4.43, 4.46, 4.55, 4.59, 4.67, , 4.83, 4.95, 4.106, 4.110, 4.115, 4.119, 4.130, 4.135, Observaciones y/o Solución FUERZAS Y SUS COMPONENTES EQUILIBRIO DE LA PARTÍCULA (coplanar) EQUILIBRIO DE LA PARTÍCULA (tres dimensiones) MOMENTO DE UNA FUERZA ALREDEDOR DE UN PUNTO Y DE UN EJE. SISTEMAS DE FUERZA EQUIVALENTES: Fuerza Fuerza + Par Fuerzas paralelas coplanares Resultante + Par Sistema de fuerzas Resultante + Par 56 ejercicios PRIMER EXAMEN PARCIAL 4.142, 4.147, 4.150, 4.151, 4.155, , 5.3, 5.6, 5.7, 5.10, 5.19, 5.22, 5.26, 5.27, 5.31, 5.39, 5.42, 5.46, 5.51, 5.58, , 5.70, 5.71, 5.75, 5.79, 5.94, , 9.10, 9.11, 9.14, 9.15, 9.23, 9.35, 9.39, 9.46, 9.47, 9.50, 9.55, 9.59, 9.63, 9.66, 9.71, 9.74, 9.78 FUERZAS DISTRIBUIDAS EQUILIBRIO DEL CUERPO RÍGIDO (COPLANAR) EQUILIBRIO DEL CUERPO RÍGIDO (EN TRES DIMENSIONES) CENTRO DE GRAVEDAD, CENTROIDES. CENTROIDES DE CUERPOS COMPUESTOS 45 ejercicios SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

6 6.3, 6.7, 6.11, 6.15, 6.19, 6.26, , 6.35, 6.39, 6.43, 6.47, , 6.71, 6.75, 6.79, 6.82, 6.87, 6.91, 6.106, 6.110, 6.114, , 7.7, 7.11, 7.15, 7.19, 7.42, 7.43, 7.47, 7.55, 7.58, 7.66, 7.74, 7.78, 7.83, 7.86 ARMADURAS (método de nodos) Autoestudio ARMADURAS (método de secciones) Autoestudio BASTIDORES Y MÁQUINAS SIMPLES VIGAS 39 ejercicios TERCER EXAMEN PARCIAL 8.90, 8.94, 8.98, 8.99, 8.102, 8.103, 8.106, 8.107, , 10.6, 10.11, 10.19, 10.31, 10.35, 10.42, 10.50, 10.54, 10.58, ROZAMIENTO MOMENTOS SEGUNDOS DE SUPERFICIE (O DE INERCIA) 20 ejercicios EXAMEN FINAL Total (tarea): 160 ejercicios Libro de texto: Hibbeler, R. C. Ingeniería Mecánica: Estática; 12ª. Ed. Pearson Educación, México (2010). ISBN versión impresa:

7 a) Desglose analítico 0.- REPASO DE ALGUNOS CONCEPTOS IMPORTANTES. 1a.- SISTEMAS DE FUERZAS CONCURRENTES. 1b.- SISTEMAS DE FUERZAS EQUIVALENTES. 2.- EQUILIBRIO BIDIMENSIONAL Y TRIDIMENSIONAL DE CUERPOS RÍGIDOS. 4.- CENTROIDES, CENTROS DE GRAVEDAD Y CARGAS DISTRIBUIDAS. 3.- ANÁLISIS DE ARMADURAS PLANAS. 5.- VIGAS. 6.- FRICCIÓN SECA. 7.- MOMENTO DE INERCIA DE ÁREAS. Conceptos básicos: espacio, tiempo, masa y fuerza. Fuerza: punto de aplicación, magnitud, dirección y sentido. Resultante de un sistema de fuerzas coplanar y tridimensional. Otros conceptos importantes. Partícula, cuerpo rígido y el principio de transmisibilidad. Tipos de fuerzas y DCL. Equilibrio de un cuerpo rígido sujeto a un sistema de fuerzas concurrentes coplanares y tridimensional. Fuerzas externas e internas. Principio de transmisibilidad y fuerzas equivalentes. Momento de una fuerza con respecto a un punto y el teorema de Varignon. Momento de una fuerza con respecto a un eje dado. Par, momento de un par, pares equivalentes y su suma. Descomposición de una fuerza dada en una fuerza en o y un par. Establecer reacciones de apoyos y uniones en equilibrio coplanar y tridimensional. Definición de las condiciones de equilibrio coplanar y tridimensional. DCL y equilibrio de cuerpo rígido coplanar y tridimensional. Equilibrio de otros componentes estructurales (bastidores y máquinas). Definiciones de centroides, centros de masa y centros de gravedad de líneas, áreas y volúmenes. Determinación por el método integración. Determinación por el método de cuerpos compuestos. Cargas distribuidas. Análisis de armaduras planas por el método de los nodos. (Autoestudio) Análisis de armaduras planas por el método de secciones. (Autoestudio) Determinación de reacciones. Fuerzas internas en miembros de armaduras, bastidores y vigas: fuerza axial (P), fuerza cortante (V) y momento flector (M). Determinación de V(x) y M(x) a partir del DCL de una sección de viga. Diagrama de fuerza cortante y momento flector. A partir de las ecuaciones V(x) y M(x) Por el método de integración. Definición de fricción seca y las leyes que la gobiernan. Tipos de problemas en fricción seca. Aplicaciones: cuñas, bandas planas y tornillos de fuerza. Definición y momentos de segundo orden de una área. Momentos polares de inercia. Teorema de los ejes paralelos. Productos de inercia y radio de giro. b. Programación Session Tema / Subtema. Actividades. 1 Introducción y conceptos básicos Exposición del profesor. 2 Definir los vectores de fuerza, posición y unitarios Exposición del profesor. 3 Equilibrio de fuerzas Sesión de ejercicios 4 Principio de transmisibilidad Exposición del profesor. 5 Momento de una fuerza con respecto a Exposición del profesor.

8 un punto 6 Momento de una fuerza con respecto a Exposición del profesor. Sesión una línea de ejercicios. 7 Momento de una fuerza con respecto a una línea Sesión de ejercicios 8 Reducción de un sistema de fuerzas Sesión de ejercicios 9 1 er Examen Parcial 10 Diagramas de cuerpo libre Exposición del profesor. 11 Equilibrio de cuerpos en un plano Exposición del profesor. Sesión de ejercicios. 12 Equilibro de cuerpos rígidos en un plano Exposición del profesor. 13 Equilibrio de cuerpo en 3-D Sesión de ejercicios 14 Equilibrio de cuerpos en 3-D Sesión de ejercicios 15 Determinación del centroide por integración Exposición del profesor. 16 Determinación del centroide de figuras compuestas Sesión de ejercicios 17 2 nd Examen Parcial 18 Bastidores Exposición del profesor. 19 Bastidores Sesión de ejercicios 20 Bastidores Sesión de ejercicios 21 Máquinas simples Exposición del profesor. 22 Máquinas simples Sesión de ejercicios 23 Máquinas simples Sesión de ejercicios 24 Vigas diagramas de corte y momentos Exposición del profesor. 25 Vigas diagramas de corte y momentos Sesión de ejercicios 26 3 er Examen Parcial 27 Inercias por integración Exposición del profesor. Sesión de ejercicios. 28 Inercias figuras compuestas (teorema Exposición del profesor. Sesión ejes paralelos de ejercicios. 29 Fricción en poleas y bandas Sesión de ejercicios Examen Final c. Trabajo final. Los estudiantes diseñaran y calcular una estructura metálica usando material de aluminio. También calcular las tensiones que se generan en cada uno de los elementos de la misma, además de presentar la memoria de cálculo que le permita cambiar algunos parámetros y evaluar las tensiones. El trabajo final deberá incluir dibujos, memoria de cálculo en Excel y el modelo de la estructura.