Sílabo de Mecánica Vectorial

Transcripción

1 Sílabo de Mecánica Vectorial Asignatura: Comunicación I. Datos Generales Código Carácter A0310 Obligatorio Créditos 5 Periodo Académico 2017 Prerrequisito Ingeniería de Materiales Horas Teóricas: 4 Prácticas: 2 II. Sumilla de la Asignatura La asignatura corresponde al área de las ciencias naturales, es de naturaleza Teóricapráctica. El propósito de la asignatura es el desarrollo de competencias en los principios de la mecánica vectorial para ingenieros a través del estudio de la estática y la dinámica. La asignatura contiene: Estática de partículas: Fuerzas en el plano y fuerzas en el espacio; cuerpos rígidos, sistemas equivalentes de cuerpos rígidos en dos y tres dimensiones. Fuerzas distribuidas; centroides y centros de gravedad. Análisis de estructuras, armaduras y armazones; fuerzas en vigas y cables. Momentos de inercia. Cinemática de partículas, movimiento relativo y cinemática del cuerpo rígido. III. Competencia Aplica los principios y leyes de la Estática y la Dinámica en la resolución de problemas en el análisis de partículas y cuerpos rígidos en equilibrio para la determinación de fuerzas en estructuras, en el análisis de las fuerzas en vigas y cables y en la comprensión del comportamiento dinámico de partículas y de cuerpos rígidos, para la resolución de problemas aplicados a máquinas demostrando actitud responsable.

2 IV. Organización de los Aprendizajes Asignatura: Comunicación Unidad Conocimientos Procedimientos Actitudes Conceptos y principios fundamentales de la Mecánica. Fuerzas en el plano: Vectores, adición o suma de vectores, Aplica la teoría del análisis vectorial en el estudio de la fuerza sobre una partícula, naturaleza y principales clases de las Mecánica para ingenieros. fuerzas usadas en la Mecánica, resultante de dos fuerzas, Determina la fuerza resultante, en magnitud y dirección, de resultante de un sistema de fuerzas concurrentes, componentes un sistema de vectores en dos dimensiones. rectangulares de una fuerza, Vectores unitarios, adición de fuerzas usando descomposición rectangular. I II Equilibrio de una partícula: Primera ley del movimiento de Newton, equilibrio de una partícula en el plano, diagrama de cuerpo libre. Fuerzas en el espacio: Forma cartesiana de un vector en el espacio, componentes rectangulares de una fuerza en el espacio, fuerza en términos de su magnitud y dos puntos sobre su línea de acción. Adición de fuerzas concurrentes en el espacio. Equilibrio de una partícula en el espacio. Cuerpos Rígidos: Introducción, Fuerzas externas e internas. Momento de una fuerza con respecto a un punto. Teorema de Varignon. Momento de una fuerza con respecto a un eje dado. Momento de un Par. Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. Equilibrio de cuerpos rígidos en el plano: Diagrama de cuerpo libre, reacciones en los puntos de apoyo y conexiones de una estructura bidimensional. Equilibrio de un cuerpo rígido en dos dimensiones. Equilibrio de cuerpos rígidos en el espacio: Reacciones en los apoyos y conexiones de una estructura tridimensional. Equilibrio de un cuerpo rígido en tres dimensiones. Utiliza modelos sencillos de representación de fuerzas que participan en el equilibrio de partículas en dos dimensiones. Establece las ecuaciones que verifican el equilibrio de una partícula. Desarrolla operaciones básicas para el análisis de fuerzas en el espacio. Aplica los principios y leyes de la Mecánica en el análisis de sistemas en equilibrio, partiendo de un marco de referencia inercial. Construye los conceptos de momento de fuerza y de par de fuerzas, que son los que causan giros en la maquinaria. Reconoce sistemas equivalentes de fuerzas y momentos. Aplica las condiciones de equilibrio de los cuerpos rígidos en el plano. Calcula las reacciones en apoyos en cuerpos bidimensionales, entre otros en vigas. Aplica las condiciones de equilibrio de los cuerpos rígidos en el espacio. Calcula las reacciones en apoyos en cuerpos tridimensionales. Toma conciencia del rol de ser estudiante universitario. Demuestra interés en los nuevos conocimientos y respeta la opinión de sus compañeros. Juzga la importancia de la asignatura en su quehacer cotidiano y profesional. Centroides y Centro de gravedad: Introducción. Áreas y líneas, centro de gravedad de un cuerpo bidimensional. Centroides por integración. Centroides de placas y alambres compuestos. Teorema de Pappus-Guldinus. Volúmenes. Centro de gravedad de un cuerpo tridimensional, Centroide de un volumen. Determina los centros de gravedad y centroides de diferentes cuerpos bidimensionales y tridimensionales. Evaluación Parcial

3 Fuerzas Distribuidas: Carga general distribuida. Cargas distribuidas en vigas. Fuerzas sobre superficies sumergidas Aplica los conceptos de centroide en la solución de problemas de cargas distribuidas. III IV Análisis estructural I: Armaduras, características básicas. Armaduras simples, análisis de armaduras mediante el método de los nodos y por el método de secciones. Análisis estructural II: Armazones y máquinas. Análisis de un armazón. Armazones que dejan de ser rígidos cuando se separan de sus soportes. Análisis de máquinas. Fuerzas en Vigas y Cables: Fuerzas internas. Fuerza cortante y momento flector de una viga. Diagrama de fuerza cortante y momento flector de una viga. Cables con carga concentrada. Momento de Inercia: Momento de inercia de un área. Determinación del momento de inercia por integración, momento polar, radio de giro, teorema de ejes paralelos. Momento de inercia de áreas compuestas. Dinámica. Cinemática de una partícula: Determinación del movimiento de una partícula. Movimiento de un sistema de partículas. Soluciones gráficas. Movimiento Curvilíneo de Partículas. Componentes rectangulares. Movimientos relativos. Utiliza el método de los nudos o el método de las secciones para determinar las fuerzas que actúan en las barras de una armadura. Aplica las ecuaciones de equilibrio al análisis y diseño de armazones y máquinas, determinando las fuerzas en la totalidad de estas estructuras así como en sus miembros individuales. Determina las fuerzas internas en vigas y cables. Comprende los efectos que se presentan en el interior de una estructura frente a un estado de carga. Calcula los momentos de inercia de áreas simples o de cuerpos compuestos. Aplica el teorema de los ejes paralelos para cálculos más complejos. Identifica los parámetros del movimiento de una partícula. Conoce los conceptos de cinemática en coordenadas rectangulares. Establece las ecuaciones de movimiento de una partícula en movimiento rectilíneo y en movimiento curvilíneo. Toma conciencia del rol de ser estudiante universitario. Demuestra interés en los nuevos conocimientos y respeta la opinión de sus compañeros. Juzga la importancia de la asignatura en su quehacer cotidiano y profesional. Cinética de Partículas: Segunda ley de Newton. Ecuaciones de movimiento. Cantidad de movimiento. Aplica las leyes de conservación de la energía y de la teoría del choque a la solución de problemas prácticos. Evaluación Final

4 V. Estrategias Metodológicas La asignatura se desarrollará mediante el uso de la metodología activa centralizada en las actividades del sujeto que aprende. El docente utilizará algunas estrategias de recojo de saberes previos como preguntas dirigidas hacia el logro del propósito, discusión, indagación, etc. Para la exposición del tema utilizará el diálogo participativo. Por lo general, las clases serán teóricas demostrativas con ejemplos referente al tema y con la participación activa de los estudiantes en el desarrollo de los ejercicios y/o problemas propuestos. Los estudiantes desarrollarán las estrategias de trabajo cooperativo para la resolución de ejercicios y problemas. El docente se apoyará en el recurso didáctico del aula virtual mediante el uso de las TICs. VI. Sistema de Evaluación Rubros Instrumentos Peso Evaluación de entrada Prueba de desarrollo Requisito Consolidado 1 Prácticas calificadas. Intervenciones orales. Portafolio, rúbrica de evaluación. Evaluación Parcial 20% 20% Consolidado 2 Evaluación Final Prácticas calificadas. Intervenciones orales. Portafolio, rúbrica de evaluación. Evaluación de recuperación (*) (*) Reemplaza la nota más baja obtenida en los rubros anteriores Fórmula para obtener el promedio: 20% 40% PF = C1 (20%) + EP (20%) + C2 (20%) + EF (40%) VII. Bibliografía 7.1 Básica Beer F., Johnston R. y Eisenbenberg E. (2013). Mecánica vectorial para ingenieros. Estática (10ª ed.). México: Mc. Graw-Hill Interamericana. 7.2 Complementaria Bedford A. y Fowler W. (1996). Mecánica para ingenieros. Estática (1ª ed.). Estados Unidos: Editorial Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. Castillo Basurto, J. L. (2006). Estática para ingenieros y arquitectos (2ª ed.). México: Editorial Trillas, S.A. De C.V.

5 Hibbeler, R. C. (2010). Ingeniería mecánica. Estática (12ª ed.).méxico: Pearson Educación de México, S.A. De C.V. Meriam, J.L. y Kraige, L.G. (2007). Mecánica para ingenieros. Estática (7ª ed.). España: Editorial Reverté, S.A. Riley, W.F. y Sturges, L.D. (1995). Ingeniería mecánica. Estática (1ª ed.). España: Editorial Reverté, S.A. Sandor, B.I. Y Richter, K.J. (1989). Ingeniería mecánica. Estática (2ª ed.). México: Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. 7.3 Recursos Digitales BASES DE DATOS ProQuest - base de datos de información del mundo académico. ENLACES DE INTERÉS Sistema de información científica REDALYC Red de revistas científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal