UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL BAHÍA BLANCA Departamento de Ingeniería Eléctrica MECÁNICA TÉCNICA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL BAHÍA BLANCA Departamento de Ingeniería Eléctrica MECÁNICA TÉCNICA PLAN ANUAL DE ACTIVIDADES ACADÉMICAS 2007 Por : Virginia Azurmendi Profesora Asociada Interina Contenido: 1. Análisis de la asignatura Mecánica Técnica.- 2. Programa Analítico actualizado.- 3. Evaluación diagnóstica.- 4. Planificación de la asignatura/cronograma.- 5. Condiciones de cursado.- 6. Docentes de la cátedra-tareas.- Marzo de

2 1.- ANÁLISIS DE LA ASIGNATURA Mecánica Técnica es una materia de 2º año de la carrera de Ingeniería Eléctrica, se encuentra en el bloque de las Tecnologías Básicas en el área de asignaturas complementarias; ello implica que los alumnos poseen conocimientos previos de materias básicas como Álgebra y Geometría Analítica, Física I y Análisis Matemático I. Por lo tanto la materia articula hacia abajo con las asignaturas de primer nivel del diseño curricular, y hacia arriba con las asignaturas tecnológicas específicas en las que estudiarán los mecanismos y sistemas que el ingeniero encontrará a lo largo de su vida profesional; en particular con Máquinas Eléctricas I e Instrumentos y Mediciones Eléctricas ya que se desarrollan contenidos que tienen que ver con los sensores y el equipamiento para la medición y análisis de vibraciones. En su mismo nivel, la articulación se da en particular con Análisis Matemático II y con la materia integradora Integración Eléctrica II, en la que desarrollarán la capacidad analítica y práctica que irán adquiriendo durante el cursado de esta asignatura. Ejemplos por demás característicos los constituyen la reproducción de Figuras de Lissajous con oscilador y osciloscopio y las mediciones de fenómenos vibratorios de suma aplicación de en el diagnóstico de maquinarias y al mantenimiento predictivo de equipos instalados en industrias. Creo que es importante analizar que el desarrollo de los contenidos de mecánica se dan en base a los conocimientos que traen los alumnos que no son los adecuados para la asignatura, esto se debe a que pasó de ser una asignatura de 3º nivel a una de 2º, esto hace que los conceptos que tenían de Análisis Matemático II y de Física II en la actualidad no los tengan incorporados, lo que hace dificultoso incluir temas con el nivel de exigencia en que se desarrollaba la materia con el diseño curricular anterior. El diseño curricular de la carrera establece la necesidad de formar durante el grado un ingeniero apto para cumplir funciones técnicas o de gestión en las áreas de generación, transmisión, distribución y utilización de energía eléctrica. La enseñanza de la Mecánica, base de los conocimientos de la Ingeniería en todas sus especialidades, y de las ciencias aplicadas, tiene como fin el desarrollo de las capacidades para predecir los efectos posibles de las fuerzas, el movimiento y el equilibrio; análisis que ayudarán a llevar a cabo el diseño técnico creativo. El carácter formativo de la mecánica está vinculado con su capacidad para proveer bases conceptuales adecuadas para la incorporación de otros conocimientos de disciplinas como las que se desarrollan en las asignaturas de niveles superiores. 2

3 El programa de la asignatura se desarrolla según el Programa Sintético en 7 puntos básicos, en los que se estudian: la Dinámica del Punto, Movimientos relativos, Dinámica de cuerpos rígidos, Dinámica de los Sistemas, Fenómenos percusivos, Oscilaciones Mecánicas y Modelado de sistemas electromecánicos. OBJETIVOS: Al finalizar el curso el alumno deberá resolver problemas cinemáticas y dinámicos.- Usar los principios de conservación de la energía mecánica en movimiento de traslación y rotación.- Calcular frecuencia de oscilación, coeficiente de amortiguamiento, desplazamiento, velocidad y aceleración en sistemas mecánicos oscilatorios.- Operar con analogía eléctrica y mecánica de sistemas.- Modelar sistemas electromagnéticos.- Calcular respuestas de sistemas mecánicos mediante métodos operacionales.- METODOLOGÍA DOCENTE: Al inicio del ciclo, se presentará el cronograma de actividades y las estrategias a seguir para conseguir los objetivos. Un punto de partida en el proceso de enseñanza aprendizaje es el diagnóstico de los conceptos o ideas previas de los alumnos; en consonancia con lo anterior, la actividad inicial de cada unidad puede consistir en la búsqueda de las ideas previas de los alumnos, ya sea mediante una actividad abierta en clase o con un cuestionario escrito. Por lo expuesto se realiza una evaluación diagnóstica al comenzar el ciclo lectivo, y tiene por finalidad conocer los conocimientos previos que trae el alumno. Teniendo en cuenta lo expresado anteriormente, se dictarán clases teóricas con desarrollo de problemas a modo de ejemplos, presentando estrategias para su resolución; teniendo como premisa fijar los conceptos fundamentales. Se tomarán como base los apuntes teóricos impresos, complementando en las clases con teoría y ejemplos adicionales. Se darán las indicaciones particulares a los alumnos sobre la bibliografía más recomendada en cada tema. Las clases prácticas de resolución de problemas se harán junto al ayudante de trabajos prácticos. En las mismas se planteará un ejercicio modelo, se lo analizará grupalmente, resolviéndolo en el pizarrón. Luego se propondrá la resolución de los ejercicios de las guías; tratando que los alumnos los resuelvan por sí mismos, o en pequeños grupos siempre asistidos por los docentes. Como complemento de las clases prácticas se incentivará el uso de diferentes Software, como MathCad, Mathematica, y Física Interactiva; y se realizará una experiencia práctica en el Laboratorio del GASM.- 3

4 Se realizarán reuniones con docentes del 2º nivel a los efectos de trabajar en la articulación horizontal. En la articulación vertical se mantendrán contactos con las docentes a cargo de asignaturas de nivel inferior y superior. SISTEMA DE EVALUACIÓN: Se adjunta en una hoja la información que reciben los alumnos el 1º día de clase en donde se describen las condiciones de cursado de la materia.- Cursado de la materia: El 1º día de clase se informa a los alumnos sobre las fechas de los parciales y laboratorios y los criterios a seguir en la corrección de los exámenes parciales y final. Los criterios se ponderarán teniendo en cuenta: Manejo de conceptos y formulación de planteos. Cálculo numérico y/o analítico. Manejo de unidades. Manejo de información (Tablas, fórmulas). Capacidad para la producción escrita, organización de la prueba, presentación general. El sistema de evaluación será individual mediante dos (2) exámenes parciales escritos consistentes en la resolución de problemas. Para aquellos alumnos que no logren superar ambos parciales deberán rendir un examen recuperatorio al final del cuatrimestre. Con los resultados de los parciales se tratará de obtener información tanto para el alumno como para el docente sobre el desarrollo del proceso enseñanza aprendizaje. Aprobación de la materia: La evaluación final será de carácter individual, escrita, con la posibilidad de complementar con un oral. Se evaluarán los contenidos de la asignatura mediante el desarrollo de teoría y de problemas, en los cuales se requiera la aplicación de conceptos de distintos capítulos, integrando cada uno de ellos. Con la resolución de problemas se buscará que el alumno pondere las incógnitas y los datos que poseen, aplicando los conceptos teóricos que los relacionan. 2.-PROGRAMA ANALÍTICO ACTUALIZADO Se adjunta en hojas aparte. 3.- EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA Se adjunta en hoja aparte. 4.- PLANIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA/CRONOGRAMA 4

5 PLANIFICACION: 1.- DINÁMICA DEL PUNTO Cinemática del punto. Sistemas de referencia. Coordenadas lineales y angulares: cartesianas, cilíndricas, intrínsecas y polares. Trayectoria, ecuación del movimiento sobre la trayectoria; ley del movimiento; vector posición. Conceptos cinemáticos: posición (r), velocidad (v) y aceleración (a). Movimientos especiales: periódicos, circulares, oscilatorios armónicos (MOA). Leyes de Newton: ecuación del movimiento. Sistemas de referencia en dinámica. Fuerzas naturales: conceptos de campos conservativos y discipativos. Conceptos mecánicos derivados: cantidad de movimiento, momento cinético, trabajo, potencia, energía cinética y potencial. Teoremas de conservación. Tiempo estimado: 6 semanas MOVIMIENTOS RELATIVOS Velocidades absolutas relativas y de arrastre. Aceleraciones absolutas, relativas, de arrastre y de Coreolis. Tiempo estimado: 1 semana CINEMÁTICA DEL CUERPO RÍGIDO Sistemas rígidos: condición geométrica y cinemática de rigidez. Movimientos de traslación, rotación y rototraslación. Velocidades y aceleraciones. Cinemática de mecanismos. Cinemática del movimiento rígido plano. Tiempo estimado: 3 semanas DINÁMICA DE SISTEMAS Y DEL CUERPO RÍGIDO Ecuaciones del movimiento. Expresión general de la energía cinética. Trabajo y energía cinética. Principio de la conservación de la energía en sistemas materiales. Aplicación a cuerpos rígidos. Magnitudes dinámicas derivadas. Reacciones dinámicas. Balanceo. Tiempo estimado: 2 semanas FENÓMENOS PERCUSIVOS Fuerzas percusivas. Ecuaciones cardinales. Aplicación a cuerpos rígidos. Anulación de reacciones percusivas. Centro de percusión. Tiempo estimado: 1 semana OSCILACIONES MECÁNICAS Movimientos oscilatorios; libres, amortiguados y forzados con y sin amortiguamiento. Aplicación a sistemas mecánicos. Aislamiento de oscilaciones en fundación de máquinas y en instrumentos. Tiempo estimado: 2 semanas MODELADO DE SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS Sistemas dinámicos. Diagrama de flujo. Ecuaciones de estado. Modelo de sistema dinámico. Aplicaciones. Tiempo estimado: 1 semana.- TOTAL DE HORAS CÁTEDRA CUATRIMESTRAL: 64 hs.- 5

6 Bibliografía actualizada: detallada en el programa analítico.- CRONOGRAMA: Se adjunta en hojas aparte. 5.- CONDICIONES DE CURSADO Se adjunta en hoja aparte. 6.- DOCENTES DE LAS CÁTEDRAS Funciones Responsable: Ing. Virginia Azurmendi - Profesora Asociada Interina Tareas: Actualizar el Programa analítico. Desarrollar en clase la teoría de todos los contenidos del programa. Dar problemas modelos para ejemplificar. Planificar y organizar los tiempos para teoría, práctica de ejercicios y experiencias de Laboratorio. Supervisar; guías de práctica y contenido de exámenes parciales. Analizar los resultados de las evaluaciones. Dar consultas fuera de los horarios de clase. Tomar exámenes finales. ATP: Mag. Carlos Vera Tareas: Asistir a los alumnos en las prácticas de ejercicios. Resuelve problemas ejemplos en el pizarrón y los guía para resolver los que ellos encaran. Corrige parciales. Ayuda a confeccionar las guías de prácticas. Dar consultas fuera de los horarios de clases. Asistir y participar de las reuniones de la Cátedra. 6