MECÁNICA VECTORIAL CINEMÁTICA

Transcripción

1 MECÁNICA VECTORIAL CINEMÁTICA Programa sintético MECÁNICA VECTORIAL CINEMÁTICA Datos básicos Semestre Horas de teoría Horas de práctica Objetivos Horas trabajo adicional estudiante Créditos III Al finalizar el curso el alumno desarrollará la capacidad de analizar y resolver problemas relacionados con el movimiento de partículas y de cuerpos rígidos de una forma lógica y simple donde no intervengan las causas que producen dichos movimientos. Contribución al Perfil de Egreso Los principios adquiridos en esta asignatura serán aplicados en las asignaturas subsecuentes tales como mecánica vectorial dinámica, sin embargo, además esta asignatura es básica para entender la cinemática de partículas y de cuerpos rígidos como una herramienta fundamental en el área de diseño y análisis de mecanismos. a Desarrollar Temario Genéricas Profesionales Unidades Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Unidad 6 Unidad 7 Razonamiento científico-tecnológico. Cognitiva y emprendedora Comunicación en español e ingles. Esta materia proporciona las bases para el análisis de forma lógica y sencilla de cualquier problema relacionado con la cinemática de partículas y cuerpos rígidos dentro de un mecanismo. Contenidos INTRODUCCIÓN ALGEBRA Y CÁLCULO VECTORIAL MOVIMIENTO RECTILÍNEO DE PARTÍCULAS MOVIMIENTO CURVILÍNEO DE PARTÍCULAS MOVIMIENTOS RELATIVOS CINEMÁTICA DE CUERPOS RÍGIDOS. CENTROS DE MASA Y MOMENTOS DE INERCIA DE CUERPOS RÍGIDOS.

2 Métodos y prácticas Mecanismos y procedimientos de evaluación Métodos Prácticas Exámenes parciales Evidencias de desempeño Examen ordinario Programa sintético Se impartirán clases teóricas de una hora diaria, el maestro estará en libertad de utilizar, además del pintaron, plumones y borrador, técnicas de las nuevas tecnologías, para reforzar y aumentar el conocimiento. Se utilizará el basado en problemas y se fomentará el colaborativo mediante análisis y solución de ejercicios en donde el profesor será un facilitador, promoviendo el significativo. Se emplearán dos horas por semana para resolver ejercicios y problemas del tema. El proceso - se reforzará mediante trabajos de investigación y tareas para cada uno de los temas. El profesor fomentará el uso de las TIC s y de programas especializados para solución y simulación de problemas. 1º Examen programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño (16 Sesiones). Valor relativo 20%. 2º Examen programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño (16 Sesiones). Valor relativo 20%. 3º Examen programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño (16 Sesiones). Valor relativo 20%. 4º Examen programado y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño (16 Sesiones). Valor relativo 20%. 5 Proyecto de materia o integrador. Valor relativo 20% Portafolio de evidencias a través el cual se evalúan las competencias desarrolladas y que puede consistir de: Cuadernillo de ejercicios resueltos Reportes de prácticas Simulaciones Documentación de prototipos Reportes técnicos relacionados con la materia (escrito, fotos y/o videos) Otras que el profesor considere pertinentes. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen.

3 Examen a título Examen de regularización Otros métodos y procedimientos Otras actividades académicas requeridas Programa sintético Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Empleo de software matemático y foros educativos, en la resolución de proyectos enfocados a casos. La participación en clases, trabajos extra-clase de investigación, tareas, asistencia a clases y trabajos en equipo. Bibliografía básica de referencia Textos básicos 1. Beer / Johnston / Eisenberg. 2. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica. 3. Mc. Graw Hill, 8a Edición México BEDFORD/FOWLER L. Dinámica, Mecánica para Ingeniería. Addison Wesley, edición en español. 5. Beer / Johnston / Eisenberg. 6. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática. 7. Mc. Graw Hill, 8a Edición México Textos complementarios 8. Cinemática y Dinámica Básicas para Ingenieros Trillas - Facultad de Ingeniería, UNAM.

4 A) MECÁNICA VECTORIAL CINEMÁTICA B) Datos básicos del curso Semestre Horas de teoría por semana Horas de práctica por semana Horas trabajo adicional estudiante Créditos III C) Objetivos del curso Objetivos generales Al finalizar el curso el estudiante desarrollará: Al finalizar el curso el alumno desarrollará la capacidad de analizar y resolver problemas relacionados con el movimiento de partículas y de cuerpos rígidos de una forma lógica y simple donde no intervengan las causas que producen dichos movimientos. Objetivos específicos Unidades 1. INTRODUCCIÓN 2. ALGEBRA Y CÁLCULO VECTORIAL 3. MOVIMIENTO RECTILÍNEO DE PARTÍCULAS 4. MOVIMIENTO CURVILÍNEO DE PARTÍCULAS Objetivo específico a) Repasará los conceptos vectoriales, sistemas de unidades y ecuaciones de movimiento. b) Comprenderá los conceptos básicos del algebra y cálculo vectorial para aplicarlos en mecánica vectorial. a) El alumno comprenderá la teoría del movimiento rectilíneo de las partículas, analizando y resolviendo ejercicios relacionados al tema. a) El alumno comprenderá la teoría del movimiento curvilíneo de las partículas, analizando y resolviendo ejercicios relacionados al tema. 5. MOVIMIENTOS RELATIVOS 6. CINEMÁTICA DE CUERPOS RÍGIDOS. a) El alumno obtendrá las características cinemáticas absolutas de un punto, en función de sus características relativas a un sistema de referencia móvil y de las propias de éste, especialmente para movimientos con trayectoria plana y para movimientos rectilíneos. a) Analizará y resolverá problemas de movimiento plano de cuerpos rígidos, y de algunos mecanismos, donde no intervengan las causas que producen el movimiento.

5 7. CENTROS DE MASA Y MOMENTOS DE INERCIA DE CUERPOS RÍGIDOS. a) El alumno determinará los centros de masa de cuerpos rígidos compuestos, de configuración sencilla. b) Obtendrá momentos de inercia de la masa de dichos cuerpos. Contribución al Perfil de Egreso Los principios adquiridos en esta asignatura serán aplicados en las asignaturas subsecuentes tales como mecánica vectorial dinámica, sin embargo, además esta asignatura es básica para entender la cinemática de partículas y de cuerpos rígidos como una herramienta fundamental en el área de diseño y análisis de mecanismos. a Desarrollar Genéricas Profesionales Razonamiento científico-tecnológico. Cognitiva y emprendedora Comunicación en español e ingles. Esta materia proporciona las bases para el análisis de forma lógica y sencilla de cualquier problema relacionado con la cinemática de partículas y cuerpos rígidos dentro de un mecanismo. D) Contenidos y métodos por unidades y temas 2 hs UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN Temas 1.1 Conceptos. 1.2 Unidades y análisis dimensional. Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo.

6 4 hs UNIDAD 2 ALGEBRA Y CÁLCULO VECTORIAL Temas 2.1 Introducción. 2.2 Componentes de un vector. 2.3 Derivadas vectoriales. 2.4 Vector tangente unitario. 2.5 Curvatura. 2.6 Curvas planas. Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. UNIDAD 3 MOVIMIENTO RECTILÍNEO DE PARTÍCULAS Temas 3.1 Posición, velocidad y aceleración. 3.2 Determinación del movimiento de una partícula. 3.3 Movimiento rectilíneo uniforme. 3.4 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. 3.5 Movimiento de varias partículas. 3.6 Solución grafica de problemas de movimiento rectilíneo uniforme. Lecturas y otros Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas recursos indicados por el profesor. 8 hs Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. UNIDAD 4 MOVIMIENTO CURVILÍNEO DE PARTÍCULAS Temas 4.1 Vector de posición, velocidad y aceleración. 4.2 Derivadas de funciones vectoriales. 4.3 Componentes rectangulares de la velocidad y la aceleración. 4.4 Componentes tangencial y normal. 4.5 Componentes radial y transversal. 10 hs

7 Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. 8 hs UNIDAD 5 MOVIMIENTOS RELATIVOS Temas 5.1 Caso general de movimiento relativo, posición absoluta y relativa. 5.2 Velocidades y aceleraciones absolutas y relativas. 5.3 Aceleración de Coriolis. 5.4 Movimientos relativos con origen fijo para el sistema móvil y trayectoria plana. 5.5 Movimientos relativos donde la partícula en estudio conserva siempre su posición. 5.6 Aplicaciones. Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. 18 hs UNIDAD 6 CINEMÁTICA DE CUERPOS RÍGIDOS. Temas 6.1 Traslación. 6.2 Rotación alrededor de un eje fijo. 6.3 Ecuaciones que definen la rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje fijo. 6.4 Movimiento plano general. 6.5 Velocidad absoluta y velocidad relativa en el movimiento plano. 6.6 Razón de cambio de un vector con respecto a un sistema de referencia en rotación. 6.7 Movimiento plano de una partícula relativa a un sistema de referencia en rotación. Aceleración de Coriolis.

8 Lecturas y otros recursos Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. UNIDAD 7 FUERZAS DISTRIBUIDAS: MOMENTOS DE INERCIA. 18 hs Temas Lecturas y otros recursos 7.1 Momento de inercia en un área. 7.2 Determinación del momento de inercia en un área por integración. 7.3 Momento polar de inercia de un área. 7.4 Radio de giro de un área. 7.5 Teorema de los ejes paralelos para el momento de inercia de areas. 7.6 Momentos de inercia de áreas compuestas. 7.7 Momento de inercia de una masa. 7.8 Teorema de los ejes paralelos para el momento de inercia de masas. 7.9 Momentos de inercia de placas delgadas Determinación del momento de inercia de un cuerpo tridimensional por integración Momentos de inercia de cuerpos compuestos. Se recomienda leer los temas de la bibliografía sugerida, y resolver problemas indicados por el profesor. Se impartirá mediante sesiones expositivas por el maestro en las cuales se hará revisión de las bases teóricas pertinentes, además de sesiones de análisis y solución de promover el a la del uso de nuevas tecnologías como simuladores y paquetes matemáticos, además de basar su trabajo en el aula en el significativo. E) Estrategias de y La solución de ejercicios, problemas y la realización de diversas prácticas en el laboratorio se utilizarán como elementos centrales para reafirmar, adquirir y manejar la información, así como para la aplicación y transferencia del conocimiento. La basada en el uso de nuevas tecnologías de información tiene como objetivo incorporar al alumno al uso de herramientas actuales que le permitan una mejor inserción en el ámbito profesional. Por otro lado, se pretende que el profesor aplique, siempre que sea prudente, otros enfoques didácticos como el trabajo en equipo, el basado en problemas y el basado en proyectos, todo esto con el fin de fomentar el significativo.

9 F) Evaluación y acreditación Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen parcial departamental y 4 semanas El contenido de 20% evaluación del desarrollo de las competencias ( Programado ) a través de las evidencias de desempeño 16 sesiones de una hora Segundo examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño 4 semanas ( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora 20% Tercer examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño 4 semanas ( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora 20% Cuarto examen parcial departamental y evaluación del desarrollo de las competencias a través de las evidencias de desempeño 4 semanas ( Programado ) El contenido de 16 sesiones de una hora 20% Proyecto final Durante todo el curso Todo el curso 20% Otra actividad 2 TOTAL 100% Examen ordinario. Se evalúa como el Al terminar el El contenido del 100% promedio del total de evaluaciones parciales y proyecto final. curso curso. Examen Extraordinario. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del El contenido del curso. 100% programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen a título. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. Examen de regularización. Examen departamental en el que se evalúa todo el contenido del programa y las competencias que se desarrollan en el curso. Se hace necesaria la presentación del portafolio de evidencias como requisito para la presentación del examen. G) Bibliografía y recursos informáticos Textos básicos 1. Beer / Johnston / Eisenberg. 2. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica. El contenido del curso. El contenido del curso. 100% 100%

10 3. Mc. Graw Hill, 8a Edición México BEDFORD/FOWLER L. Dinámica, Mecánica para Ingeniería. Addison Wesley, edición en español. 5. Beer / Johnston / Eisenberg. 6. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática. 7. Mc. Graw Hill, 8a Edición México Textos complementarios 8. Cinemática y Dinámica Básicas para Ingenieros Trillas - Facultad de Ingeniería, UNAM.