I. INFORMACIÓN GENERAL NOMBRE DEL CURSO: MECANICA VECTORIAL CÓDIGO 105350 UNIDAD ACADÉMICA NIVEL ACADÉMICO CICLOS DE FORMACIÓN FACULTAD Ingeniería TÉCNICO PROFESIONAL PROGRAMA DEPARTAMENTO Cundinamarca Programa de Ingeniería Mecatrónica TECNOLÓGICO PROFESIONAL POSGRADUAL BÁSICA PROFESIONAL DISCIPLINAR COMPLEMENTARIA TIPO DE CURSO MODALIDAD CRÉDITOS ACADÉMICOS OBLIGATORIO PRESENCIAL ELECTIVA DE PROFUNDIZACIÓN VIRTUAL A DISTANCIA II. JUSTIFICACIÓN DEL CURSO: NÚMERO DE CRÉDITOS El Ingeniero Mecatrónico debe ser un profesional integral capacitado para enfrentarse a aplicaciones de diseño y rediseño. Del mismo modo podrá tener la capacidad de discernir, transformar y generar ideas las cuales aporten a este desarrollo y que de igual forma puedan adaptarse tanto académico como industrialmente. Para interpretar un mundo físico, se hace necesario conocer el movimiento de los cuerpos y las iteraciones en el medio físico donde estos interactúan. Por lo tanto, la Mecánica Vectorial proporciona las herramientas que ayudan a describir dichos movimientos y las fuerzas que intervienen en dichos cuerpos. 4 III. SÍNTESIS DEL CURSO: En lo que respecta al curso, muestra como la mecánica vectorial hace parte fundamental en el diseño mecánico, de allí la importancia que tiene este curso, ya que se convierte en la columna principal de muchas de las maquinarias que se emplean en la industria. De lo anterior se resalta que el estudiante en el curso deberá desarrollar estas habilidades y competencia en el transcurso de la misma continuando con su proceso de formación, teniendo como prerrequisito haber cursado física mecánica donde ya su conocimiento es superior en lo que respecta a principios fundamentales y dominio de algunas herramientas matemáticas para simplificar los cálculos a la hora de realizar un respectivo diseño. Por qué se rompen las cosas? Para predecir de forma fiable lo que está pasando dentro de una estructura, tenemos que conocer las fuerzas que actúan sobre él. Las leyes de Newton, nos ayudaran a determinar estas fuerzas. Exploramos para partículas primero, a continuación, para dos dimensiones, y, finalmente, para los sistemas tridimensionales. En primer lugar nos fijamos en la estructura desde el exterior, y luego desde el interior. Aprendemos a identificar, formular y resolver problemas de ingeniería. Para ello, usted debe estar familiarizado y no tiene miedo de las matemáticas, vectores, y la física básica. IV. PROPÓSITOS DE FORMACIÓN: GENERAL: Al culminar el curso el estudiante podrá Comprender los principios generales de mecánica vectorial para realizar cualquier problema de mecánica en una forma sencilla y lógica haciendo uso de conceptos de fuerza, y estudiar los 1
efectos que un sistema de fuerzas puede tener sobre una partícula o un cuerpo rígido para el equilibrio, acorde con las habilidades adquiridas en el transcurso del curso, teniendo como base el trabajo en equipo y la responsabilidad en la entrega de las actividades de carácter independiente. ESPECÍFICOS: Al final de este curso, usted será capaz de hacer lo siguiente. Explicar las leyes del movimiento y la gravitación de Newton, entender los procedimientos estándar para la realización de la suma de vectores, productos de punto, productos cruzados y cálculos numéricos generales. Explicar el concepto del diagrama de cuerpo libre para una partícula, formular y resolver problemas de equilibrio de partículas usando las ecuaciones de equilibrio de fuerzas. Explicar el concepto del diagrama de cuerpo libre para vehículos de dos y tres dimensiones de estructuras ; formular y resolver problemas de equilibrio de cuerpos rígidos utilizando las ecuaciones de la fuerza y de momento el equilibrio. Explicar los pasos para el análisis de las estructuras y armazones de ingeniería. Explicar el método de las secciones para determinar las cargas internas en un miembro, formular y resolver ecuaciones que pueden ser visualizados a través de diagramas de fuerza cortante y momento. Explicar el concepto de fricción seca, formular y resolver el equilibrio de los cuerpos rígidos sometidos a fricción; explicar el concepto de resistencia a la rodadura. Explicar concepto de centro de gravedad, el centro de masa, y el centroide ; formular y resolver estas ecuaciones para un sistema de partículas discretas y un cuerpo de forma arbitraria. Explicar los conceptos generales para identificar, formular y resolver problemas de ingeniería. V. CONTENIDOS BÁSICOS DEL CURSO: Estática de Partículas. Cuerpos Rígidos. Equilibrio de Cuerpos Rígidos. Análisis de Estructuras. Fuerzas Distribuidas: Centroides y Centros de Gravedad. Fuerzas en Vigas y Cables VI. COMPETENCIAS A DESARROLLAR: Utiliza los principios físicos para plantear ecuaciones descriptivas necesarias para la interpretación de los modelos mecánicos. 2
Está en capacidad de identificar los diferentes tipos de variables en un sistema y sus relaciones. Describe y comprende los modelos físicos Identifica correctamente el procedimiento a seguir para obtener las ecuaciones de fuerzas en una estructura o elemento de máquina. Relaciona sistemas en procesos más complejos para establecer el equilibrio de un cuerpo VII. RUTA METODOLÓGICA: SEMANA ACTIVIDADES y CONTENIDOS RECURSOS/HERRAMIENTAS METODOLOGÍA Semana 1 Presentación del contenido programático, aspectos generales Estática de Partículas, Fuerzas en un plano teoría y ejercicios 3
Semana 2 Semana 3 Semana 4 Descomposición de una fuerza en sus componentes, ejercicios Taller Fuerzas en el espacio, componentes rectangulares, ejercicios Equilibrio de una partícula en el espacio, ejercicios Taller 4
Semana 5 Semana 6 Semana 7 Equilibrio de Cuerpos Rígidos, Diagrama de cuerpo libre, equilibrio en dos dimensiones, ejercicios. Equilibrio de un cuerpo sujeto a dos y tres fuerzas, ejercicios Ejercicios de equilibrio de cuerpos. Taller Equilibrio de cuerpos rígidos en tres dimensiones 5
Semana 8 Semana 9 Semana 10 Ejercicios en tres dimensiones Taller Análisis de estructuras, Teoría, Análisis por el método de nodo Ejercicios de estructuras por el método de nodo Análisis de estructuras por el método de secciones 6
Semana 11 Semana 12 Semana 13 Ejercicios de estructuras Taller Fuerzas Distribuidas: centroides y centros de gravedad, Teoría Ejercicios de centro de gravedad y centroides 7
Semana 14 Semana 15 Semana 16 Fuerzas en Vigas, Fuerza cortante y momento flexionante de una viga, ejercicios Ejercicios con fuerzas puntuales y momento Ejercicios con fuerzas distribuidas Ejercicios con fuerza distribuidas 8
VIII. ESTRATEGIAS Y PROCESOS DE EVALUACIÓN DE COMPETENCIAS: Mediante la evaluación el docente podrá valorar el rendimiento y logro de las competencia en los estudiantes, así como determinar las fortalezas y deficiencias del curso, lo cual permitirá desarrollar y diseñar nuevas estrategias pedagógicas que permitan el cumplimiento del objetivo del curso. El curso se fundamenta en la retroalimentación permanente donde saldrán a relucir las fallas y falencias en la comprensión de las actividades, los conocimientos adquiridos y las nuevas expectativas de los estudiantes con respecto al curso. Para cumplir con esta retroalimentación se realizaran socializaciones donde se tendrá en cuenta la opinión de los estudiantes y los resultados obtenidos al culminar con alguna labor. Los aspectos más importantes a tener en cuenta para la evaluación serán, el cumplimiento en la entrega de trabajos por parte del alumno y todo lo concerniente al trabajo independiente realizado por el estudiante, el desempeño, actitudes, además de la oportuna entrega de un informe que el estudiante entregara, de su total elaboración, es decir, la demostración de haber comprendido y analizado el trabajo así como establecer toma de decisiones y conclusiones respecto al mismo. Del mismo modo el docente expondrá algunos aspectos mínimos que el estudiante debe alcanzar los cuales serán parte de la evaluación. Finalmente se llevará a cabo un examen donde se pondrá a prueba el estudiante enfrentándolo a un problema en el cual reflejara las competencias y conceptos adquiridos. Los criterios a tener en cuenta son los siguientes: Cumplimiento en la entrega de trabajos Cumplimiento de las responsabilidades adquiridas en los grupos de trabajo. Habilidad en la toma de decisiones en la parte teórica. Desempeño en la agilidad de desarrollar cálculos haciendo uno de herramientas matemáticas. La asistencia a clase EVALUACION El docente evaluará mediante quices y exámenes teóricos la comprensión de los temas, los ejercicios en clase y trabajos extra clase. Así mismo se realizarán presentaciones para fomentar la expresión oral del estudiante. Estas apreciaciones y valoraciones se expresan en calificaciones numéricas en una escala de cero punto cero a cinco punto cero. De acuerdo a los reglamentos se reportaran dos calificaciones, teniendo la primera un valor del 40% y la segunda el 60% restante. La distribución del porcentaje de los ítems que hagan parte de la evaluación será asignada cada semestre de acuerdo a las actividades que se realicen. Se recomienda: Los porcentajes expuestos a continuación son los establecidos por el reglamento de estudiantes, donde también se expresa que en ninguno de los dos periodos el porcentaje de la evaluación excederá el 20% respectivamente, de igual forma se plantea que la aprobación de la asignatura será con un 3.0, estando el rango de calificación entre 0.0 y 5.0. 40% 20% Talleres y quices 20% Prueba Escrita. 60% 20% Proyecto. 9
20% Tareas, trabajos, talleres, exposiciones, pruebas escritas. 20% Examen final IX. BIBLIOGRAFÍA: BÁSICA: BEER, F. B.; JOHNSTON, E. R., Mazurek, D. Mecánica vectorial para ingenieros: estática. Mc GRAW HILL. 2013. COMPLEMENTARIA: Meriam, J. L., Kraige, L. G. Engineering Mechanics: Statics. Wiley Global Education, 2011. MCGILL, David J. y KING, Wilton, W. Mecánica para ingeniería y sus aplicaciones: estática. México, Iberoamericana, 1991. Hibbeler, R. C.. Engineering Mechanics : Statics, Prentice Hall, 2010 Bedford Fowler, Mecánica para ingeniería Estática. Prentice Hall México, 2008. X. CIBERGRAFÍA: REVISTAS ELECTRÓNICAS: BASES DE DATOS: PÁGINAS WEB: http://www.ce.berkeley.edu/~coby/e36/index.html http://biomechanics.stanford.edu/statics DATOS DEL PROFESOR: Nombre(s) del(os) profesor(es) Correo(s) electrónico(s) Juan Manuel Rodríguez Prieto rodriguez.juanmanuel@uniagraria.edu.co Firma(s) del(os) profesor(es) Fecha de elaboración Febrero 2014 Fecha de actualización Febrero 2014 Revisó 10
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