UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESTUDIO

Aprobado por el Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería en su sesión ordinaria del 19 de noviembre de 2008

CINEMÁTICA Y DINÁMICA 0066 3o 09 Asignatura Clave Semestre Créditos

Ciencias Básicas Ciencias Aplicadas Ingeniería Mecánica

División Coordinación Carrera(s) en que se imparte

Asignatura: Horas: Total (horas):

Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5

Optativa Prácticas 0.0 16 Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Estática Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: El alumno será capaz de comprender los diferentes estados mecánicos de movimiento de partículas y de cuerpos rígidos considerando la geometría del movimiento, así como las causas que lo modifican. Asimismo será capaz de analizar y resolver ejercicios de cinemática y dinámica clásicas. Temario

NÚM. NOMBRE HORAS

1. Cinemática de la partícula 9.0

2. Cinética de la partícula 18.0

3. Trabajo y energía e impulso y cantidad de movimiento de la partícula 10.5

4. Cinemática del cuerpo rígido 15.0

5. Cinética del cuerpo rígido 19.5

72.0

Prácticas de laboratorio 0.0

Total 72.0

CINEMÁTICA Y DINÁMICA (2 / 4)

1 Cinemática de la partícula

Objetivo: El alumno analizará y resolverá ejercicios de la cinemática de la partícula. Contenido:

1.1 Trayectoria, posición, velocidad, rapidez y aceleración lineales de una partícula en movimiento. 1.2 Sistema de referencia normal y tangencial para movimiento en trayectoria curva plana. Aceleración

normal y aceleración tangencial. 1.3 Movimiento rectilíneo de una partícula: uniforme, uniformemente acelerado y con aceleración

variada.

2 Cinética de la partícula Objetivo: El alumno aplicará las leyes de Newton en la resolución de ejercicios de movimiento de la partícula en un plano, donde intervienen las causas que modifican a dicho movimiento.

Contenido: 2.1 Segunda ley de Newton para movimiento de partículas de masa constante. 2.2 Cinética del movimiento rectilíneo de una partícula sujeta a una fuerza resultante. 2.3 Cinética del movimiento en trayectoria curva con sistemas de referencia tanto cartesiano como

normal y tangencial. Tiro parabólico. 2.4 Cinética de partículas conectadas.

3 Trabajo y energía e impulso y cantidad de movimiento de la partícula Objetivo: El alumno aplicará el método energético y el de cantidad de movimiento, en la resolución de ejercicios de movimiento de la partícula donde intervienen las causas que lo modifican.

Contenido: 3.1 Método de trabajo y energía. 3.2 Principio de conservación de la energía mecánica. 3.3 Método de impulso y cantidad de movimiento.

4 Cinemática del cuerpo rígido

Objetivo: El alumno analizará y resolverá ejercicios de movimiento plano de cuerpos rígidos, y de algunos mecanismos donde no intervengan las causas que modifican dicho movimiento.

Contenido: 4.1 Movimiento de rotación. Posición, desplazamiento, velocidad, rapidez y aceleración angulares. 4.2 Relación entre el movimiento lineal y el movimiento angular, para una partícula en trayectoria

circunferencial. 4.3 Movimiento relativo. 4.4 Descripción de los diferentes movimientos planos del cuerpo rígido. 4.5 Obtención de las ecuaciones para los diferentes tipos de movimiento plano del cuerpo rígido. 4.6 Cinemática de mecanismos: manivela-biela-corredera y de cuatro articulaciones.

CINEMÁTICA Y DINÁMICA (3 / 4)

5 Cinética del cuerpo rígido

Objetivo: El alumno aplicará ecuaciones que relacionen al sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo rígido, homogéneo y simétrico, con la aceleración angular que adquiere éste y con la aceleración lineal de su centro de masa, en la resolución de ejercicios de su movimiento plano. Contenido:

5.1 Obtención de las ecuaciones de la cinética del cuerpo rígido con movimiento plano. 5.2 Identificación del momento de inercia en las ecuaciones de movimiento. 5.3 Cálculo de momentos de inercia de cuerpos de configuración sencilla. Interpretación física. Teorema

de los ejes paralelos. 5.4 Cinética del cuerpo rígido: traslación, rotación y movimiento plano general.

Bibliografía básica: Temas para los que se recomienda: BEER, Ferdinand, JOHNSTON, E. Russell y CLAUSEN, William E. Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica Todos 8ª. Edición México McGraw-Hill, 2007 MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn Mecánica para Ingenieros, Dinámica Todos 3a edición España Editorial Reverté, S.A., 2000 HIBBELER, Russell C. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica Todos 10a edición México Pearson Prentice Hall, 2004

CINEMÁTICA Y DINÁMICA (4 / 4)

Bibliografía complementaria: RILEY, F. William Ingeniería Mecánica, Dinámica Todos Edición en español España Editorial Reverté, S.A., 2004 BEDFORD, Anthony y FOWLER, Wallace L. Todos Mecánica para Ingeniería. Dinámica 5a. edición México Pearson Education, 2008 BORESI, P. Arthur y SCHMIDT, J. Richard Ingeniería Mecánica, Dinámica Todos Edición en español México Thomson, 2001 Sugerencias didácticas:

Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras: X

Material didáctico digital (tutoriales y simuladores)

Talleres de Ejercicios Forma de evaluar:

Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras

Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura

Deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de física general. Nivel de preparación: mínimo licenciatura en el área físico-matemática y de las ingenierías. Experiencia profesional: deseable. Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía, facilitador del conocimiento. Actitudes de servicio, de responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESTUDIO

Aprobado por el Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería en su sesión ordinaria del 19 de noviembre de 2008 ESTÁTICA 0065 2º 09 Asignatura Clave Semestre Créditos

Ciencias Básicas Ciencias Aplicadas Ingeniería en Computación

División Coordinación Carrera en que se imparte

Asignatura: Horas: Total (horas):

Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5

Optativa Prácticas 0.0 16 Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Geometría Analítica. Seriación obligatoria consecuente: Cinemática y Dinámica. Objetivo(s) del curso: El alumno conocerá y comprenderá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana; analizará y resolverá ejercicios de equilibrio isostático. Temario

NÚM. NOMBRE HORAS

1. Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana 9.0

2. Conceptos básicos de la estática 10.5

3. Sistemas equivalentes de fuerzas 18.0

4. Primeros momentos, centros de gravedad, centros de masa y centroides 10.5

5. Estudio del equilibrio de los cuerpos 18.0

6. Fricción 6.0

72.0

Prácticas de laboratorio 0.0

Total 72.0

ESTÁTICA (2 / 5)

1 Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana Objetivo: El alumno conocerá y comprenderá los aspectos básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las partes en que se divide, las leyes que las rigen y las aplicaciones de éstas. Contenido:

1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica. 1.2 Noción de movimiento de un cuerpo. 1.3 Modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica. Cantidades físicas escalares y

vectoriales. 1.4 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa y fuerza. 1.5 Leyes de Newton, sistema de referencia inercial y transformaciones de Galileo. 1.6 Principios: de Stevin, de transmisibilidad y de superposición de causas y efectos. 1.7 Diagrama de cuerpo libre. 1.8 Ley de la gravitación universal. 1.9 Aplicaciones de las leyes de Newton y de la gravitación universal. 1.10 Introducción a la metrología y al S.I., en la mecánica clásica.

2 Conceptos básicos de la estática Objetivo: El alumno conocerá y comprenderá aspectos básicos del equilibrio. Contenido:

2.1 Vectores representativos de cantidades físicas empleadas en la mecánica clásica. 2.2 Clasificación de las fuerzas. 2.3 Principio de equilibrio. 2.4 Principio de adición de sistemas de fuerzas en equilibrio. 2.5 Procesos de composición y descomposición de cantidades físicas vectoriales empleadas en la

mecánica clásica. 2.6 Equilibrio de la partícula.

3 Sistemas equivalentes de fuerzas

Objetivo: El alumno aplicará los principios básicos de la mecánica clásica para la obtención de sistemas equivalentes de fuerzas. Contenido:

3.1 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje. 3.2 Teorema de Varignon. 3.3 Definición de sistemas equivalentes de fuerzas. 3.4 Par de fuerzas y sus propiedades. 3.5 Par de transporte. 3.6 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente. 3.7 Sistemas equivalentes más simples (simplificación): una sola fuerza, un par de fuerzas.

ESTÁTICA (3 / 5)

4 Primeros momentos, centros de gravedad, centros de masa y centroides

Objetivo: El alumno determinará centroides, centros de gravedad y centros de masa para cuerpos de configuración sencilla. Contenido:

4.1 Simplificación de un sistema de fuerzas con distribución continua. 4.2 Primeros momentos. 4.3 Centro de gravedad de un cuerpo. 4.4 Centro de masa de un cuerpo. 4.5 Centroide de un área. 4.6 Centroide de un volumen. 4.7 Determinación de centros de gravedad, centros de masa y centroides para cuerpos compuestos.

5 Estudio del equilibrio de los cuerpos

Objetivo: El alumno resolverá ejercicios de equilibrio isostático para cuerpos rígidos, sistemas mecánicos y estructuras de uso frecuente en ingeniería.

Contenido:

5.1 Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio. Ecuaciones de equilibrio traslacional. Ecuaciones de equilibrio rotacional.

5.2 Restricciones a los movimientos de un cuerpo rígido. 5.3 Apoyos y ligaduras más empleadas en la ingeniería. 5.4 Elaboración de diagramas de cuerpo libre. 5.5 Análisis de equilibrio isostático e hiperestático y condiciones de no equilibrio. 5.6 Determinación de reacciones de apoyos y ligaduras de sistemas mecánicos en equilibrio.

6 Fricción

Objetivo: El alumno comprenderá el fenómeno de fricción en seco y resolverá ejercicios donde intervengan fuerzas de fricción.

Contenido:

6.1 Naturaleza de la fuerza de fricción. 6.2 Clasificación de la fricción. 6.3 Fricción en seco. 6.4 Leyes de Coulomb-Morin. 6.5 Casos de deslizamiento y volcamiento de cuerpos.

ESTÁTICA (4 / 5)

Bibliografía básica: Temas para los que se recomienda:

BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell Todos Vector Mechanics for Engineers, Statics 8th edition U.S.A. McGraw-Hill, 2007 MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn Todos Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática 3a edición España Editorial Reverté, S.A., 2000

HIBBELER, Russell C. Todos

Mecánica para Ingenieros, Estática 10a edición

México Pearson Prentice Hall, 2004

Bibliografía complementaria: BEDFORD, Anthony and FOWLER, Wallace L. Todos Engineering Mechanics, Statics 5th edition

U.S.A. Prentice Hall, 2008

RILEY, F. William Todos Ingeniería Mecánica, Estática Edición en español España Editorial Reverté, S.A., 2002 SOUTAS-LITTLE, Robert W. et al Todos Engineering Mechanics, Statics Computational Edition Canada Thomson, 2008

ESTÁTICA (5 / 5)

Sugerencias didácticas:

Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras: X

Material didáctico digital (tutoriales y simuladores). Taller de Ejercicios.

Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras:

Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de física general. Nivel de preparación: mínimo licenciatura en el área físico-matemática y de las ingenierías. Experiencia profesional: deseable. Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía, facilitador del conocimiento. Actitudes de servicio, de responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESTUDIO

2 8

Asignatura Clave Semestre Créditos

División Departamento Licenciatura

Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre:

Obligatoria X Teóricas 4.0 Teóricas 64.0

Optativa Prácticas 0.0 Prácticas 0.0

Total 4.0 Total 64.0

Modalidad: Curso teórico

Seriación obligatoria antecedente: Cálculo y Geometría Analítica

Seriación obligatoria consecuente: Cinemática y Dinámica

Objetivo(s) del curso:

El alumno comprenderá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana;

analizará y resolverá ejercicios de equilibrio isostático.

Temario

NÚM. NOMBRE HORAS

1. Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana 6.0

2. Conceptos básicos de la estática 12.0

3. Sistemas de fuerzas equivalentes 16.0

4. Centros de gravedad y centroides 8.0

5. Estudio del equilibrio de los cuerpos 14.0

6. Fricción 8.0

_____

64.0

ESTÁTICA

CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE

CIENCIAS APLICADAS INGENIERÍA GEOMÁTICA

Actividades prácticas 0.0

_____

Total 64.0

29/10/2014 12:5765

1 Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana

Objetivo: El alumno comprenderá los aspectos básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las partes en que

se divide, las leyes que las rigen y las aplicaciones de estas.

Contenido:

1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica.

1.2 Noción de movimiento de un cuerpo.

1.3 Modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica y cantidades físicas escalares y vectoriales.

1.4 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa, fuerza y sus unidades de medida.

1.5 Principio de Stevin.

1.6 Leyes de Newton y el sistema de referencia inercial.

1.7 Ley de la gravitación universal.

2 Conceptos básicos de la estática

Objetivo: El alumno comprenderá los aspectos básicos del equilibrio.

Contenido:

2.1 Representación vectorial de una fuerza.

2.2 Composición y descomposición de la representación vectorial de una fuerza.

2.3 Principio de equilibrio de dos fuerzas y teorema de transmisibilidad.

2.4 Clasificación de los sistemas de fuerzas.

2.5 Diagrama de cuerpo libre.

2.6 Equilibrio de la partícula.

3 Sistemas de fuerzas equivalentes

Objetivo: El alumno aplicará los principios básicos de la mecánica clásica para la obtención de sistemas de fuerzas

equivalentes.

Contenido:

3.1 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje.

3.2 Teorema de Varignon.

3.3 Definición de sistemas de fuerzas equivalentes.

3.4 Par de fuerzas y sus propiedades.

3.5 Par de transporte.

3.6 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente.

3.7 Sistemas equivalentes más simples: una sola fuerza, un par de fuerzas.

4 Centros de gravedad y centroides

Objetivo: El alumno determinará centros de gravedad y centroides para cuerpos de configuración sencilla.

Contenido:

4.1 Primeros momentos.

4.2 Centro de gravedad de un cuerpo.

4.3 Centroide de un área.

4.4 Centroide de un volumen.

4.5 Determinación de centros de gravedad y centroides para cuerpos compuestos.

4.6 Simplificación de un sistema de fuerzas con distribución continua.

5 Estudio del equilibrio de los cuerpos

Objetivo: El alumno resolverá ejercicios de equilibrio isostático para cuerpos rígidos, sistemas mecánicos y

estructuras de uso frecuente en ingeniería.

(2/5)

29/10/2014 12:5766

Contenido:

5.1 Restricciones a los movimientos de un cuerpo rígido.

5.2 Apoyos y ligaduras más empleadas en la ingeniería.

5.3 Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio para un cuerpo rígido.

5.4 Análisis de equilibrio isostático y condiciones de no equilibrio.

5.5 Determinación de reacciones de apoyos y ligaduras de sistemas mecánicos en equilibrio.

6 Fricción

Objetivo: El alumno comprenderá el fenómeno de fricción en seco y resolverá ejercicios donde intervengan fuerzas de

fricción.

Contenido:

6.1 Naturaleza de la fuerza de fricción.

6.2 Clasificación de la fricción.

6.3 Fricción en seco.

6.4 Leyes de Coulomb-Morin.

6.5 Casos de deslizamiento y volcamiento de cuerpos.

Bibliografía básica Temas para los que se recomienda:

BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Rusell, MAZUREK, David

Mecánica vectorial para ingenieros, estática Todos

10a. edición

México, D.F.

McGraw-Hill, 2013

HIBBELER, Russell

Ingeniería mecánica, estática Todos

12a. edición

México, D.F.

Pearson Prentice Hall, 2010

MERIAM, J, KRAIGE, Glenn

Mecánica para ingenieros, estática Todos

3a. edición

Barcelona

Reverté, 2004

Bibliografía complementaria Temas para los que se recomienda:

MARTÍNEZ, Jaime, SOLAR, Jorge

Estática básica para ingenieros Todos

México, D.F.

Facultad de Ingeniería, UNAM, 2010

(3/5)

29/10/2014 12:5767

PYTEL, Andrew, KIUSALAAS, Jaan

Ingeniería mecánica, estática Todos

3a. edición

México, D.F.

CENGAGE Learning, 2012

SOUTAS LITTLE, Robert, INMAN, Daniel, BALIENT, Daniel

Ingeniería mecánica: estática Todos

Edición computacional

México, D.F.

CENGAGE Learning, 2009

(4/5)

29/10/2014 12:5768

Sugerencias didácticas

Exposición oral X Lecturas obligatorias X

Exposición audiovisual Trabajos de investigación X

Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X

Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo

Seminarios Búsqueda especializada en internet X

Uso de software especializado X Uso de redes sociales con fines académicos X

Uso de plataformas educativas X

Forma de evaluar

Exámenes parciales X Participación en clase X

Exámenes finales X Asistencia a prácticas X

Trabajos y tareas fuera del aula X

Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura

La asignatura deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de Física General. Nivel de preparación:

mínimo Licenciatura en el área Físico-Matemática y de las Ingenierías. Experiencia profesional: deseable.

Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía y que facilite el conocimiento. Actitudes de servicio, de

responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.

(5/5)

29/10/2014 12:57

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69

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE ESTUDIO

2 12

Asignatura Clave Semestre Créditos

División Departamento Licenciatura

Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre:

Obligatoria X Teóricas 6.0 Teóricas 96.0

Optativa Prácticas 0.0 Prácticas 0.0

Total 6.0 Total 96.0

Modalidad: Curso teórico

Seriación obligatoria antecedente: Cálculo y Geometría Analítica

Seriación obligatoria consecuente: Ninguna

Objetivo(s) del curso:

El alumno describirá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana; analizará

y resolverá problemas de equilibrio y de dinámica de partículas.

Temario

NÚM. NOMBRE HORAS

1. Conceptos básicos y fundamentos de la mecánica newtoniana 18.0

2. Representación y modelado de los sistemas de fuerzas 16.0

3. Determinación experimental del centroide de un cuerpo 6.0

4. Introducción a la dinámica de la partícula 20.0

5. Impulso y cantidad de movimiento de la partícula 12.0

6. Trabajo y energía de la partícula 16.0

7. Métodos combinados para la resolución de problemas 8.0

_____

96.0

MECÁNICA

CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE

CIENCIAS APLICADAS INGENIERÍA GEOFÍSICA

Actividades prácticas 0.0

_____

Total 96.0

6/1/2015 15:3556

1 Conceptos básicos y fundamentos de la mecánica newtoniana

Objetivo: El alumno comprenderá los conceptos y principios básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las

partes en que se divide, las leyes que las rigen y algunas aplicaciones de estas.

Contenido:

1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica.

1.2 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa y fuerza.

1.3 Cantidades físicas escalares y vectoriales.

1.4 Concepto de fuerza y propiedades de los modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica.

1.5 Principios de adición de sistemas de fuerzas en equilibrio, de Stevin y de transmisibilidad.

1.6 Ley de la gravitación universal, conceptos de peso y masa de un cuerpo.

1.7 Aplicaciones de las leyes de Newton y de la gravitación universal.

1.8 El Sistema Internacional de Unidades (SI) en la mecánica newtoniana.

1.9 La elaboración de diagrama de cuerpo libre (dcl) para el modelo de cuerpo de una partícula.

1.10 Fundamentación de la construcción del dcl a partir de las leyes de la gravitación universal y de la

acción y la reacción.

1.11 Fricción seca y fluida, naturaleza de este fenómeno, las leyes de Coulomb-Morin.

1.12 Descripción de la metodología experimental que fundamenta las leyes de Coulomb-Morin, obtención del

coeficiente de fricción estática.

2 Representación y modelado de los sistemas de fuerzas

Objetivo: El alumno comprenderá los fundamentos necesarios para analizar los sistemas de fuerzas y aplicará los

principios básicos de la mecánica newtoniana para la obtención de sistemas equivalentes de fuerzas.

Contenido:

2.1 Clasificación de las fuerzas.

2.2 Representación vectorial del modelo de una fuerza puntual.

2.3 Procesos de composición y descomposición de fuerzas en el plano y en el espacio, aplicación del concepto

de cambio de base vectorial.

2.4 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje.

2.5 Definición de sistemas equivalentes de fuerzas.

2.6 Par de fuerzas y sus propiedades, descripción de modelos experimentales para generar un par sobre un

cuerpo, estudio de sus propiedades.

2.7 Par de transporte.

2.8 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente.

2.9 Obtención del modelo vectorial del sistema equivalente más simple: una fuerza y un par no coplanos.

Casos particulares de simplificación: una fuerza, un par, equilibrio.

3 Determinación experimental del centroide de un cuerpo

Objetivo: El alumno determinará experimentalmente la posición del centro de masa de un cuerpo con simetría plana,

mediante la medición de tensiones en hilos que sujetan al cuerpo y la aplicación de las ecuaciones de equilibrio

para un sistema de fuerza coplanario.

Contenido:

3.1 El modelo de cuerpo rígido, homogéneo y no homogéneo, concepto de simetría plana.

3.2 Conceptos del centros de gravedad, de masa y geométrico (centroide) de un cuerpo, sus diferencias desde

la perspectiva de los sistemas de fuerzas.

3.3 Determinación experimental de centros de gravedad de un cuerpo con simetría plana.

3.4 Estudio del equilibrio de un cuerpo rígido sujeto a la acción de un sistema de fuerzas localizado en su

plano de simetría.

(2/7)

6/1/2015 15:3557

4 Introducción a la dinámica de la partícula

Objetivo: El alumno aplicará las leyes de Newton en el análisis del movimiento de una partícula en el plano, donde

intervienen las causas que modifican a dicho movimiento.

Contenido:

4.1 Elementos básicos de la cinemática: conceptos de trayectoria, posición, velocidad, rapidez y aceleración

lineales de una partícula en movimiento.

4.2 Sistema de referencia normal y tangencial para el movimiento curvilíneo de una partícula en el plano.

Aceleración normal y aceleración tangencial, curvatura y radio de curvatura. Interpretaciones físicas y geométricas

de estas propiedades asociadas a los movimientos rectilíneos y a los curvilíneos.

4.3 El modelo matemático vectorial de la segunda ley de Newton, su interpretación geométrica desde la

perspectiva de la dependencia lineal de vectores. La explicación de la relación causa efecto asociado al

concepto de la fuerza resultante de un conjunto de fuerzas.

4.4 El modelo matemático vectorial de la segunda ley de Newton, para los movimientos rectilíneos y

curvilíneos en el plano. Características de la aceleración en estos dos tipos de movimientos en función de

las componentes de la fuerza resultante. La explicación de la trayectoria descrita por la partícula a partir

de la naturaleza de las fuerzas que actúan en ella. Planteamiento escalar de la segunda ley de Newton.

4.5 Estudio de la dinámica de los movimientos de una partícula sujeta a una fuerza resultante constante: El

tiro vertical y el tiro parabólico. Explicación de la aceleración constante a partir de la formulación newtoniana

del movimiento. Características cinemáticas de posición, velocidad y aceleración para ambos movimientos.

Obtención de las aceleraciones tangencial y normal y del radio de curvatura para el caso del tiro parabólico.

4.6 Dinámica de movimientos en planos horizontales e inclinados para partículas conectadas. Características

de los elementos de sujeción ideales, tales como cuerdas y poleas, asociadas a propiedades cinemáticas y

dinámicas. Determinación de las relaciones cinemáticas para el movimiento de partículas conectadas.

4.7 Propiedades cinemáticas lineales y angulares para movimientos curvilíneos en rampas circunferenciales.

El péndulo simple.

5 Impulso y cantidad de movimiento de la partícula

Objetivo: El alumno analizará el movimiento de la partícula a partir del método de impulso y cantidad de movimiento,

haciendo énfasis en la interpretación física y geométrica del concepto de impulso de una fuerza en un intervalo

de tiempo dado.

Contenido:

5.1 Obtención del modelo matemático vectorial del impulso y cantidad de movimiento a partir de la segunda

ley de Newton.

5.2 Descripción de los elementos que componen el modelo. El concepto de área bajo la curva asociado al

impulso de una fuerza. La conservación de la cantidad de movimiento. Ventajas y limitaciones de su empleo

en función de las características de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y de la trayectoria descrita.

5.3 Solución de problemas dinámicos de la partícula mediante el empleo de este método para fuerzas

constantes y en función del tiempo. Partículas conectadas y movimientos rectilíneos.

6 Trabajo y energía de la partícula

Objetivo: El alumno analizará el movimiento de la partícula a partir del método del trabajo y la energía, haciendo

énfasis en la interpretación física y geométrica del concepto del trabajo de una fuerza.

Contenido:

6.1 Obtención, a partir de la segunda ley de Newton, del modelo matemático escalar que relaciona el trabajo

de la resultante de fuerzas sobre una partícula y la variación de su energía cinética producida.

6.2 Características de la integral de línea de una fuerza constante como la del peso de un cuerpo, y de una

dependiente de la posición, como la de un resorte que determina la ley de Hooke.

(3/7)

6/1/2015 15:3558

6.3 El teorema fundamental que relaciona el trabajo de la resultante con la suma de los trabajos de cada una

de las fuerzas que la componen. Obtención de los trabajos del peso de un cuerpo, de la fuerza de fricción

en una trayectoria rectilínea y de un resorte lineal. Características de los resultados de la integración

de línea, para estos trabajos, con respecto a la trayectoria seguida.

6.4 Resolución de problemas por medio de este método donde se involucren fuerzas constantes y producidas por

resortes lineales para trayectorias rectilíneas y curvilíneas planas. Ventajas de este método para la solución

de problemas de partículas conectadas.

6.5 Características de una fuerza conservativa con relación al resultado de la integral de trabajo,

determinación de la energía potencial asociada a una fuerza constante y a una dependiente de la posición.

Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.

6.6 Obtención del modelo que relaciona el trabajo de las fuerzas conservativas y no conservativas con la

variación de la energía cinética. Definición de sistema mecánico conservativo.

7 Métodos combinados para la resolución de problemas

Objetivo: El alumno resolverá problemas de dinámica de la partícula a partir de la aplicación conjunta de la segunda

ley de Newton, el método del impulso y la cantidad de movimiento y el de trabajo y energía, haciendo énfasis

en las características de las fuerzas que actúan en el cuerpo y las propiedades cinemáticas que presenta el

sistema.

Contenido:

7.1 Resolución de problemas que involucren trayectorias curvilíneas lisas y fuerzas y aceleraciones

normales. Obtención del modelo matemático del péndulo simple. Ley de Newton y de trabajo y energía.

7.2 Resolución de problemas donde intervengan la variable tiempo y el trabajo de fuerzas. Problemas

combinados de los métodos de impulso y trabajo y energía.

7.3 Resolución de problemas de partículas conectadas donde se involucren aceleraciones. Manejo de la segunda

ley con el método de trabajo y energía. Relación matemática entre la energía cinética y la aceleración en

función de la posición.

Bibliografía básica Temas para los que se recomienda:

BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Russell, MAZUREK, David

Mecánica vectorial para ingenieros, estática 1, 2 y 3

10a. edición

México

McGraw-Hill, 2013

BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Russell, CORNWELL, Phillip

Mecánica vectorial para ingenieros, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7

10a. edición

México

McGraw-Hill, 2013

HIBBELER, Russell

Ingeniería mecánica, estática 1, 2 y 3

12a. edición

México

Pearson Prentice Hall, 2010

(4/7)

6/1/2015 15:3559

HIBBELER, Russell

Ingeniería mecánica, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7

12a. edición

México

Pearson Prentice Hall, 2010

MERIAM, J, KRAIGE, Glenn

Mecánica para ingenieros, estática 1, 2 y 3

3a. edición

Barcelona

Reverté, 2002

MERIAM, J, KRAIGE, Glenn

Mecánica para ingenieros, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7

3a. edición

Barcelona

Reverté, 2002

Bibliografía complementaria Temas para los que se recomienda:

BEDFORD, Anthony, FOWLER, Wallace

Engineering Mechanics, Dynamics 1, 4, 5, 6, y 7

3th. edition

New Jersey

Prentice Hall, 2008

BEDFORD, Anthony, FOWLER, Wallace

Engineering Mechanics, Statics 1, 2 y 3

3th. edition

New Jersey

Prentice Hall, 2008

MARTÍNEZ, Jaime, SOLAR, Jorge

Estática básica para ingenieros 1, 2 y 3

1a. edición

México

Facultad de Ingeniería, UNAM, 2010

RILEY, William

Ingeniería mecánica, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7

1a. edición

Bilbao

Reverté, 2002

RILEY, William

Ingeniería mecánica, estática 1, 2 y 3

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