Estatica

Instrumentación didáctica para la formación y desarrollo de competencias

Nombre de la asignatura: ESTATICA

Carrera: INGENIERIA MECANICA

Clave de la asignatura: MED-1010

Horas teoría-Horas práctica-Créditos: 2 – 3 – 5

1. Caracterización de la asignatura

Esta asignatura aporta al ingeniero mecánico la capacidad para resolver problemas donde se desea obtener las fuerzas que actúan en los cuerpos rígidos. Para integrarla se ha hecho un análisis de los cuerpos, sus tipos de apoyos proponiéndose los temas que logran que se tenga el Conocimiento en esta área, que es la del estudio de los cuerpos en equilibrio. Esta materia le va a dar soporte a las asignaturas donde se requiera obtener fuerzas que se estén aplicando en los elementos que constituyen las maquinas, estructuras.

2. Objetivo(s) general(es) del curso. (Competencias específicas a desarrollar)

Comprender, modelar, analizar y resolver sistemas mecánicos en equilibrio. Aplicar herramientas matemáticas, computacionales y métodos experimentales en la solución de problemas para formular modelos, analizar procesos y elaborar prototipos mecánicos. Formular, evaluar, administrar proyectos de diseño, manufactura, diagnóstico, instalación, operación, control y mantenimiento tanto de sistemas mecánicos como de sistemas de aprovechamiento de fuentes de energía convencionales y no convencionales. Elaborar, interpretar y comunicar, de manera profesional, en forma oral, escrita y gráfica: Informes, propuestas, análisis y resultados de ingeniería.

3. Análisis por unidad

Unidad: Unidad 1 Tema: Equilibrio de la partícula en 2D y 3D

Competencia específica de la unidad Criterios de evaluación de la Unidad

Solucionar problemas para las fuerzas que se concentran en un punto. Exámenes unidad 70 % Reporte de lecturas, Resúmenes e investigaciones 10 % Trabajo en Equipo y Participación en Clase 10 % Resolución de Series de Ejercicios y situaciones problemas 10 %

Actividades de aprendizaje Actividades de enseñanza Desarrollo de competencias

genéricas

Horas teórico-prácticas

• Definir los conceptos y los

principios de la mecánica con ejercicios.

• Realizar ejercicios donde las

fuerzas sean concurrentes y en un plano.

• Aplicar el método del

paralelogramo para determinar la resultante de fuerzas concurrentes.

• Determinar la resultante de fuerzas

por medio del polígono.

• Obtener resultantes por medio del método analítico. Descomposición de fuerzas rectangulares.

Dar significado al concepto equilibrio estático, diagrama de cuerpo libre y de fuerzas concurrentes en el plano.

Explicar los conceptos y Establecer relaciones de cuerpo rígido, centro de masa, equilibrio rotacional y traslacional, diagrama de cuerpo libre en un cuerpo rígido en el plano así como los conceptos de la tercera ley de Newton, los tipos de apoyos y sus fuerzas de reacción.

Resolver actividades relacionadas con el cálculo de las fuerzas que intervienen en un sistema en equilibrio traslacional y rotacional en el plano que incluyan:

- diagrama de cuerpo libre

Competencias instrumentales

Capacidad de análisis y síntesis

Capacidad de organizar y planificar

Conocimientos básicos de la carrera

Comunicación oral y escrita

Habilidades básicas de manejo de la computadora

Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas

Solución de problemas

Toma de decisiones. Competencias interpersonales

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- procedimiento de cálculo

Dirigir discusión grupal y confrontación de ideas en torno a los conceptos involucrados en las situaciones-problema, actividades, ejercicios y desafíos, donde el alumno pueda aplicar los modelos aprendidos

Presentar gráficas, figuras o fotografías y videos que permitan la reflexión del alumno, respecto a las diferentes formas de representar los componentes de fuerzas y vectores

Aprendizaje basado en software

Determinación de la constante de resorte aplicando un peso. Práctica propuesta.

Capacidad crítica y autocrítica

Trabajo en equipo

Habilidades interpersonales.

Competencias sistémicas

Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica

Habilidades de investigación

Capacidad de aprender

Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad)

Habilidad para trabajar en forma autónoma

Búsqueda del logro.

Fuentes de información Apoyos didácticos:

Beer Ferdinand p. y e. Russell Johnston jr. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. editorial Mcgraw Hill Meriam j.l. Estática Editorial Revertes.a. segunda edición Hibbeler Rusell c. Mecánica para Ingenieros: Estática. Editorial Prentice Hall, Hispanoamericana. 1996 Bela i. Sandor. Ingeniería Mecánica: Estática. Editorial Prentice Hall Seely Ensign. Mecánica Analítica para Ingenieros. Editorial Uthea Bedford, Anthony and Fowler, Guayanés, Estática para Ingeniería. México. Editorial Addison Wesley. 1996

Computadora, cañón pintarrón copias de los ejercicios en versión electrónica y USB bibliografía


Unidad: Unidad 2 Tema: Sistemas equivalentes de fuerzas


Determinar la fuerza única de un sistema de fuerzas que actúan sobre un punto o sobre un cuerpo rígido.

Exámenes unidad 70 % Reporte de lecturas, Resúmenes e investigaciones 10 % Trabajo en Equipo y Participación en Clase 10 % Resolución de Series de Ejercicios y situaciones problemas 10 %


genéricas


• Definir el concepto del producto

punto y producto cruz de vectores, con ejemplos.

• Definir el concepto de momento

con respecto a un punto utilizando el producto cruz, obteniendo el valor escalarmente y por determinante.

• Realizar ejercicios donde

intervenga encontrar el momento con respecto a un punto así como las fuerzas que los producen.

• Definir y explicar el concepto del

triple producto escalar de tres vectores.

• Desarrollar el momento con

respecto a un eje aplicando el concepto anterior.

• Descomponer una fuerza en una

fuerza y un par.

• Reducir sistemas de fuerzas a una

Dar significado al concepto de producto punto y producto cruz

Dar significado a momento de una fuerza

o Formulación escalar o Formulación vectorial

Presentar gráficas, figuras o fotografías y videos que permitan la reflexión del alumno, respecto a momento de una fuerza y su aplicación

Dirigir discusión grupal y confrontación de ideas en torno a los conceptos involucrados en las situaciones-problema, actividades, ejercicios y desafíos, donde el alumno pueda aplicar los modelos aprendidos

Resolver actividades relacionadas con el cálculo de sistemas de fuerzas que actúan en un punto o sobre un cuerpo rigido











Trabajo en equipo

Habilidades

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fuerza única de sistemas de fuerzas concurrentes, paralelas y coplanares.

• Reducir un sistema de fuerzas a

una llave de torsión.

Determinar la resultante de fuerzas concurrentes por medio de resortes. Práctica propuesta

interpersonales. Competencias sistémicas











Unidad: Unidad 3 Tema: Equilibrio del cuerpo rígido


Obtener fuerzas en apoyos y en otros puntos de un cuerpo rígido en un plano y en tres dimensiones.



genéricas


• Presentar los tipos de apoyos que

se presentan en un plano, así como las fuerzas y momentos.

• Solucionar ejercicios donde estén

presentes cuerpos rígidos con soportes en un plano.

• Presentar los tipos de apoyos y sus

fuerzas y momentos en apoyos en tres dimensiones.

• Solucionar ejercicios donde estén

presentes cuerpos rígidos con soportes en tres dimensiones.

Explicar los conceptos de cuerpo rígido, centro de masa, equilibrio rotacional y traslacional, diagrama de cuerpo libre en un cuerpo rígido en el plano así como los conceptos de la tercera ley de Newton, los tipos de apoyos y sus fuerzas de reacción.

Determinar las condiciones de equilibrio traslacional y rotacional de un cuerpo rígido en el plano, a partir de datos de un problema teórico o mediciones directas o indirectas de un problema similar.

Guiar y coordinar una lectura y discusión sobre la importancia del equilibrio de sólido rígido en el plano.

Desarrollará una exposición apoyada en una representación gráfica que explique el estado de equilibrio del sólido rígido en dos dimensiones.

Explicar la importancia del empleo de los diagramas de cuerpo libre para la











Trabajo en equipo

Habilidades

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solución de problemas.

Plantear problemas para su solución, explicando la resolución de aquéllos en los cuales intervengan sistemas de vectores para el equilibrio de una partícula.

Resolver un ejercicio planteado en el libro por medio de resortes en un marco de carga. Práctica propuesta

Comprobar el principio de transmisibilidad por medio de resortes. Práctica propuesta












Unidad: Unidad 4 Tema: Análisis estructural de sistemas mecánicos


Determinar fuerzas que actúan sobre los componentes de armaduras, marcos de cargas y máquinas.



genéricas


• Identificar los tipos de armaduras

existentes tanto para techos como para puentes.

• Aplicar el método de nodos para

determinar las fuerzas, indicando si los componentes de la armadura están a tensión o compresión.

• Utilizar el método de secciones

para encontrar las fuerzas que actúan en los elementos seleccionados.

• Aplicar el método de desarme de

marcos de carga para obtener las fuerzas que actúan en cada elemento que la constituye.

• Determinar las fuerzas en los

componentes de máquinas por el método de desarme de la estructura.

Dar a conocer los distintos tipos de estructuras.

Analizar por el método de secciones y nodos la armadura en el plano.

Explicar y analizar los marcos isostáticos.

Explicar y analizar el método de desarme de marcos de carga para obtención de fuerzas.

Explicar y analizar las maquinas de baja velocidad.

Realizar metodologías de forma virtual.

Determinar el momento con respecto a un punto. práctica propuesta











Trabajo en equipo

Habilidades

10-2












Unidad: Unidad 5 Tema: Centroides, centros de gravedad y momentos de inercia


Determinar el centro de área, de volumen, de gravedad en placas y sólidos, así como el momento de inercia de áreas de sólidos.

Exámenes unidad 70 % Reporte de lecturas, Resúmenes e

investigaciones 10 % Trabajo en Equipo y Participación en Clase 10 % Resolución de Series de Ejercicios y situaciones problemas 10 %


genéricas


• Definir el concepto del primer

momento de área.

• Determinar el centroide de áreas

por integración y por áreas compuestas.

• Obtener el centro de gravedad de

volúmenes de sólidos diversos.

• Definir el concepto del segundo

momento de área.

• Determinar el segundo momento

de área por integración y por el método de los ejes paralelos.

• Comprender las aplicaciones de la

estática en la vida real.

Dar significado al concepto de centroides, centro de gravedad, primer momento de línea y área, segundo momento.

Explicar y calcular el primer momento de líneas y áreas.

Explicar y obtener el centro de gravedad de volúmenes.

Explicar y determinar el segundo momento de áreas por el método de integración y ejes paralelos.

Obtener el Centroide de placas experimentalmente. Práctica propuesta.

Gestionar visita a empresa ICA construcciones Tema aplicaciones de la estática











Trabajo en equipo



Capacidad de aplicar los conocimientos en la

12-2

práctica







Beer Ferdinand p. y e. Russell Johnston jr. Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática. Editorial Mcgraw Hill Meriam j.l. Estática Editorial Revertes.a. segunda edición Hibbeler Rusell c. Mecánica para Ingenieros: Estática. Editorial Prentice Hall, Hispanoamericana. 1996 Bela i. Sandor. Ingeniería Mecánica: Estática. Editorial Prentice Hall Seely Ensign. Mecánica Analítica para Ingenieros. Editorial Uthea Bedford, Anthony and Fowler, Guayanés, Estática para Ingeniería. México. Editorial Addison Wesley. 1996



Unidad: Unidad 6 Tema: Fricción


Determinar la fuerza de fricción seca que actúa en las superficies de los cuerpos cuando están en contacto.

Exámenes unidad 70 % Reporte de lecturas, Resúmenes e investigaciones 10 % Trabajo en Equipo y Participación en Clase 10 %

Resolución de Series de Ejercicios y situaciones problemas 10 %


genéricas


• Definir el concepto de fricción seca.

• Resolver ejercicios donde se

establezca si el cuerpo está estático o en movimiento inminente.

• Determinar el ángulo de fricción y

el ángulo de reposo.

• Resolver ejercicios de cuerpos

sobre superficies inclinadas.

Dar significado al concepto de fricción seca.

Enunciar las leyes de la fricción.

Explicar las características de las fuerzas de fricción estática y dinámica, así como los parámetros que intervienen en las ecuaciones empleadas para su representación.

Aplicar los coeficientes y ángulos de fricción en problemas tipo.

Calcular los efectos de la fuerza de fricción estática y dinámica en plano inclinado, masas y poleas y objetos sujetos a la tensión de una cuerda, a partir de datos de un problema teórico o mediciones directas o indirectas de un problema similar.

Determinar los coeficientes de fricción estático y cinético, por medio de práctica propuesta.











Trabajo en equipo






6-2







Calendarización de evaluación (semanas):

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Unidad

T.P.

T.R.

= Evaluación diagnóstica. = Evaluación formativa. = Evaluación sumativa. TP= Tiempo planeado TR=Tiempo real

Fecha de elaboración________28 de junio 2010__________

Ing. Dagmar Jiménez Santiago

Nombre y Firma del Docente Vo. Bo. Jefe del Departamento

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