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Estatica. Carrera: Participantes Academia de Ing. Civil del ITN. Asignaturas Temas Asignaturas Temas Resistencia de Materiales. - PDF
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Álvaro Montero Peña
1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Estatica Ingeniería Civil Clave de la asignatura: Horas teoría-horas práctica-créditos HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Nogales del 15 al 22 Febrero Participantes Academia de Ing. Civil del ITN. Observaciones (cambios y justificación) Desarrollo de programas por unidades de aprendizaje. 3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Resistencia de Materiales. Dinámica Hidráulica I Hidrostática b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado Proporcionar las bases de la Mecánica, específicamente de las condiciones de equilibrio de los cuerpos rígidos para su aplicación en el análisis y diseño de elementos estructurales.
2 . 4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Desarrollara la capacidad y habilidad para modelar y analizar cuerpos rígidos en equilibrio, aplicando los conceptos de centros de gravedad, momentos de inercia y fricción. 5.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Introducción 1.1. Vectores Sistemas de Fuerzas Concepto de fuerza Descomposición de fuerzas en 2D y 3D Sistemas de fuerzas concurrentes 2 Equilibrio de la Particula Condiciones para el equilibrio de partículas Diagrama de cuerpo libre Ecuaciones de equilibrio Resultante de sistemas de Fuerzas. 3 Equilibrio de Cuerpos Rigidos 3.1. Condiciones de equilibrio de cuerpos rígidos Fuerzas internas y externas Principio de transmisibilidad Diagrama de cuerpo libre Ecuaciones de equilibrio Ecuaciones de equilibrio para diferentes sistemas de fuerzas Momento de una fuerza respecto a un punto Momento de una fuerza con respecto a un eje Sistemas equivalentes. 3.4 Restricciones de un cuerpo rigido. 4 Estructuras simples 4.1.Vigas Armaduras Método de nudos Método de secciones 4.3. Mecanismos. 5 Fuerzas Distribuidas 5.1. Centros de gravedad, centro de masa y centroide de un cuerpo Primer momento de líneas y áreas Centroides de líneas y áreas.
3 Por integración De áreas compuestas Cuerpos compuestos resultante de un sistema de fuerzas distribuidas Cables. 6 Momentos de Inercia 6.1. Definicion Teorema del eje paralelo a un area Radio de giro de una area Momento de inercia de una area por integracion Momento de inercia de areas compuestas Producto de inercia deuna area. 7 Friccion 7.1 Fenomeno de friccion. 7.2 Friccion seca. 7.3 Plano inclinado. 6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Calculo diferencial e integral. 7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Diagnosticar y homogeneizar los conocimientos previos. Realizar una serie de problemas propuestos. Investigar y plantear problemas de aplicación. Discusión grupal de temas relacionados. Uso software para la solución de problemas. Exhibición de audiovisuales. Exposición de temas. Realizar talleres de resolución de problemas. Realizar modelos didácticos que ilustren la aplicación de los conceptos y leyes. 8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Evaluación diagnóstica. Exámenes escritos u orales.
4 Ejercicios planteados en clase y resueltos como tarea. Exposición y discusión grupal de los modelos presentados. Planteamiento y solución de casos reales relacionados con la estática. Participación en el análisis y discusión grupal de temas expuestos Exposición de problemas resueltos con apoyo de software. Asistencia y participación en clase. 9.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1.- Introducción El estudiante resolverá problemas con vectores y sistemas de fuerzas. Discutir el concepto de vector y su aplicación en la representación de conceptos físicos. Describir la aplicación de los conceptos matemáticos dentro de la estática. Realizar investigación de las fuerzas que se presentan en los elementos estructurales. Resolver ejemplos de adición de fuerzas con diferentes métodos. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Unidad 2.- Equilibrio de la partícula. Aplicará las condiciones de equilibrio de una particula en dos y tres dimensiones. Realizar investigación de la 1ra. ley de Newton y aplicarla en la solucion de problemas practicos. Elaborar modelos simples de equilibrio de partículas para su comprensión, utilizando diagramas de cuerpo libre 1, 2, 3, 4, 5,6,7
5 Investigar objetos o estructuras que se puedan modelar con las ecuaciones de equilibrio de partículas. Realizar talleres de resolución de ejemplos. Unidad 3.- Equilibrio de cuerpo rígido Resolverá problemas de equilibrio de un cuerpo rígido sometido a un sistema de fuerzas. Realizar investigación de las restricciones al movimiento que tienen los cuerpos y aplicarlos en la solución de problemas prácticos. Elaborar diagrama de cuerpo libre de cuerpos rígidos para su comprensión. Aplicar el principio de transmisibilidad de las fuerzas en cuerpos rígidos. Realizar talleres de resolución de ejemplos 1, 2, 3, 4,5, 6, 7 Unidad 4.- Estructuras simples. Analizara estructuras isostaticas, tales como vigas, armaduras, y mecanismos, determinando las fuerzas internas en cada uno de sus Realizar investigación de los diferentes métodos para el análisis de estructuras y aplicarla en la solución de problemas prácticos. Resolver armaduras con el método de nudos y de secciones Aplicar el método del trabajo virtual para análisis de mecanismos. 1, 2,3,4,5,6,7
6 elementos. Realizar talleres de resolución de ejemplos UNIDAD 5.- Fuerzas distribuidas. Determinara las propiedades de superficies planas simples y compuestas Realizar investigación de la importancia de los centros de gravedad y centroides de areas y aplicarla en la solucion de problemas practicos. Discutir los conceptos de centroídes y centro de gravedad y aplicarlos en áreas planas simples y compuestas. Resolver problemas de centro de gravedad en figuras compuestas. 1, 2, 3,4, 5, 6,7 UNIDAD 6.- Momentos de inercia. Calculara los momentos de inercia y radios de giro de áreas simples y compuestas. Realizar investigación de la importancia de los momentos de inercia, radios de giro y su aplicación en problemas prácticos. Calcular momentos de inercia y radios de giro en áreas planas Calcular momentos de inercia y radios de giro en figuras compuestas Aplicar el teorema de los ejes paralelos en superficies inclinadas. 1,2,3,4, 5,6,7
7 UNIDAD 7.- Fricción. Resolverá problemas simples de rozamiento utilizando las leyes de Coulomb en superficies planas e inclinadas. Realizar investigación de la importancia de la fricción seca y aplicarla en la solución de problemas prácticos. Aplicar las condiciones de equilibrio para determinar la fuerza normal y el ángulo de fricción en un plano inclinado. Resolver problemas de fricción en planos inclinados. 1,2,3,4, 5,6,7 10. FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Beer, F. P. y Johnston, E. R. Mecanica Vectorial para Ingenieros: Estatica. Ed. Mc Graw-Hill 2. Hibbeler, R.C. Mecanica para Ingenieros: Estatica Ed. C.E.C.S.A. 3. Higdon, A. y Otros Ingenieria Mecanica: Estatica Vectorial Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana 4. Meriam, J.L. y Kraige, L. G. Ingenieria Mecanica: Estatica. Ed. John Wiley & Sons. 5. Sandor, B. J. Ingenieria Mecanica: Estatica Ed. Prentice-Hall. 6. Shames Irving H.. Mecánica para ingenieros, Estática. Edit. Prentice Hall. 7. Huang T. C.
8 Mecánica para Ingenieros, Estática. Edit. Representaciones y Servicios de Ingeniería. 11. PRÁCTICAS Elaboración de modelos didácticos de sistemas de fuerzas. Elaboración de modelos didácticos de vigas y armaduras. Elaboración de modelos didácticos de cuerpos en equilibrio. Explicar por medio de modelos los conceptos de momento de inercia y centro de gravedad. Realizar experimentos de fricción en diferentes superficies y ángulos de inclinación. Resolución de problemas utilizando software matemático. Taller de resolución de problemas. Applets para física

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