2.4 Equilibrio De Una Partícula: En El Plano Y En El Espacio

Caracterización de la asignatura.

Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Industrial la capacidad para comprender, explicar fenómenos y resolver problemas. Para integrarla se ha hecho un análisis, identificando los temas de mayor importancia como el sistema de unidades, sistema de fuerzas, momentos, centroides, cinemática del punto y del cuerpo rígido y resistencia de materiales, que tienen una mayor aplicación en el quehacer profesional.

Intención didáctica.

Se organiza el temario en cinco unidades. En la primera unidad encontramos conceptos básicos que dan la base para realizar conversiones las cuales nos servirán para temas posteriores.

En la unidad dos y tres se propone que el estudiante analice e interprete sistemas de fuerzas en un plano y en el espacio, momentos y cálculos de centroides.

En la unidad cuatro se introducen temas de resistencia de materiales y sobre las propiedades de los mismos, que serán de utilidad para proyectos posteriores de fabricación.

Por último en la unidad cinco se abordan los conceptos de movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado, así como la caída libre de los cuerpos y movimiento de proyectiles como parte esencial de la dinámica.

COMPETENCIAS A DESARROLLAR

Competencias específicas:

Conocer y aplicar las leyes y principios fundamentales de la mecánica en la solución de problemas de partículas y cuerpos rígidos sujetos a la acción de fuerzas.

Competencias genéricas:

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

• 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

OBJETIVO GENERAL DEL CURSO

Conocer y aplicar las leyes y principios fundamentales de la mecánica, estática, dinámica en la solución de problemas de partículas y cuerpos rígidos sujetos a la acción de fuerzas.

COMPETENCIAS PREVIAS

␣ Dominar el concepto de un vector.

␣ Aplicar las operaciones básicas con vectores.

␣ Interpretar dibujos isométricos.

␣ Conocimientos elementales de geometría, trigonometría y álgebra.

␣ Funciones, métodos de integración, integral definida.

␣ Conocer los sistemas internacionales de medida.

␣ Conocer las dimensiones y tolerancias.

␣ Manejar instrumentos de medición directa.

TEMARIO

1. Antecedentes Históricos

1.1 Antecedentes históricos de la mecánica.

1.2Ubicación de la estática y la dinámica dentro de la mecánica.

1.3 El sistema internacional de unidades y notación científica.

1.3.1 Conversión de unidades y redondeo (cifras significativas)

1.3.2 Cantidades vectoriales y escalares.

2. Estática de la partícula

2.1.Conceptos básicos.

2.2.Resultante de Fuerzas coplanares.

2.3.Descomposición de una fuerza en sus componentes rectangulares: en el plano y en el espacio.

2.4.Equilibrio de una partícula: en el plano y en el espacio.

3. Estática del cuerpo rígido

3.1. Cuerpo rígido y principios de transmisibilidad.

3.2.Momento de una fuerza.

3.3.Momento de una fuerza con respecto a un punto.

3.4.Teorema de Varignon.

3.5.Momento de una fuerza con respecto a un eje.

3.6.Reacciones en apoyos y conexiones.

3.7.Centroides de gravedad de líneas, áreas y volúmenes de cuadros compuestos utilizando tablas.

4. Resistencia de materiales.

4.1.Esfuerzo y deformación debido a cargas externas: esfuerzos mecánicos y térmicos y ley de Hooke.

4.2.Vigas con dos apoyos cargadas en puntos: vigas con cargas uniformes, vigas hiperestáticas y vigas en Cantiliver.

4.3.Clasificación de columnas

5. Cinemática del punto y del cuerpo rígido.

5.1. Movimiento rectilíneo: ecuaciones diferenciales del movimiento, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y caída libre de cuerpos

5.2.Movimiento curvilíneo: movimiento parabólico, oscilatorio y circular.

5.3.Movimiento de cuerpo rígido: traslación y rotación.

FUENTES DE INFORMACIÓN

1. Hibbeler R. C. Ingeniería mecánica. Editorial C.E.C.S.A. 4a Edición.

2. Meriam J. L. Mecánica para ingenieros, Editorial Reverte.

3. Merwe, V. D. Física general. Serie Schaum. Editorial Mc Graw Hill. México. 1992.

4 Resnick Robert, Halliday David, Krane Kenneth S. Física I, Editorial C.E.C.S.A.

5. Sears, W. F. et al. Física Universitaria. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana. Méx. 1988.

6. Singer, F.L. Resistencia de Materiales. Editorial Harla Harper & Row latinoamericana,

México, 1988. 3a.

Evaluación: Examen escrito 50%; conceptual 12%; prácticas 18%; problemario 10%; Tareas 10%

1. Antecedentes Históricos

1.1 Antecedentes históricos de la mecánica.

1.2Ubicación de la estática y la dinámica dentro de la mecánica.

1.3 El sistema internacional de unidades y notación científica.

1.3.1 Conversión de unidades y redondeo (cifras significativas)

1.3.2 Cantidades vectoriales y escalares.

PRESENTACIÓN

Los orígenes de la física quizá haya que buscarlos en los orígenes mismos del pensamiento. Los pensadores de la antigua Grecia son los primeros de los que tenemos noticia que intentaron una investigación sistemática del universo. De entre aquellos pensadores, los que emprendieron ésta búsqueda racional para comprender el mundo sin la ayuda de la intuición, la inspiración, la revelación o cualquier otra fuente de inspiración irracional de conocimiento fueron llamados filósofos, palabra que procede del griego y que significa “amantes del saber”. La filosofía podía dirigirse hacia el ámbito del interior, tratando de entender el comportamiento humano, la ética y la moral, las motivaciones

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