Estatica

ESTATICA

1. Descripción del cursoAsignatura: ESTÁTICACódigo: 1120305Horas semanales: 4Campo: Básica Aplicada Área: Mecánica y DiseñoSemestre: Créditos: 4Pre requisitos: Profesor: Ing. Jorge Eduardo Granados Granados

2. Objetivos del curso

Obtener los conocimientos necesarios para analizar en forma lógica y sencilla cualquier problema de equilibrio de partículas o de cuerpos rígidos empleando los conceptos de la mecánica clásica.

Identificar los principios básicos utilizados en la estática para la solución de problemas de ingeniería.

Contenido del curso:

TEMA TP TI

Unidad 1. Equilibrio de partículas 4 8

Unidad 2. Equilibrio de cuerpos rígidos 11 22

Unidad 3. Análisis de estructuras 7 14

Unidad 4. Centro de gravedad y centroides 7 14

Unidad 5. Fuerzas en vigas y cables 7 14

Unidad 6 Momentos de inercia 6 12

Unidad 7 Tópicos especiales 6 12

TOTAL 48 96

4. Recursos:Tablero, Video beam, VH, Proyector de acetatos, Papelógrafo, Guía de trabajoUnidad 1. Equilibrio de partículas. Tiempo presencial: (TP. 4)Tiempo independiente: (IT. 8)Objetivos de aprendizaje:

Representar vectorialmente fuerzas en el espacio Realizar operaciones básicas con vectores

1 Equilibrio de Partículas Actividades TP T.I

1.1 Fuerzas sobre un plano de partículas Clase Magistral 0.5 1

1.2 Equilibrio de partículas en el plano Clase magistral y taller 1 2

1.3 Componentes rectangulares de una fuerza en el espacio.

Clase magistral 1 2

1.4 Fuerzas sobre una partícula en el espacio Clase magistral 0.5 1

1.5 Equilibrio de partículas en el espacio. Clase magistral y taller 1 2

Habilidades que contribuye a desarrollarQue el estudiante adquiera la capacidad de:

Conocer las condiciones de equilibrio de una partícula en el plano y en el espacio. Plantear y resolver problemas de aplicación en ingeniería sobre equilibrio de

partículas Identificar los diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre una partícula.

Unidad 2. Equilibrio de cuerpos rígidosTiempo presencial: (TP. 11)Tiempo independiente: (IT. 22)Objetivos de aprendizaje

Identificar correctamente las condiciones de equilibrio de un cuerpo Conocer, diferenciar y aplicar los efectos de las fuerzas sobre cuerpos rígidos.

2 Equilibrio de cuerpos rígidos Actividad TP TI

2.1 Fuerzas externas e internas Clase magistral 0.5 1

2.2 Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes

Clase magistral 0.5 1

2.3 Producto vectorial Clase magistral 0.5 1

2.4 Momento de una fuerza con respecto a un punto.

Clase magistral y taller 12

2.5 Producto escalar Clase magistral 0.5 1

2.6 Momento de una fuerza con respecto a un eje dado

Clase magistral y taller1.5 3

2.7 Fuerza Par. Pares equivalentes Clase magistral 1 2

2.8 Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par.

Clase magistral y taller1 2

2 Equilibrio de cuerpos rígidos Actividad TP TI

2.9 Reducción de un sistema de fuerzas a una llave de torsión o torsor.


2.10 Reacciones en los puntos de apoyo y conexiones de una estructura bidimensional


2.11 Equilibrio de un cuerpo rígido en dos dimensiones


2.12 Reacciones en los puntos de apoyo y conexiones de estructuras tridimensionales.

Clase magistral0.5 1

2.13 Equilibrio de cuerpos rígidos en tres dimensiones.

Clase magistral y taller1.5 3

Habilidades que contribuye a desarrollar

Qué el estudiante adquiera la capacidad de:

Diferenciar e identificar los tipos de fuerzas que se aplican en los cuerpos rígidos Entender y apoyar el principio de transmisibilidad. Entender y aplicar correctamente la definición de producto vectorial y productos

escalar entre dos vectores. Desarrollar problemas de aplicación de momento de una fuerza con respecto a un

punto y aun eje en cuerpos rígidos. Explicar y sustituir un sistema de fuerzas por una sola fuerza y un par. Diferenciar y explicar la reducción de un sistema de fuerzas a una sola fuerza y un

par ó a una llave de torsión. Reconocer y diferenciar las reacciones en los apoyos de cuerpos bidimensionales

y tridimensionales. Determinar las reacciones y fuerzas que actúan sobre un cuerpo rígido

bidimensional y tridimensional en equilibrio.

Unidad 3. Análisis de estructurasTiempo presencial: (TP. 7)Tiempo independiente: (IT. 14)Objetivos de aprendizaje

Analizar y diferenciar los diferentes tipos de estructuras en un plano.

3 Análisis de estructuras Actividad TP TI

3.1 Armaduras. Definición Clase magistral 0.5 1

3.2 Análisis de armaduras por el método de los nodos.

Clase y taller1 2

3 Análisis de estructuras Actividad TP TI

3.3 Análisis de armaduras por el método de las secciones.

Clase, Taller 1.5 3

3.4 Armazones. Definición. Clase magistral 0.5 1

3.5 Análisis de un armazón Clase y Taller 1.5 3

3.6 Máquinas. Definición Clase magistral 0.5 1

3.7 Análisis de máquinas Clase magistral y taller 1.5 3


Que el estudiante adquiera la capacidad de:

Explicar y diferenciar los tipos de estructuras Realizar problemas de aplicación para el análisis de armaduras aplicando los

diferentes métodos de cálculo. Comprender y analizar un armazón por medio de las condiciones de equilibrio Identificar y analizar cada uno de los elementos que hacen parte de un armazón y

sus respectivas fuerzas internas. Determinar y explicar las fuerzas que intervienen en cada una de las partes que

conforman una máquina. Analizar, entender y resolver problemas que involucren armaduras, armazones o

máquinas

Unidad 4. Centros de gravedad y centroidesTiempo presencial: (TP. 7)Tiempo independiente: (IT. 14)Objetivos de aprendizaje

Calcular y ubicar el centro de gravedad y/o centroide de cuerpos bidimensionales y tridimensionales.

4 Centros de gravedad y centroides Actividad TP TI

4.1 Centro de gravedad de un cuerpo bidimensional Clase 0.5 1

4.2 Centroides de áreas y líneas Clase y taller 1 2

4.3 Determinación de centroides por integración Clase 0.5 1

4.4 Centroides de áreas compuestas Clase y taller 1 2

4.5 Teorema de Pappus -Guldin Clase 0.5 1

4.6 Fuerzas distribuidas en vigas Clase 0.5 1

4 Centros de gravedad y centroides Actividad TP TI

4.7 Fuerzas sobre superficies sumergidas Clase y taller 1 2

4.8 Centro de gravedad de un cuerpo tridimensional. Clase 0.5 1

4.9 Centroide de un volumen Clase magistral 0.5 1

4.10 Cuerpos compuestos Clase 0.5 1

4.11 Determinación de centroides de volúmenes por integración




Determinar el centro de gravedad y/o el centroide de cuerpos comúnmente utilizados en Ingeniería.

Comprender y aplicar el concepto de centroide y centro de gravedad a la solución de problemas de Ingeniería.

Utilizar diferentes métodos para calcular el centroide y centro de gravedad de cuerpos bidimensionales y tridimensionales.

Unidad 5. Fuerzas en vigas y cablesTiempo presencial: (TP. 7)Tiempo independiente: (IT. 14)Objetivos de aprendizaje

Diferenciar y analizar las cargas aplicadas a vigas y cables y sus efectos.

5 Fuerzas en vigas y cables Actividad TP T.I

5.1 Vigas. Definición cargas y apoyos Clase magistral 0.5 1

5.2 Fuerza cortante y momento flector en una viga. Clase magistral 0.5 1

5.3 Diagramas de fuerza cortante y momento flector Clase magistral y taller 1.5 3

5.4 Relaciones entre carga, fuerzas cortante y momento flector

Taller 1 2

5.5 Cables con cargas concentradas Clase magistral 1 2

5.6 Cables con cargas distribuidas Clase magistral y taller 1 2

5.7 Catenaria Clase magistral y taller 1 2


Qué el estudiante adquiera la capacidad de:

Identificar y definir los tipos de cargas aplicadas a una viga. Entender y realizar diagramas de fuerza cortante y momento flector de una viga,

de acuerdo a las cargas aplicadas. Analizar y determinar las fuerzas aplicadas a cables sometidas a diferentes tipos

de carga.Unidad 6. Momento de inerciaTiempo presencial: (TP. 6)Tiempo independiente: (IT. 12)Objetivos de aprendizaje

Calcular y ubicar el segundo momento de área o inercia de áreas simples y compuestos en el plano y el espacio.

6 Momentos de inercia Actividad TP T.I

6.1 Momento de inercia de áreas Clase magistral 1 2

6.2 Determinación del momento de inercia de áreas por integración


6.3 Momento polar de inercia Clase 0.5 1

6.4 Teorema de los ejes paralelos ó teorema de Steiner

Clase1 2

6.5 Momento de inercia de áreas compuestas Clase 0.5 1

6.6 Momento de inercia de un cuerpo tridimensional Clase magistral y taller 1 2

6.7 Momento de inercia de cuerpos compuestos Clase 1 2

Habilidades que contribuyen a desarrollarQue el estudiante adquiera la capacidad de:

Calcular los momentos de inercia de áreas simples y compuestas Entender y determinar el momento polar de inercia y radio de giro de un área.

Unidad 7. Tópicos especialesTiempo presencial: (TP. 6)Tiempo independiente: (IT. 12)Objetivos de aprendizaje

Aplicar los diferentes tipos de rozamiento seco en problemas de Ingeniería

7 Tópicos especiales Actividad TP T.I

7.1 Fricción Clase magistral 0.5 1

7 Tópicos especiales Actividad TP T.I

7.2 Trabajo virtual Clase y taller en casa 1 2

7.3 Leyes de fricción Clase magistral 0.5 1

7.4 Coeficiente de fricción Clase magistral 0.5 1

7.5 Cuñas Clase magistral 0.5 1

7.6 Tornillos de rosca cuadradas Clase magistral 0.5 1

7.7 Chumaceras Clase magistral 0.5 1

7.8 Fricción de ejes Clase magistral 0.5 1

7.9 Cojinetes de empuje Clase magistral 0.5 1

7.10 Fricción de ruedas Clase magistral 0.5 1

7.11 Fricción de bandas Clase magistral 0.5 1



Conocer las propiedades de la fricción seca y su aplicación en problemas de ingeniería.

Comprender y utilizar la metodología del trabajo virtual en la solución de problemas de Ingeniería.

Aplicar conceptos de rozamiento en la utilización práctica de elementos mecánicos.

Bibliografía:

BEER, F y JOHNSTON R. Mecánica vectorial para ingenieros. Estática. 9ª Edición. Editorial MC-GRaw Hill.

HIBBELER R. Ingeniería mecánica. Estática 10ª Edición. Editorial Prentice-Hall.

Nara. Mecànica vectorial para ingenieros Estática . Limusa.

Huang T.C. Mecànica para ingenieros Estática. Fondo Educativo Interamericano.

Higdon. Ingenierìa Mecánica. Estática Vectorial Prentice Hall.

BORESI, Arthur P. SCHMIDT, Richard J. Estática. Ingeniería Mecánica. Editorial Thomson Learnig.

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