MECÁNICA - Colegio Marista Champagnat ·...

PROGRAMACIÓN DE AULA

MECÁNICA

Colegio Marista Champagnat2008-2009

COLEGIO MARISTA CHAMPAGNAT MECÁNICA 1

1.- OBJETIVOS, CONTENIDOS GENERALES DE MECÁNICA

OBJETIVOS GENERALES

Los alumnos y alumnas que cursen esta materia de segundo curso de BachilleratoTecnológico desarrollarán las capacidades siguientes:

- Desarrollar, a través del razonamiento con las leyes de la Mecánica, la intuiciónmecánica básica que les permita tanto generar estrategias de aplicación de dichasleyes como fundamentar futuras generalizaciones de las mismas.

- Valorar la capacidad de explicación y predicción de la mecánica, y en concreto dela estática sobre el comportamiento de los mecanismos, apreciando suslimitaciones.

- Analizar y resolver problemas mediante la aplicación de las leyes de la mecánicateniendo en cuenta los límites impuestos por la realidad.

- Identificar en los sólidos rígidos y en los sistemas mecánicos más complejos lasacciones que concurren y su relación.

- Relacionar formas, dimensiones, materiales y, en general, el diseño de los objetostécnicos con las solicitudes mecáncias a que están sometidos.

- Reducir a esquemas elementos, estructuras o sistemas mecáncios de la realidadsometidos a solicitaciones también reales.

- Utilizar el vocabulario específico relacionado con la materia.

- Manejar correctamente las unidades de medida de las diferentes magnitudes.


CONTENIDOS

BLOQUE I. ESTÁTICA

- Tema.1. Vectores y fuerzas.- Tema.2. Los vectores momento- Tema.3. Equilibrio en los sólidos- Tema.4. Estructuras y mecanismos

BLOQUE II. CINEMÁTICA

- Tema.5.Cinemática del punto- Tema.6.Composición de movimientos rectilíneos- Tema.7.Cinemática del sólido rígido- Tema.8.Movimiento relativo- Tema.9.Métodos cinemáticos para el estudio del movimiento plano

BLOQUE III. DINÁMICA

- Tema.10. Dinámica del punto- Tema.11.Sistemas de partículas. Dinámica de la rotación- Tema.12.Rozamiento dinámico- Tema.13.Análisis dinámico de máquinas y mecanismos

BLOQUE IV. MECÁNICA DE FLUIDOS

- Tema.14.Hidrostática- Tema.15.Hidrodinámica

BLOQUE V. RESISTENCIA DE MATERIALES

- Tema.16. Tracción, compresión y cortadura- Tema.17. Flexión en vigas- Tema.18. Torsión

- Tema.19. Pandeo

2.- OBJETIVOS, CONTENIDOS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN PORBLOQUES


BLOQUE I: ESTÁTICA

UNIDAD 1. Vectores y fuerzas

• Magnitudes escalares y vectoriales. Las fuerzas.

• Vectores. Elementos y clases. Carácter vectorial de las fuerzas.

• Sistema de vectores. Aplicación a las fuerzas.

• Producto y cociente de un vector por un escalar.

• Producto escalar de dos vectores. Aplicación a fuerzas.

UNIDAD 2. Los vectores momento

• Vector posición.

• Producto vectorial de dos vectores.

• Momento de un vector respecto a un punto. Aplicación a las fuerzas.

• Teorema de Varignon.

• Momento de una fuerza respecto a un eje.

• Pares de fuerzas.

• Momento de un par de fuerzas.

• Composición de pares de fuerzas.

• Composición de fuerzas cualesquiera. Resultante general y par resultante.

UNIDAD 3. Equilibrio en los sólidos

• Sólidos rígidos y sólidos deformables.

• Equilibrio. Principios fundamentales de la Estática.

• Diagrama de fuerzas del sólido libre.

• Centro de gravedad y centro de masas.

• Clases de equilibrio de un sólido.

• Ampliación: Teoremas de Guldin-Papus.

UNIDAD 4. Estructuras y mecanismos

• Estructuras.

• Estructuras articuladas.

• Cálculo de tensiones en las estructuras.

• Entramados y máquinas.

• Análisis estático del mecanismo biela-manivela.

• Ampliación: Fuerzas distribuidas.


OBJETIVOS

• Interpretar el carácter vectorial de las fuerzas y aplicar las nociones de cálculo vectorial

para la determinación de fuerzas resultantes, momentos de fuerzas y momentos

resultantes.

• Elaborar estrategias que permitan el cálculo de sistemas de fuerzas y su aplicación a

casos concretos (equilibrio en el sólido rígido, elementos estructurales isostáticos…).

• Utilizar destrezas de investigación como medio de interpretación de fenómenos y

aplicación de supuestos teóricos a casos reales, reconociendo su incidencia en la

técnica y en la sociedad.

• Estimular el interés por el progreso tecnológico como medio de cooperación en el

desarrollo de los pueblos y en su bienestar.

• Fomentar la interpretación de esquemas y su análisis crítico.

CONTENIDOSConceptos

• Concepto de magnitud vectorial y de vector. Las fuerzas como magnitudes vectoriales.

• Sistemas de vectores. Cálculo de resultantes. Aplicación a fuerzas concurrentes y

paralelas.

• Vectores unitarios. Aplicación al cálculo de resultantes de sistemas de fuerzas.

• Producto escalar de vectores. Aplicación a fuerzas.

• Concepto de vector posición y de producto vectorial de dos vectores.

• Momento de un vector respecto a un punto. Aplicación a fuerzas y a sistemas de

fuerzas. Teorema de Varignon.

• Momento de una fuerza respecto a un eje.

• Pares de fuerzas. Momento de un par. Pares equivalentes. Interpretación física.

• Equilibrio. Principios fundamentales.

• Condiciones de equilibro en sólidos libres y en sólidos ligados. Diagrama de fuerzas del

sólido libre.

• Concepto de centro de gravedad y de centro de masas. Su cálculo.

• Concepto de estructura y su clasificación en entramados, armaduras y máquinas,

identificando en cada caso a cada una de ellas.

• Estudio de las estructuras articuladas planas (simples, compuestas y complejas).

• Estudio de las estructuras isostáticas e hiperestáticas.

• Cálculo de tensiones en estructuras aplicando el método de los nudos, el de las

secciones (método de Ritter) y el de Cremona.


• Descripción y cálculo de entramados y máquinas. Aplicaciones.

Procedimientos

• Explicación e interpretación de problemas, planteados en forma de esquema, donde

intervengan vectores o sistemas de fuerzas.

• Comentarios sobre casos prácticos relativos a fuerzas que soportan cuerpos, acciones

de fuerzas sobre cuerpos, etc., utilizando siempre un razonamiento de tipo vectorial.

• Relación práctica entre momentos de fuerzas y acciones que generan (giros), dando a

su interpretación y a su cálculo un sentido vectorial. Aplicación de la regla de Maxwell en

ejemplos diversos.

• Comentarios sobre las acciones de pares de fuerzas, incidiendo en su efecto físico y en

el concepto de pares equivalentes.

• Resolución de problemas presentados en orden de dificultad creciente, razonando todos

los pasos e insistiendo en el uso correcto de unidades.

• Análisis razonado de diversas situaciones de equilibrio, insistiendo en las condiciones

que deben cumplirse para que se dé tal situación.

• Construcción de diagramas de fuerzas en sólidos libres y en sólidos sometidos a fuerzas

de enlace. Interpretación de tales diagramas y aplicaciones a casos prácticos.

• Interpretación física del centro de masas y razonamiento de su cálculo en ejemplos muy

representativos.

• Presentación, estudio y comentario sobre diversos tipos de estructuras (articuladas,

entramados y máquinas), identificando las características de cada tipo.

• Resolución comentada de cálculos de tensiones en diversos tipos de estructuras

articuladas, analizando razonadamente los resultados obtenidos.

• Resolución comentada de cálculo de fuerzas y momentos en casos de entramados y

máquinas, analizando críticamente los resultados obtenidos.

Actitudes

• Fomento positivo del interés por la investigación científica y técnica.

• Valoración de la Mecánica en la sociedad actual como medio de bienestar y progreso.

• Valoración del análisis crítico de resultados.

• Fomento de una actitud positiva hacia la resolución razonada y crítica de los problemas,

estudiando posibilidades diversas y eligiendo aquéllas que lo resuelvan con mayor grado

de eficacia.

• Fomento del interés por la interpretación de hechos físicos mediante modelos,

reconociendo su provisionalidad y el carácter cambiante de la ciencia.


CRITERIOS DE EVALUACIÓN

• Interpretar y aplicar a casos concretos la teoría explicada en relación con vectores y con

fuerzas consideradas vectorialmente.

• Resolver sistemas de fuerzas de acuerdo con las leyes explicadas.

• Describir instrumentos de medida destinados al conocimiento de las fuerzas. Su

utilización en casos de rozamiento estático y dinámico.

• Resolver problemas, presentados en orden creciente de dificultad, relativos a las

acciones de fuerzas en diversos tipos de estructuras, entramados y máquinas.

• Describir razonadamente el comportamiento, en casos relativamente sencillos, de

estructuras articuladas.

• Utilizar correctamente el lenguaje mecánico y la expresión de unidades en el sistema

internacional.

TEMAS TRANSVERSALES

Educación para la Igualdad de Oportunidades de ambos sexos. Educación para la Paz

(contribución de la ciencia al progreso de los pueblos).


BLOQUE II: CINEMÁTICA

UNIDAD 5. Cinemática del punto

• Conceptos fundamentales.

• Trayectoria y desplazamiento. Ecuación de movimiento y función horaria.

• Vector velocidad.

• Vector aceleración. Componentes intrínsecos.

• Movimientos rectilíneos y circulares. Movimiento vibratorio armónico simple.

• Ampliación: Estudio vectorial del movimiento circular. Sistema de coordenadas polares.

UNIDAD 6. Composición de movimientos rectilíneos

• Simultaneidad de varios movimientos. Principio de independencia.

• Composición de movimientos rectilíneos y uniformes.

• Composición de dos movimientos rectilíneos uniformemente variados.

• Composición de un movimiento rectilíneo uniforme con otro rectilíneo uniformemente

variado.

• Composición de dos movimientos armónicos simples.

UNIDAD 7. Cinemática del sólido rígido

• Movimientos del sólido rígido: traslación y rotación.

• Movimiento general del sólido rígido. Campo de velocidades y campo de aceleraciones.

• El movimiento helicoidal uniforme.

UNIDAD 8. Movimiento relativo

• Movimiento absoluto, relativo y de arrastre.

• Velocidades absoluta, relativa y de arrastre.

• Aceleraciones absoluta, relativa y de arrastre. Aceleración de Coriolis.

• Sistemas inerciales. Principio de la relatividad de Galileo.

• Influencia de la rotación de la Tierra en el movimiento de un punto.

UNIDAD 9. Métodos cinemáticos para el estudio del movimiento plano

• El movimiento plano.

• Teorema de las velocidades proyectadas.

• Método de los centros instantáneos de rotación. Aplicación al cuadrilátero articulado, al

mecanismo biela-manivela, a los engranajes y a la rodadura sin deslizamiento.


• Determinación de aceleraciones.

• Velocidades y aceleraciones en el mecanismo biela-manivela mediante métodos

analíticos.

OBJETIVOS

• Comprender el significado de las principales magnitudes que intervienen en el

movimiento (desplazamiento, trayectoria, velocidad, aceleración), valorando el papel que

desempeñan en los fenómenos cinemáticos.

• Resolver críticamente problemas de la vida cotidiana (que después se complementarán

con situaciones técnicas) referentes al movimiento, seleccionando y aplicando en cada

caso los conocimientos físicos en que se basan.

• Utilizar con autonomía las estrategias propias de investigación para contrastar hipótesis,

planificar diseños experimentales, etc., referidas a problemas de movimientos.

• Integrar la dimensión social y tecnológica de la ciencia como respuesta a las

necesidades de las máquinas, transporte y uso de la energía, etc., lo que exige un

perfecto dominio de las leyes cinemáticas.

• Resolver razonada y críticamente problemas idealizados, destacando su carácter de

aplicabilidad técnica.

CONTENIDOS

Conceptos

• Concepto de movimiento, posición, trayectoria y desplazamiento. Carácter vectorial de

estas magnitudes.

• Celeridad media e instantánea: concepto y carácter escalar. Velocidad media e

instantánea: concepto, cálculo y carácter vectorial.

• Vector aceleración. Componentes intrínsecas. Calculo. Aplicaciones mecánicas.

• Ecuación del movimiento y función horaria. Cálculos.

• Magnitudes angulares. Cálculos. Su relación con las lineales.

• Movimientos rectilíneos y circulares. Ecuaciones. Calculo en ejemplos de situaciones

reales.

• Simultaneidad de movimientos. Principio de superposición.

• Composición de movimientos rectilíneos. Ejemplos prácticos. Casos típicos de tiros

(vectorial, horizontal y oblicuo).

• Movimiento vibratorio armónico simple.


• Composición de dos movimientos armónicos simples. Aplicación a casos prácticos

sencillos.

• Traslación y rotación en el sólido rígido. Aplicación al caso de elementos que giran

acoplados.

• Campos de velocidades y de aceleraciones. Representación gráfica y su aplicación.

• Movimiento helicoidal. Aplicación a tuercas y tornillos.

• Movimientos absoluto, relativo y de arrastre. Aplicación al cálculo de velocidades y de

aceleraciones.

• Estudio de la aceleración de Coriolis y su importancia en algunos fenómenos naturales.

• Estudio del movimiento plano. Teorema de las velocidades proyectadas. Método de los

centros instantáneos de rotación. Aplicación a casos prácticos.

• Aplicación de lo anterior (estudio más detallado) al cuadrilátero articulado y al

mecanismo biela-manivela.

Procedimientos

• Descripción y análisis razonado de ejemplos de movimiento frecuentes en la vida diaria

y en los procesos mecánicos.

• Cálculo de velocidades y de aceleraciones en ejemplos presentados en orden creciente

de dificultad.

• Descripción y discusión de ejemplos de fácil observación.

• Interpretación de movimientos frecuentes en la vida diaria (caída de graves, rotaciones

de cuerpos, disparo de proyectiles…).

• Comentarios críticos sobre movimientos de sólidos rígidos. Utilización de diagramas.

• Observación de movimientos en los diversos elementos que componen un mecanismo o

una máquina. Comentarios críticos sobre su posible concatenación.

• Resolución razonada de cuestiones, ejercicios y problemas criticando las posibilidades

propuestas y la selección de la más adecuada.

• Uso correcto de unidades en la resolución de problemas y análisis lógico de los

resultados obtenidos.

Actitudes

• Reconocimiento de la necesidad de establecer hipótesis y estrategias razonadas para la

resolución de problemas.

• Valoración del análisis lógico de los resultados obtenidos en la resolución de un

problema.


• Fomento de la presentación de trabajos en forma limpia, ordenada y crítica.

• Estímulo del trabajo en equipo y del intercambio de experiencias y resultados.

• Fomento de la sensibilidad hacia la cuidadosa realización de medidas y la meticulosidad

y limpieza en el trabajo del taller o del laboratorio.


• Deducir y aplicar ecuaciones de movimiento y funciones horarias para el cálculo de

espacios recorridos, velocidades y aceleraciones.

• Identificar e interpretar movimientos a partir de diagramas espacio-tiempo; velocidad-

tiempo y aceleración-tiempo.

• Interpretar razonadamente las actividades prácticas (situaciones reales) que se

propongan.

• Resolver correctamente cuestiones y ejercicios relativos a fenómenos cinemáticos,

propuestos en orden creciente de dificultad.

• Describir ejemplos de movimientos en máquinas que puedan resolverse por aplicación

de las leyes y métodos estudiados.

• Utilizar adecuadamente magnitudes y unidades en la resolución de problemas.

TEMAS TRANSVERSALES

Educación Vial. Educación Ambiental. Educación Moral y Cívica (respeto ante las

opiniones de los demás, trabajo en equipo, etc.).


BLOQUE III: DINÁMICA

UNIDAD 10. Dinámica del punto

• Principios y leyes.

• Fuerza y movimiento.

• Fuerzas de inercia.

• Impulso mecánico y momento lineal. Conservación del momento lineal.

• Momento angular de una partícula. Conservación del momento angular.

• Trabajo, potencia y energía.

UNIDAD 11. Sistemas de partículas. Dinámica de la rotación

• Principios y leyes. Impulso mecánico y momento lineal. Momento angular.

• Rotación de un sólido alrededor de un eje. Momento de inercia.

• Cálculo de momentos de inercia. Teorema de Steiner.

• Impulso angular.

• Energía cinética de rotación.

• Aplicación a máquinas que giran.

UNIDAD 12. El rozamiento dinámico

• Tipos de rozamiento.

• El rozamiento seco por deslizamiento.

• Rozamiento a la rodadura.

• Rozamiento al pivotamiento.

• Rendimiento en los mecanismos.

UNIDAD 13. Análisis dinámico de máquinas y mecanismos

• Equilibrio de máquinas. Equilibrios estático y dinámico.

• Equilibrio de masas giratorias.

• Máquinas equilibradoras.

• Equilibrio de masas alternativas. Aplicación al mecanismo biela-manivela.

• El principio de conservación de la energía en el análisis dinámico de máquinas y

mecanismos.

OBJETIVOS

• Elaborar estrategias de tabulación de datos, su representación gráfica y deducción

razonada de las consecuencias.


• Conocer y valorar la existencia de las fuerzas, de los efectos que producen y de su

aplicación en la vida diaria y en la técnica.

• Revisar y profundizar en los conceptos de trabajo, potencia y energía y su aplicación en

el funcionamiento de máquinas.

• Relacionar ciencia-tecnología-sociedad en sus aspectos de progreso y de evolución

social (industria, tecnología, crisis energética, ahorro energético, etc.).

• Aplicar los conceptos cinemáticos y dinámicos para interpretar el funcionamiento de las

máquinas y su rendimiento.

CONTENIDOS

Conceptos

• Las fuerzas como interacción. Principios de la dinámica newtoniana. Unidades de

fuerza.

• Partículas libres y sistemas inerciales. Concepto. Aplicaciones.

• Ecuación fundamental de la dinámica. Impulso mecánico y momento lineal.

Conservación del momento lineal. Aplicaciones.

• Equilibrio dinámico. Concepto de fuerzas de inercia. Principio de d´Alambert.

Aplicaciones.

• Dinámica de movimientos rectilíneos y circulares. Dinámica del movimiento armónico

simple.

• Momento angular. Conservación del momento angular. Aplicaciones.

• Concepto y expresión matemática del trabajo y de la potencia mecánica. Unidades.

Cálculo del trabajo y de la potencia en casos prácticos diversos.

• Energía. Energía mecánica. Cálculos y aplicaciones. Conservación de la energía.

• Principios y leyes de la dinámica aplicados a un sistema de partículas.

• Momento angular de un sistema de partículas. Conservación del momento angular.

Aplicaciones.

• Rotación de un sólido rígido alrededor de un eje. Momento de inercia. Cálculo de

momentos de inercia.

• Ecuación fundamental de la dinámica de la rotación. Impulso angular y momento

angular.

• Teorema de las fuerzas vivas aplicado a las rotaciones. Energía cinética de rotación.

Sólidos sometidos a traslaciones y rotaciones.

• Aplicaciones a máquinas que giran.

• Rozamiento. Fuerzas de rozamiento. Coeficientes estático y dinámico de rozamiento.


• Estudio del rozamiento en deslizamientos de cuerpos por planos horizontales e

inclinados. Aplicaciones.

• Rozamiento de rodadura. Aplicaciones mecánicas.

• Otros rozamientos. Rendimiento en mecanismos. Cálculos y aplicaciones.

• Equilibrios estático y dinámico. Equilibrado de masas giratorias.

• Máquinas equilibradoras. Aplicaciones.

• La conservación de la energía en máquinas y mecanismos. Rendimientos.

Procedimientos

• Identificación de fuerzas que intervienen en la vida diaria. Discusión de los efectos que

producen. Realización de experiencias al respecto.

• Reconocimiento experimental de la existencia de fuerzas en la génesis de

aceleraciones. Deducción del segundo principio y comentarios sobre sus aplicaciones.

• Discusión de ejemplos de acción de fuerzas de acción y reacción. Diseño de

experiencias para el estudio de movimientos de masas enlazadas y cálculo de tensiones

en cuerdas.

• Aplicación experimental de las leyes de la dinámica del punto a sistemas de partículas.

Experiencias de retroceso, de choque inelástico y elástico.

• Actividades experimentales con giros de cuerpos. Deducción de consecuencias.

Estimación de magnitudes que intervienen y cálculo de errores.

• Ejemplos de cálculo de momentos de inercia en casos de cuerpos muy típicos: barras

cilíndricas delgadas, aros, cilindros macizos, etc.

• Discusión de ejemplos de fuerzas realizando o no trabajo; deducción de consecuencias.

Expresión correcta de unidades.

• Cálculo de potencias y de rendimientos en máquinas. Discusión relativa a métodos de

mejora de rendimientos y de ahorro energético.

Actitudes

• Fomento hacia la realización cuidadosa de experiencias y de medidas así como del

análisis lógico de resultados.

• Motivar la discusión de posibilidades de enfoque de los problemas y la elección de la

opción más satisfactoria.

• Evaluación crítica de las experiencias y su aplicación a la solución de problemas

mecánicos.

• Valoración positiva de la importancia de la técnica en la sociedad actual.

• Fomento de una actitud positiva hacia la investigación.


• Fomento del ahorro energético y del correcto uso de la tecnología en función de la

conservación del medio.


• Presentar ejemplos de movimientos en máquinas para efectuar su análisis, discusión y

resolución numérica de casos concretos.

• Realizar un correcto uso de medidas y de unidades en el planteamiento y resolución de

problemas.

• Estudiar y discutir casos de composición de movimientos. Aplicación a máquinas.

Resolución numérica de ejercicios y problemas.

• Calcular momentos de inercia en casos sencillos y aplicación de la ecuación de la

Dinámica de la rotación. Combinar estos ejemplos con casos de cálculos de energías.

• Resolver problemas de interés en relación con el cálculo de rendimiento de máquinas.

• Conocer en cada caso la pérdida de energía y modos de evitarla. Incidencia en el ahorro

energético.

• Valorar la incidencia de las máquinas en la tecnología actual y en el progreso social.

TEMAS TRANSVERSALES

Educación del Consumidor. Educación Ambiental. Educación para la Igualdad de

Oportunidades de ambos sexos. Educación para la Salud.

BLOQUE IV: MECÁNICA DE FLUIDOS

UNIDAD 14. Hidrostática

• Conceptos generales: Densidad, presión, presión hidrostática, viscosidad.

• Teorema fundamental de la hidrostática.

• Teorema de Pascal y de Arquímedes. Aplicaciones.

• Fuerza sobre el fondo y sobre las paredes. Embalses.

UNIDAD 15. Hidrodinámica

• Conceptos generales. Ecuación de continuidad.

• Teorema de Bernoulli. Aplicaciones.

• Teorema de Torricelli. Aplicaciones.

• Efecto Venturi. Aplicaciones.

• Movimiento de fluidos sobre perfiles.

• Instalaciones hidráulicas.


OBJETIVOS

• Identificar los elementos y mecanismos que constituyen un determinado dispositivo

reconociendo en cada caso la misión que desempeñan.

• Reconocer los elementos que se esquematizan en un plano y, en el caso de circuitos

hidráulicos, señalar la importancia de cada uno y su influencia en la transmisión de

energía.

• Utilizar un lenguaje científicamente correcto al describir mecanismos, sistemas,

máquinas, etc., y su funcionamiento.

• Reconocer la influencia de los líquidos en diversos procesos de transmisión de

presiones y de multiplicación de fuerzas, valorando su importancia técnica.

• Potenciar la capacidad de interpretación de montaje y desmontaje de un circuito

hidráulico para asegurar la rentabilidad y funcionamiento de un proceso donde la

energía se transmita mediante líquidos.

• Valorar críticamente la influencia de la técnica en la sociedad y la necesidad de análisis

razonado de las situaciones para garantizar respuestas positivas a las mismas.

CONTENIDOSConceptos

• Revisión de los conceptos generales de densidad, presión, presión de vapor, presión

hidrostática y viscosidad (cinemática y dinámica).

• Teorema fundamental de la hidrostática y deducción de consecuencias. Teoremas de

Pascal y de Arquímedes. Aplicaciones industriales.

• Estudio de líquidos en recipientes. Fuerza sobre el fondo y sobre las paredes. Aplicación

a los embalses.

• Conceptos generales de Hidrodinámica: líneas de corriente, regímenes laminar

(estacionario) y turbulento. Número de Reynolds.

• Ecuación de continuidad. Aplicaciones.

• Teorema de Bernoulli. Pérdidas de carga.

• Teorema de Torricelli. Velocidad real y teórica de salida de líquidos por orificios.

• Efecto Venturi. Aplicaciones técnicas.

• Movimiento de fluidos sobre perfiles. Aplicaciones.

• Instalaciones hidráulicas. Elementos y su importancia. Aplicaciones a bombas

hidráulicas, depósitos, tuberías, válvulas y elementos de trabajo.

Procedimientos


• Visita a instalaciones de tipo hidráulico (embalses, presas, depósitos de agua, etc.).

• Proyección de documentales sobre funcionamiento de grandes instalaciones hidráulicas

(centrales eléctricas, etc.).

• Descripción del funcionamiento de los frenos hidráulicos y, si es posible, observación e

interpretación de un circuito de frenos en un coche.

• Observación del carburador de un motor de explosión de cuatro tiempos y explicación

en él del efecto Venturi. Otras aplicaciones del efecto Venturi (trompa de agua, etc.).

• Descripción y observación de diversas instalaciones hidráulicas (tuberías, depósitos,

etc.) incidiendo en el porqué de sus características.

• Resolución razonada y explicada de problemas, cuestiones y ejercicios.

• Lecturas en revistas especializadas y crítica razonada de las mismas.

Actitudes

• Fomento del análisis y de la crítica razonada de aquellos instrumentos y dispositivos

técnicos (mecánicos) en relación con sus aplicaciones, condiciones de funcionamiento y

seguridad y evaluación de su calidad.

• Desarrollo de una actitud imaginativa en el diseño y planificación de dispositivos que

transmitan energía, con evaluación de su rendimiento.

• Estímulo de la capacidad de elaboración de estrategias para abordar problemas técnico-

mecánicos y de ahorro de energía.

• Valoración crítica sobre las ventajas e inconvenientes que las instalaciones hidráulicas

(embalses, presas, centrales hidroeléctricas…) ejercen sobre el medio ambiente.

• Fomento de la resolución razonada de cuestiones, ejercicios y problemas utilizando

unidades adecuadas y analizando críticamente los resultados.


• Responder correctamente a cuestiones relativas al bloque de contenidos.

• Resolver cuestiones, ejercicios y problemas tipo, razonando la solución.

• Diseñar modelos de instrumentos hidráulicos destinados a la transmisión de presiones

(y su correspondiente multiplicación de fuerzas), indicando su funcionamiento y

aplicaciones.

• Interpretar esquemas de mecanismos de funcionamiento hidráulico señalando la misión

que desempeña cada elemento constituyente.

TEMAS TRANSVERSALES


Educación del Consumidor. Educación Ambiental.

BLOQUE V: RESISTENCIA DE MATERIALES

UNIDAD 16. Tracción, comprensión y cortadura

• Los materiales sólidos.

• Tracción y comprensión.

• El ensayo de tracción. Máquinas de tracción.

• Coeficiente de Poisson y variación de volumen.

• Comprensión uniforme de un cuerpo.

• Acciones entre dos secciones contiguas de material.

• Cortadura.

• Cálculo resistente de piezas simples.

UNIDAD 17. Flexión en vigas

• Tipos de vigas.

• Momento flector y esfuerzo cortante.

• Diagrama de momentos flectores y de esfuerzos cortantes.

• Vigas simplemente apodadas y en voladizo.

• Estudio teórico de la flexión. Tensiones en vigas. Deformaciones.

• Coeficiente de seguridad.

UNIDAD 18. Torsión

• Concepto.

• Torsión en árboles macizos de sección circular.

• Torsión en árboles huecos de sección circular.

• Diagrama de momentos torsores.

• Flexión y torsión combinadas.

UNIDAD 19. Pandeo

• Concepto.

• Pandeo de vigas rectas de sección constante sometidas a compresión. Fórmula de

Euler.

• Método de los coeficientes para barras de acero de construcción.

• Esfuerzos térmicos.

OBJETIVOS


• Interpretar el comportamiento y propiedades de aquellos materiales utilizados

frecuentemente en la actividad industrial.

• Diseñar y elaborar estrategias que conduzcan a la elección de un determinado material

en función de las características que exija un cierto producto.

• Reconocer la influencia del conocimiento del comportamiento de materiales en una

cierta actividad mecánica (diseño de máquinas, de estructuras con destino a la

construcción, etc.).

• Fomentar el uso de un vocabulario adecuado y científicamente correcto para describir

las propiedades, el comportamiento y las aplicaciones de los diversos materiales

utilizados en la industria.

• Valorar críticamente la necesidad de la calidad, siendo uno de sus elementos el

conocimiento del comportamiento de los materiales.

CONTENIDOS

Conceptos

• Repaso de los tipos de deformaciones en sólidos y de las cualidades que presentan la

mayoría de los materiales elásticos (en el sentido de ideales).

• Tracción y compresión en materiales sólidos. Aplicaciones.

• Ensayos de tracción. Interpretación de los diagramas tensión-deformación.

• Consecuencias prácticas que se deducen de los ensayos de tracción.

• Curvas de tracción. Máquinas de tracción.

• Compresión uniforme de un cuerpo. Consecuencias y aplicaciones.

• Cortadura. Cálculo resistente de piezas simples.

• Concepto de vigas. Vigas simplemente apoyadas y vigas en voladizo. Fuerzas y

momentos actuantes.

• Concepto de momento flector y de esfuerzo cortante. Relación entre ambos. Diagramas

de momentos flectores y de esfuerzos cortantes.

• Aplicaciones a vigas apoyadas y a vigas en voladizo.

• Estudio teórico de la flexión. Deformaciones normales en vigas. Tensiones en vigas. Ley

de Navier.

• Coeficiente de seguridad en vigas.

• Concepto de torsión. Estudio de la torsión en árboles macizos de sección circular.

• Relación tensión cortante-deformación y momento torsor-deformación en árboles

macizos de sección circular. Tensión cortante máxima.


• Estudio de la torsión en árboles huecos de sección circular. Consecuencias y

aplicaciones.

• Diagramas de momentos torsores en casos diversos de ejes sometidos a pares

aislados, empotrados en uno o en dos extremos, etc.

• Aplicaciones a casos concretos de ejes. Consecuencias mecánicas.

• Casos de flexiones y torsiones combinadas. Consecuencias y aplicaciones.

• Concepto de pandeo. Ejemplos de aplicación.

• Estudio del pandeo en casos de vigas rectas sometidas a compresiones. Aplicaciones.

• Estudio del pandeo en casos de vigas de acero de construcción. Método de los

coeficientes v.

• Esfuerzos térmicos en estructuras. Aplicaciones.

• Efecto entalla. Aplicaciones.

Procedimientos

• Ensayos experimentales de taller relativos a la determinación de deformaciones en

materiales diversos.

• Estudios experimentales de tracción, flexión, torsión y pandeo. Discusión de

consecuencias.

• Ejemplos prácticos de selección de materiales en función de una actividad dada o de

una estructura propuesta.

• Resolución comentada de problemas propuestos en orden de dificultad creciente.

• Visitas a instalaciones industriales (fabricación de vigas…), haciendo especial hincapié

en las pruebas de resistencia a las que se someten los productos fabricados.

• Proyección de vídeos, lecturas en revistas especializadas, etc.

Actitudes

• Fomento de una manera de pensar seria, razonada y crítica.

• Relación positiva de la influencia de la calidad en el bienestar de la sociedad.

• Potenciación de una actitud favorable ante la obra bien hecha.

• Motivación positiva hacia la investigación y el progreso técnico.

• Estímulo hacia la investigación y la crítica razonada respecto a la elección de un

material determinado para una obra en concreto.

• Fomento del ahorro de energía y del interés por la selección de lo que en cada caso se

adecúe a las características solicitadas.



• Proponer y resolver cuestiones relativas a las propiedades de los materiales y su

respuesta a unas condiciones técnicas dadas.

• Realizar y responder a cuestiones de relación estructura-propiedades.

• Realizar ensayos elementales de medida de propiedades de materiales (tracción,

compresión, torsión…), analizando críticamente los resultados.

• Resolver razonada y correctamente ejercicios numéricos y problemas de aplicación.

• Comentar en grupo temas relativos a aspectos técnico-mecánicos explicados en este

bloque temático (valoración de las aportaciones individuales, iniciativas, etc.).

TEMAS TRANSVERSALES

Educación del Consumidor. Educación Ambiental.

3.METODOLOGÍA

Hemos diseñado las actividades de aprendizaje de tal modo que:

Activen la curiosidad y el interés del alumno por el contenido del tema que se va a tratar o de

la tarea que se va a realizar utilizando estrategias del tipo de:

Presentar información nueva, sorprendente e incongruente con los conocimientos previos

del alumno.

Plantear al alumno problemas que haya de resolver.

Variar los elementos de la tarea para mantener su atención.

Muestren la relevancia del contenido o de la tarea para el alumno:

Relacionando el contenido de la instrucción mediante un uso del lenguaje y una selección

de ejemplos cercanos a sus experiencias, conocimientos previos y valores.

Mostrando por qué es relevante aprender lo que se presenta como el contenido de la

instrucción, a ser posible a través de ejemplos.

Orienten la atención de los alumnos antes, durante y después de la tarea:

Antes: hacia el proceso de solución más que hacia el resultado.

Durante: hacia la búsqueda y comprobación de posibles medios de superar las

dificultades, dividiendo la tarea en pasos para que los alumnos eviten pensar que no

pueden superarlas.

Después: informando sobre lo correcto e incorrecto del resultado, pero centrando la

atención del alumno en el proceso seguido y en lo que se ha aprendido, tanto si el


resultado ha sido un éxito como si no lo ha sido.

4.- TEMPORALIZACIÓN

· PRIMERA EVALUACIÓNBLOQUE I.-ESTÁTICA1.Vectores2.Los vectores momento3.Equilibrio en los sólidos4.Estructuras y mecanismosBLOQUE V.- RESISTENCIA DE MATERIALES16.Tracción, compresión y cortadura17.Flexión en vigas18.Torsión19.Pandeo

· SEGUNDA EVALUACIÓNBLOQUE II.-CINEMÁTICA5.Cinemática del punto6.Composición de movimientos rectilíneos7.Cinemática del sólido rígido8.Movimiento relativo9.Métodos cinemáticos para el estudio del movimiento plano

· TERCERA EVALUACIÓNBLOQUE III.-DINÁMICA10.Dinámica del punto11.Sistemas de partículas. Dinámica de la rotación12.Rozamiento dinámico13.Análisis dinámico de máquinas y mecanismosBLOQUE IV.-MECÁNICA DE FLUIDOS14.Hidrostática15.Hidrodinámica

5.-INSTRUMENTOS PARA LA EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE

Se observarán fundamentalmente los siguientes aspectos:

- Correcta utilización de los conceptos, definiciones y propiedades relacionadas con la

naturaleza de la situación que se trata de resolver.

Comentario [c1]:


- Justificaciones teóricas que se aporten para el desarrollo de las respuestas. La no

justificación, ausencia de explicaciones o explicaciones incorrectas serán penalizadas.

- Claridad rigor y coherencia en la exposición de conceptos. Estos errores se penalizarán

hasta en un 100% de la calificación máxima atribuida al problema o apartado.

- Precisión en los cálculos y en las notaciones.

- Se valorará positivamente la coherencia, de modo que si un alumno arrastra un error sin

entrar en contradicciones, este error no se tendrá en cuenta salvo como se recoge en los

anteriores criterios generales y en la cuestión en que se comete el error.

- Cada ejercicio se valorará de acuerdo a lo estipulado en los enunciados del examen.

- Muchos problemas de Mecánica admiten varias soluciones, pudiendo ser alguna de ellas

extraña o no habitual. Se tendrán en cuenta estas posibilidades, atendiendo a las

especificaciones del problema, sin necesidad de imponer un método de resolución

concreto.

Al final de cada una de las evaluaciones se realizará un examen de los contenidos

estudiados durante dicha evaluación. Dicho examen contribuirá en un 70% máximo .

El 30% mínimo restante corresponde a calificaciones obtenidas a lo largo de la

evaluación. Para ello se realizarán controles y se tomaran notas del trabajo realizado a

diario en casa por los alumnos mediante preguntas en clase y revisión de los cuadernos.

Cada control contribuirá en un 15% mínimo en la nota de la evaluación, y el resto

de notas tomadas en clase en un 15% máximo.

Después de cada una de las evaluaciones se realizará un examen de repaso. A

dicho examen de repaso deben presentarse todos los alumnos. Servirá de recuperación

para los alumnos suspensos, para mejorar nota de la evaluación anterior los alumnos que

así lo especifiquen, y como nota de otras pruebas de la evaluación actual para el resto. En

ningún caso las notas de clase podrán bajar la calificación a los alumnos tras presentarse

a la recuperación. Sin embargo dichas notas de clase si se tendrán en cuenta en caso de

mejorar la nota de la evaluación.

Al finalizar las 3 evaluaciones se procederá a efectuar un examen final al que deberán

presentarse todos los que tengan 6 o menos de 6.Los que su nota sea superior, a criterio

del profesor .


6.CRITERIOS DE EVALUACIÓN

- Esquematizar un sistema o estructura identificando las cargas que le son

aplicadas.

- Relacionar el diseño de un elemento con el análisis de cargas realizado.

- Aplicar las condiciones universales de equilibrio.

- Realizar el análisis estático de mecanismos sencillos.

- Identificar los distintos movimientos que ocurren en los elementos de un conjunto

mecánico.

- Calcular velocidades, trayectorias, tiempos, aceleraciones, etc.

- Determinar la influencia del rozamiento.

- Analizar el movimiento relativo.

- Analizar correctamente el movimiento plano.

- Analizar diferentes movimientos: vibratorio, helicoidal, rotación, etc.

- Aplicar el principio de conservación del momento cinético.

- Relacionar las magnitudes par, potencia, velocidad de giro, etc. en un elemento o

sólido rígido en rotación.

- Determinar la influencia del rozamiento.

- Valorar la influencia de los momentos de inercia de los sólidos en rotación en el

funcionamiento conjunto de un sistema.

- Esquematizar una estructura o sistema mecánico real identificando las cargas

aplicadas y calculando las reacciones en los apoyos y las tensiones de los

diferentes elementos.

- Relacionar el diseño de un elemento con su resistencia ante diferentes tipos de

cargas.

- Calcular esfuerzos y deformaciones sobre un elemento cualquiera de un

mecanismo o estructura.


- Relacionar los momentos de inercia con las deformaciones de un determinado

elemento.

Calcular valores de diferentes magnitudes en sus correspondientes unidades e identificarel orden de los valores de las diferentes magnitudes.

7.MEDIDAS DE ATENCIÓN A LA DIVERSIDAD.

Se intentará dar respuestas a cada uno desde el currículum ordinario. Este aspecto

trataremos de cubrirlo con las siguientes actuaciones:

a) Actividades de diagnóstico: Identificar los alumnos con más dificultades y tratar de

ayudarles en colaboración con el Departamento de Orientación.

b) Actividades de refuerzo: En todas las unidades didácticas se ofrecen actividades con

el fin de ayudar a aquellos alumnos que precisan corregir y consolidar determinados

conceptos. Se propondrá la asistencia a clases de refuerzo que se puedan impartir.

c) Actividades individuales y colectivas: Se realizarán actividades que van dirigidas a

cada alumno individualmente y otras que se dirigen a los alumnos agrupados en equipos.

Estas últimas juegan un papel esencial en el aprendizaje paralelo de actitudes y valores.

d) Ayudas personalizadas: Motivar a los alumnos para que:

Consulten al profesor de forma individual las dudas que encuentran al realizar el

estudio personalizado en casa y que éste se las solucione.

Presente al profesor la expresión de conceptos, enunciados redactados y cuestiones

resueltas por ellos para que este le corrija la forma, el fondo o el procedimiento utilizado.

8.MATERIALES Y RECURSOS DIDÁCTICOS. LIBROS DE TEXTO

El material que el alumno utilizará o elaborará a lo largo del curso será:

El libro de texto de la Editorial Everest.

Cuaderno de apuntes y problemas resueltos.

El cuaderno de notas será el documento guía para el estudio. Se elabora día a día. En él

se recogen las explicaciones teóricas expuestas por el profesor en la clase. En este

cuaderno también se recogerán las correcciones y estrategias de los diferentes ejercicios

y problemas hechos en el aula..

El libro del alumno será el documento principal para el aprendizaje. Se utilizará para

consulta y estudio de los contenidos teóricos explicados en la clase.

MECÁNICA - Colegio Marista Champagnat ·...

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