MECANICA RACIONAL

• Richard Verdugo L.

• Dr. Ing. Mecánica y Fab.• Director Escuela de

Ingeniería Civil Mecánica

• 2731413 (sec)• 2731508 (of)

• rverdugo@ubiobio.cl

• Código : ING 3101• Nº de créditos: 11• Tipo de curso: teórico-

práctico• Nº de módulos: 3 de

cátedra y 1 de práctica• Ubicación dentro del plan

de estudios: cuarto semestre, segundo año

• Carácter: mínimo• Requisitos: MAT 2102,

FIC 2101

Descripción del curso• Este curso presenta la metodología de modelación

característica de la Ciencia de la ingeniería, que, partiendo de la observación empírica de problemas de la Mecánica, usa una formulación matemática para la resolución del problema y sucesivamente analiza la validez del modelo mismo.

Objetivos del curso

• Al finalizar el curso el alumno será capaz de analizar y resolver, usando la formulación matemática, problemas de estática y de movimiento de una partícula y de un sistema de partículas.

Capítulo I. Introducción

• Definiciones: Mecánica, Movimiento, Sistema de referencia.

• Sistema internacional de medidas.• Modelo utilizados en mecánica (partícula,

Cuerpo Rígido, acciones físicas).

Capítulo II: Estática • Concepto de fuerzas y equilibrio (enfoque vectorial).• Diagramas de cuerpo libre.• Leyes de la mecánica (Newton 1, 2 y 3 leyes, Gravitación Universal,

Ley del Paralelogramo).• Estática de la partícula.• Estática del cuerpo rígido (Fuerzas concurrentes, Fuerza de roce,

Fuerzas no concurrentes, Momentos, Teorema de Varignon)• Sistema de fuerzas:

– Fuerza por unidad de masa (Centro de Masa, Centro de Gravedad, Centroides).

– Fuerzas por unidad de longitud.– Fuerzas por unidad de área (superficies sumergidas).

• Cables flexibles (cable parabólico, catenaria).

Capítulo III: Cinemática

• Clasificación de los movimientos.• Conceptos de rapidez, velocidad y aceleración

media e instantánea.• Cinemática de la partícula.• Cinemática del movimiento plano de la partícula.• Estudio de algunos tipos particulares de

movimientos de partículas:– Movimientos Rectilíneos.– Movimientos Curvilíneos.– Cinemática de los movimientos relativos.

• Cinemática de los cuerpos rígidos.

Capítulo IV: Dinámica

• Dinámica de la partícula.• Potencia mecánica.• Dinámica Relativista clásica de la partícula.• Dinámica clásica de los sistemas de partículas.

– Segunda ley de Newton para sistemas de partículas.– Impulso lineal Cantidad de Movimiento para sistemas

de partículas y cuerpos rígidos.– Teorema del centro de masa.– Choque de partículas y cuerpos rígidos.– Teorema del trabajo y energía del centro de masa.– Energía cinética de un sistema de partículas y cuerpo

rígido.

Métodos de enseñanza • Las clases se realizan en aula, entregando los

elementos teóricos de los contenidos. En el módulo de práctica se resuelven los problemas aplicando los conceptos básicos de la mecánica racional.

Evaluación

• Un examen final y tres certámenes calificados.• La nota final será calculada con el siguiente criterio:• 3 certámenes 60% (C1: abril 2011, C2: mayo 2011, C3: jun 2011)• Examen final 40% (EX: julio 2011)

Bibliografía • Shames (1999). Mecánica para Ingenieros, Estática. Prentice Hall.• Shames (1999). Mecánica para Ingenieros, Dinámica. Prentice

Hall.• Huang T.C (1974). Mecánica para Ingenieros, Vol. 1 y 2. Ed.

Fondo Educativo interamericano.• Meriam J.L. (1993). Estática. Barcelona: Reverté• Meriam J.L. (1993). Dinámica. Barcelona: Reverté• Hibbeler R.C. (1995). Ingeniería Mecánica: Estática. Ed Prentice

Hall.• Hibbeler R.C. (1995). Ingeniería Mecánica: Dinámica. Ed Prentice

Hall.• Beer F. & Johnston E.R. (1992). Mecánica Vectorial para

Ingenieros, Vol. 1 y 2. México: McGraw Hill