Documento 432577

Nombre de la asignatura: Dinámica
Nivel educativo:
Licenciatura X .
Especialidad _____
Maestría ____
Doctorado _____
Duración del ciclo: 15 semanas
Clave de
asignatura:
FIS2202
Créditos:
Seriación:
9
FIS2203
Hrs. con docente: 6 Hrs. de estudio por el alumno: 3
Requisito
concurrente:
Ninguno
Espacio físico:
Aula / Laboratorio
Hrs. de actividad por el alumno: 0
Importancia para la Formación Anáhuac:
Comprender los mecanismos de funcionamiento de dispositivos y equipos, a través de los
principios de conservación y/o las leyes que rigen el movimiento, permiten al Ingeniero Anáhuac
tomar decisiones, para reorientar o dirigir el diseño y construcción de los mismos, a la resolución de
verdaderas necesidades sociales durante su desempeño laboral con una perspectiva de cuidado y
respeto al medio ambiente.
Competencias
Competencia Profesional:
1. Proyecta, diseña, analiza y construye dispositivos, ya sea estructurales, electromecánicos,
ópticos, o térmicos, a un nivel básico, con fundamento en los principios y leyes de la física
general. Además propone y realiza variantes o mejoras a modelos existentes bajo los mismos
principios, todos ellos con impacto directo al mejoramiento de la calidad de vida de la
población, promoviendo el beneficio social, económico, industrial, científico y tecnológico en el
contexto que se desarrolle. Todo lo anterior con una genuina perspectiva de conciencia social,
así como de preservación o restitución de nuestros ecosistemas.
Competencias Genéricas:
1. Capacidad para generar nuevas ideas.
2. Trabajo en equipo.
Objetivos generales (Resultados de aprendizaje que se esperan):
El alumno:
1. Determina la trayectoria de una partícula, sistema de partículas o cuerpo rígido, a partir del
conocimiento de las fuerzas y momentos que experimentan mediante el uso de los
principios físicos correspondientes.
2. Encuentra las fuerzas y momentos resultantes que experimenta un sistema, a partir del
análisis de de sus parámetros cinemáticos.
3. Analiza las componentes de traslación y rotación de un cuerpo rígido con respecto a
sistemas fijos y en movimiento relativo.
FIS2202
4. Establece de manera precisa las condiciones de aplicación de los principios de la dinámica
de Newton y de los teoremas de conservación de la energía mecánica, momento lineal y
momento angular, así como sus rangos de validez.
5. Analiza el comportamiento vibratorio de un cuerpo rígido alrededor de una posición de
equilibrio a un nivel de modelación matemática simple sin el uso de métodos numéricos.
6. Aplica correctamente los principios fundamentales de la mecánica para el diseño y
construcción de dispositivos y equipos mecánicos de un nivel intermedio, o interviene en la
mejora de los ya existentes, ya sea en su diseño o en la reorientación de su enfoque de
aplicación, sin profundizar en los detalles relativos a la constitución de los materiales,
tomando en cuenta la protección ambiental, y que encuentren su fin último en el bien estar
social.
7. Analiza la incidencia que la aplicación y uso racional de la mecánica, ha tenido como
elemento transformador de las sociedades industriales y como elemento generador de
avance científico que ha contribuido a mejorar la calidad de vida del hombre en nuestro
planeta.
8. Vincula el aprendizaje del programa con las asignaturas de: Introducción a los estudios
universitarios, Historia del pensamiento e Historia de occidente.
CONTENIDOS
1.
1.1
1.2
1.3
1.4
Cinemática de partículas en traslación.
Campo de estudio de la dinámica y su papel en la transformación de la sociedad.
Definiciones y representación de la velocidad y aceleración en coordenadas:
Cartesianas y cilíndricas.
Movimiento unidimensional: Aceleración uniforme, aceleración variable.
Movimiento relativo y dependiente.
2.
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Cinética de partículas: Fuerzas y Momentos.
Leyes de Newton y su relación con la cantidad de movimiento lineal.
Conservación de la cantidad de movimiento lineal.
Ecuaciones de movimiento en diferentes sistemas de coordenadas
Equilibrio dinámico.
Momento de una partícula y su relación con la cantidad de movimiento angular.
Conservación de la cantidad de movimiento angular. Fuerzas centrales.
3.
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
Cinética de partículas: Energía y cantidad de movimiento.
Concepto y definición de trabajo
Principio del trabajo y la energía cinética.
Potencia y eficiencia.
Fuerzas conservativas y energía potencial.
Principio de conservación de la energía mecánica.
Principio de impulso y la cantidad de movimiento: Colisiones.
4.
4.1
Cinética de un sistema de partículas.
Cantidad de movimiento lineal y cantidad de movimiento angular de un sistema de
partículas y su relación con las fuerzas y momentos efectivos respectivamente.
Movimiento del centro de masa de un sistema de partículas.
Cantidad de movimiento angular de un sistema de partículas alrededor de su centro de
masa.
Conservación de la energía mecánica para un sistema de partículas.
Principios del impulso y la cantidad de movimiento lineal y angular respectivamente.
4.2
4.3
4.4
4.5
FIS2202
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
Cinemática de cuerpos rígidos.
Traslación.
Rotación alrededor de un eje fijo.
Movimiento plano en general.
Movimiento alrededor de un punto fijo.
Movimiento general.
6.
6.1
6.2
6.3
6.4
Cinética bidimensional de cuerpos rígidos: Fuerzas
Ecuaciones de movimiento.
Cantidad de movimiento angular de cuerpo rígido en movimiento plano.
Principio de D’Alembert y sistemas de cuerpos rígidos.
Movimiento plano con restricciones.
7.
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Cinética bidimensional de cuerpos rígidos: Energía
Ecuaciones de movimiento.
Principio del trabajo y la energía cinética.
Principio de conservación de la energía.
Principios del impulso y la cantidad de movimiento lineal y angular respectivamente.
Principios de conservación de la cantidad de movimiento lineal y angular.
8.
8.1
8.2
8.3
Cinética tridimensional de cuerpos rígidos: Fuerzas
Cantidad de movimiento angular de un cuerpo rígido.
Energía cinética.
Ecuaciones de Euler.
9.
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
Vibraciones mecánicas.
Movimiento armónico simple: partículas.
Movimiento armónico simple: cuerpos rígidos.
Vibraciones forzadas.
Vibraciones amortiguadas.
Vibraciones forzadas amortiguadas.
Planteamiento didáctico:
1. Aprendizaje colaborativo: método educativo mediante el cual se busca unir los esfuerzos
de los alumnos o de alumnos y profesores para, así trabajar juntos en la tarea de adquirir
conocimiento, habilidades y competencias.
2. Ejercicios: Práctica en situaciones concretas vinculadas con la temática de la materia
(mecanizaciones para el desarrollo de habilidades, aplicaciones en problemas prácticos,
etc.).
3. Exposición por parte de los alumnos: Comunicación oral, clara y eficaz, donde se
exponen los conocimientos de un tema a partir de la consulta o investigación previa sobre
el mismo. Se sugiere el empleo de recursos didácticos (presentaciones Power Point, video,
grabaciones, etc.).
4. Investigación documental: Acopio de información por parte del estudiante a través de la
consulta, lectura, análisis y discusión de material escrito y electrónico de manea que le
permita establecer nuevas relaciones con los contenidos de la clase y formular
conclusiones.
5. Lluvia de ideas: Participación activa de los alumnos promovida por el profesor para la
formulación de ideas generadas a partir de un tema en particular. El profesor, junto con el
grupo, procederá al análisis y validación de las nuevas ideas.
FIS2202
6. Participación interactiva: Intercambio de ideas entre el grupo y el docente a fin de
resolver dudas, exponer inquietudes, formular preguntas y plantear soluciones a
problemas.
7. Prácticas de laboratorio: Realización de ejercicios, simulaciones o experimentos para el
adiestramiento y adquisición de habilidades y competencias, así como su evaluación.
Dichas actividades pueden estar basadas en el uso de recursos informáticos y
computacionales.
8. Proyectos: Elaboración de propuestas de desarrollo y de solución de problemas. Los
proyectos deberán ser guiados por el proceso de investigación alrededor de un tema o
tópico propuesto por el profesor.
9. Solución de problemas: Dinámica participativa en la que el profesor expone a los
integrantes del grupo una situación problemática a resolver a partir de criterios definidos
por el profesor.
10. Trabajo cooperativo o en equipo: División en pequeños equipos de trabajo que han de
abocarse a desarrollar tareas, resolver problemas o elaborar productos a través de una
actividad conjunta en la que los participantes habrán de involucrarse activamente y,
posteriormente, compartir los productos o conclusiones desarrolladas.
Elementos recomendados para la evaluación
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Desarrollo o resolución de proyectos.
Examen tradicional Oral.
Examen tradicional Escrito.
Informes de laboratorio por equipo.
Portafolios.
Tareas y actividades electrónicas.
Diseño y construcción de un aparato mecánico.
Criterios de la Evaluación y Acreditación
Evaluaciones parciales: 60%
Evaluación final: 40%
Bibliografía básica:
1. Beer, F. et al., (2010), “Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica”, Novena edición.
McGraw-Hill. México.
2. Bedford, A. et al., (2008), “Mecánica para ingeniería, dinámica”, Quinta edición. México.
Pearson Prentice-Hall.
3. Hibbeler, R., (2009), “Mecánica vectorial para ingenieros, dinámica”, Décima edición.
México. Pearson.
Bibliografía complementaria:
1.
2.
3.
4.
Reshetkov, A., (2009), “Mecánica clásica. Teoría y problemas”, México. Trillas.
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Aeronautics-and-Astronautics/16-07Fall-2004/CourseHome/
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Mechanical-Engineering/2-032Fall-2004/CourseHome/
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/dinamica.htm
Perfil mínimo del maestro:
Docente con Licenciatura en áreas como Física, Ingeniería Civil, Ingeniería Mecánica Eléctrica,
Ingeniería Mecatrónica o afín. Con Maestría o Doctorado en Física, Ingeniería Mecánica, Ingeniería
Civil o afín. Experiencia académica mínima de dos años enseñando la materia a impartir, o
habiendo enseñado materias afines a nivel universitario.
FIS2202