- PROGRAMA ANALÍTICO (SÍLABO)
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VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO ‐iPROGRAMA ANALÍTICO (SÍLABO) INFORMACIÓN GENERAL FACULTAD / DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA: INGENIERÍA EN MECATRÓNICA Asignatura/Módulo: ESTÁTICA Código: Prerrequisitos: Número de Créditos: Física General, Trigonometría y Geometría Analítica, Matemática 3 Superior Correquisitos: Cálculo Diferencial Área Académica: Ingeniería Mecánica Nivel: 3 Período académico: Marzo 2012‐Julio 2012 DOCENTE: Nombre: Grado académico o título profesional: ALEXY FABIÁN VINUEZA LOZADA INGENIERO MECÁNICO MSc. Diseño, Producción y Automatización Industrial e‐mail: Breve reseña de la actividad académica y/o profesional • Diseñador de procesos de manufactura y de matrices para el desarrollo de partes estampadas automotrices en chapa metálica en METALTRONIC para GENERAL MOTORS Y MARESA. • Ingeniero de proyectos en TERMOINGENIERÍA en el diseño de sistemas de Refrigeración Industrial y Aire Acondicionado. • Diseñador de turbinas para generación hidroeléctrica en HIDROZAMORA. PLAN MICROCURRICULAR 1. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA La Estática junto con la Dinámica, son los pilares donde se asienta el estudio de la Mecánica, la cual es la primera ciencia analítica, y por eso, los conceptos fundamentales, los métodos analíticos y las analogías de la mecánica se encuentran en casi todas las ramas de la ingeniería. La Estática se centra en el estudio de los cuerpos en equilibrio. Toda estructura o bastidor de máquina es susceptible de ser analizada mediante las ecuaciones de equilibrio que proceden del análisis estático, al conocer las cargas externas bajo las cuales está siendo sometido, los tipos de apoyo y las dimensiones generales que debe cubrir. Permite determinar las fuerzas y los momentos que se generan en los diferentes elementos estructurales de un sistema isostático y además aporta con modelos matemáticos, que junto con las condiciones de compatibilidad permiten resolver sistemas hiperestáticos. Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO La Estática se relaciona con la Dinámica y Mecánica de Materiales, aportando en conjunto al Diseño de Elementos de Máquinas competencia fundamental del Ingeniero Mecatrónico. 2. OBJETIVO GENERAL DE LA ASIGNATURA O MÓDULO Desarrollar la capacidad de priorizar de manera argumentada las aplicaciones de la mecánica Newtoniana para la determinación de las fuerzas y momentos que se presentan en los diferentes elementos estructurales en función de las cargas externas aplicadas, y la posición de las mismas respecto de ciertos puntos de interés. 3. RESULTADOS DE APRENDIZAJE (OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE) Resultado del Aprendizaje Nivel Forma de evidenciarlo (objetivos específicos) Identifica el cuerpo a analizar, bosquejándolo aislado de su entorno, mostrando las dimensiones y ángulos relevantes y los vectores de todas las cargas externas que actúen sobre el mismo (Diagrama de Cuerpo Libre, DCL). Expresa las cargas externas en función de los vectores unitarios correspondientes al sistema de coordenadas de referencia, y aplica las ecuaciones de equilibrio pertinentes que resuelven el estado de carga isostático. A M Aplica las hipótesis para diseñar armaduras no convencionales. Determina las fuerzas que actúan en todos los elementos de una armadura. M Calcula la posición del centro de masa, centro de gravedad y centroide de secciones transversales. Calcula los momentos de inercia y radios de giro de una sección transversal. M Identifica el cuerpo a analizar, aislándolo de su entorno. Elabora el DCL correspondiente, y traza un sistema de coordenadas apropiado. Determina las variables geométricas implicadas en el análisis de cargas. Expresa todas las cargas en forma vectorial. Determina las cargas desconocidas del problema isostático. Caracteriza los elementos de una armadura y los representa en DCL. Identifica las juntas especiales simplificando los estados de carga. Reconoce la junta con el menor número de incógnitas y calcula las fuerzas axiales de cada elemento de la armadura. Define en sus palabras los conceptos de centro de masa, centro de gravedad y centroide. Determina la ubicación del centro de gravedad y centroide para un sistema de partículas discretas y en cuerpos rígidos. Determina los momentos de inercia y radios de giro de una sección Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO transversal. Nivel: (B= básico, M= medio, A= alto (Es el nivel alcanzado en el resultado del aprendizaje.) 4. METODOLOGÍA: a. Estrategias metodológicas: • La introducción a cada nuevo capítulo, tema o subtema del curso estará siempre a cargo del docente mediante conversatorios, encuentros magistral dialogada y estudios de caso para lo que se requerirá de manera obligatoria la preparación previa de parte del estudiante. • El refuerzo al conocimiento teórico se lo realizará mediante aplicaciones prácticas en la resolución de problemas propuestos, ya sea del libro de texto, de fuentes bibliográficas afines o estudio de casos reales durante las horas clase o de trabajo autónomo. • Mediante consultas y resolución de problemas prácticos efectuados en horas de trabajo autónomo, se relacionará el fundamento teórico, matemático y las aplicaciones industriales existentes o posibles que se puedan proporcionar. • En resumen las principales estrategias metodológicas que se usarán son las siguientes: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Conversatorios. Magistral dialogada. Resolución de problemas. Estudio de caso. Trabajo en grupos. Exposiciones en grupos de estudiantes sobre diseño y construcción de prototipos. b. Orientaciones metodológicas: • • • • • El estudiante deberá preparar el tema, previo su asistencia a las sesiones de acuerdo a la asignación programada para cada sesión, esta preparación previa será evaluada. Consultas puntuales podrán ser hechas al profesor mediante el uso del correo electrónico. El profesor actuará como un facilitador, por lo tanto, es obligación de los estudiantes traer preparados los temas correspondientes a cada sesión, de manera que puedan establecerse intercambio de opiniones sobre los temas tratados. La nota de participación en los encuentros será evaluada de acuerdo a la calidad de los aportes que los estudiantes realicen en las discusiones en clase. En las exposiciones de los estudiantes por grupos, deberán, intervenir todos los integrantes y las ayudas pedagógicas queda al buen criterio de cada grupo. Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO • Es obligatorio documentar en el portafolio del estudiante todas las actividades de aprendizaje (pruebas, trabajos fuera de clase, trabajos dentro de clase, anotaciones, fotografías…..), el mismo que deberá ser presentado al finalizar el semestre. 5. COMPORTAMIENTO ÉTICO: • Se exige puntualidad, no se permitirá el ingreso de los estudiantes con retraso. Esto significa según el reglamento del estudiante pasado los 10 minutos de la hora de inicio fijada. • Una vez iniciada la clase no se permitirá la salida y el reingreso de ningún estudiante salvo situaciones excepcionales. • Como norma de convivencia y por respeto a los demás, está terminantemente prohibido el uso del celular e ingerir alimentos o bebidas en el aula de clase. • El respeto en las relaciones docente‐ alumno y alumno‐alumno será exigido en todo momento, esto será de gran importancia en el desarrollo de las discusiones en clase. • Respeto a la palabra de las otras personas. Esto significa que cuando una persona habla los demás atienden y que lo que diga debe ser respetado en todo momento. • En los trabajos se deberán incluir las citas y referencias de los autores consultados (de acuerdo a normativas aceptadas, v. g. APA). Si un plagio es evidenciado, podría ser motivo de la separación del curso del o los involucrados. • Si es detectada la poca o ninguna participación en las actividades grupales de algún miembro de los equipos de trabajo y esto no es reportado por ellos mismos, se asumirá complicidad de ellos y serán sancionados con la nota de cero en todo el trabajo final (implica la pérdida del curso) dado el peso ponderado del trabajo en la nota final. • Los casos y trabajos asignados deberán ser entregados el día correspondiente. No se aceptarán solicitudes de postergación. • Los trabajos y exámenes producto de la copia o plagio, serán automáticamente anulados. • La copia de exámenes o quizes será severamente castigada, inclusive podría ser motivo de la pérdida automática del semestre, (código de ética de la universidad) 6. RECURSOS: • • • • • • • • • Libros de Texto. Pc´s Proyector. Pizarrón. Marcadores. Borrador. Microsft Office Excel. Laboratorio de Mecanismos. Plataforma Virtual de la Universidad. 7. EVALUACIÓN: Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO Trabajos fuera de clase: individual o colectiva Talleres o trabajos grupales en clase Participación en clase‐ control de lecturas Exposiciones (presentaciones profesionales) Pruebas Examen (no más del 40%) Otros (especifique) Proyecto Integrador TOTAL % 10% 30% 20% 20% 20% 100% 8. BIBLIOGRAFÍA: BÁSICA: (Libros o capítulos que se leerán obligatoriamente.) (De los textos o ejemplares de artículos o guías deberán existir suficientes ejemplares, 1 para cada diez estudiantes en la biblioteca.) Hibbeler, R. C., (2010). Ingeniería Mecánica. Estática (12th ed.), México: Pearson Educación. COMPLEMENTARIA: (Bibliografía de apoyo, que permitirá profundizar los temas tratados.) Hibbeler, R. C., (2011). Mecánica de Materiales, (8th ed.), México: Pearson Educación. Bedford, A. Fowler, W., (2008). Mecánica para Ingeniería. Estática (5th ed.), México: Pearson Edución. RECOMENDADA: (Bibliografía de apoyo, que permitirá enriquecer los temas tratados) Beer, P. F. Johston, E. R. Clausen, W. E., (2007). Mecánica Vectorial par Ingenieros. Estática (8th ed.), China: McGraw‐Hill. DIRECCIONES ELECTRÓNICAS: o Básicas www.pearsoneducacion.net/hibbeler o Recomendadas 9. PROGRAMA DE LA ASIGNATURA Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO CONTENIDOS SESION (horas) TAREAS PREVIAS / LECTURAS OBLIGATORIAS (Que el estudiante debe realizar antes de la sesión.) Unidad 1.‐ EQUILIBRIO DE UNA PARTÍCULA 1. Condiciones para el equilibrio de una partícula. 2. Diagrama de cuerpo libre. 3. Sistema de Fuerzas coplanares. 4. Sistema de Fuerzas tridimensionales. Unidad 2.‐ RESULTANTES DE SISTEMAS DE FUERZAS 1. Momento de una fuerza. 2. Momento de una fuerza respecto de un eje específico. 3. Momento de un par. 4. Simplificación de un sistema de fuerza y par. 5. Carga simple distribuida. Unidad 3.‐ EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO 6 Lectura páginas 85‐93 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 103‐107 de la Estática de Hibbeler. 9 Lectura páginas 117‐130 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 139‐153 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 160‐177 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 183‐197 de la Estática de Hibbeler. 12 Lectura páginas 199‐210, 214‐223 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 224‐225 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 237‐251 de la Estática de Hibbeler. 12 Lectura páginas 263‐274 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 280‐285 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 290‐293 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 294‐309 de la Estática de Hibbeler. 1. Condiciones para el equilibrio de un cuerpo rígido. 2. Elementos de dos y tres fuerzas. 3. Tipos de apoyos y sus reacciones. Unidad 4.‐ ANÁLISIS ESTRUCTURAL 1. Armaduras simples. 2. Método de nodos. 3. Elementos de fuerza cero. 4. Método de secciones. 5. Armaduras espaciales. 6. Bastidores y máquinas. Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador VICERRECTORADO GENERAL ACADÉMICO CONTENIDOS SESION (horas) TAREAS PREVIAS / LECTURAS OBLIGATORIAS (Que el estudiante debe realizar antes de la sesión.) Unidad 5.‐ CENTRO DE GRAVEDAD Y CENTROIDE 1. Centro de gravedad, de masa y centroide de cuerpos de formas regulares. 2. Momentos de inercia para secciones de área regular. i 6 Lectura páginas 290‐293 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 784‐786 de la Mecánica de Materiales de Hibbeler. Lectura páginas 294‐309 de la Estática de Hibbeler. Lectura páginas 787‐790 de la Mecánica de Materiales de Hibbeler. Documento aprobado 13 de julio de 2011 Campus Matriz Quito: Bourgeois N34-102 y Rumipamba Telfs.: 2990 822 / 2990 800 Ext. 2228 Quito - Ecuador
