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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESTUDIO
Aprobado por el Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería en su sesión ordinaria del 19 de noviembre de 2008
CINEMÁTICA Y DINÁMICA 0066 3o 09 Asignatura Clave Semestre Créditos
Ciencias Básicas Ciencias Aplicadas Ingeniería Mecánica
División Coordinación Carrera(s) en que se imparte
Asignatura: Horas: Total (horas):
Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5
Optativa Prácticas 0.0 16 Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Estática Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: El alumno será capaz de comprender los diferentes estados mecánicos de movimiento de partículas y de cuerpos rígidos considerando la geometría del movimiento, así como las causas que lo modifican. Asimismo será capaz de analizar y resolver ejercicios de cinemática y dinámica clásicas. Temario
NÚM. NOMBRE HORAS
1. Cinemática de la partícula 9.0
2. Cinética de la partícula 18.0
3. Trabajo y energía e impulso y cantidad de movimiento de la partícula 10.5
4. Cinemática del cuerpo rígido 15.0
5. Cinética del cuerpo rígido 19.5
72.0
Prácticas de laboratorio 0.0
Total 72.0
CINEMÁTICA Y DINÁMICA (2 / 4)
1 Cinemática de la partícula
Objetivo: El alumno analizará y resolverá ejercicios de la cinemática de la partícula. Contenido:
1.1 Trayectoria, posición, velocidad, rapidez y aceleración lineales de una partícula en movimiento. 1.2 Sistema de referencia normal y tangencial para movimiento en trayectoria curva plana. Aceleración
normal y aceleración tangencial. 1.3 Movimiento rectilíneo de una partícula: uniforme, uniformemente acelerado y con aceleración
variada.
2 Cinética de la partícula Objetivo: El alumno aplicará las leyes de Newton en la resolución de ejercicios de movimiento de la partícula en un plano, donde intervienen las causas que modifican a dicho movimiento.
Contenido: 2.1 Segunda ley de Newton para movimiento de partículas de masa constante. 2.2 Cinética del movimiento rectilíneo de una partícula sujeta a una fuerza resultante. 2.3 Cinética del movimiento en trayectoria curva con sistemas de referencia tanto cartesiano como
normal y tangencial. Tiro parabólico. 2.4 Cinética de partículas conectadas.
3 Trabajo y energía e impulso y cantidad de movimiento de la partícula Objetivo: El alumno aplicará el método energético y el de cantidad de movimiento, en la resolución de ejercicios de movimiento de la partícula donde intervienen las causas que lo modifican.
Contenido: 3.1 Método de trabajo y energía. 3.2 Principio de conservación de la energía mecánica. 3.3 Método de impulso y cantidad de movimiento.
4 Cinemática del cuerpo rígido
Objetivo: El alumno analizará y resolverá ejercicios de movimiento plano de cuerpos rígidos, y de algunos mecanismos donde no intervengan las causas que modifican dicho movimiento.
Contenido: 4.1 Movimiento de rotación. Posición, desplazamiento, velocidad, rapidez y aceleración angulares. 4.2 Relación entre el movimiento lineal y el movimiento angular, para una partícula en trayectoria
circunferencial. 4.3 Movimiento relativo. 4.4 Descripción de los diferentes movimientos planos del cuerpo rígido. 4.5 Obtención de las ecuaciones para los diferentes tipos de movimiento plano del cuerpo rígido. 4.6 Cinemática de mecanismos: manivela-biela-corredera y de cuatro articulaciones.
CINEMÁTICA Y DINÁMICA (3 / 4)
5 Cinética del cuerpo rígido
Objetivo: El alumno aplicará ecuaciones que relacionen al sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo rígido, homogéneo y simétrico, con la aceleración angular que adquiere éste y con la aceleración lineal de su centro de masa, en la resolución de ejercicios de su movimiento plano. Contenido:
5.1 Obtención de las ecuaciones de la cinética del cuerpo rígido con movimiento plano. 5.2 Identificación del momento de inercia en las ecuaciones de movimiento. 5.3 Cálculo de momentos de inercia de cuerpos de configuración sencilla. Interpretación física. Teorema
de los ejes paralelos. 5.4 Cinética del cuerpo rígido: traslación, rotación y movimiento plano general.
Bibliografía básica: Temas para los que se recomienda: BEER, Ferdinand, JOHNSTON, E. Russell y CLAUSEN, William E. Mecánica Vectorial para Ingenieros. Dinámica Todos 8ª. Edición México McGraw-Hill, 2007 MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn Mecánica para Ingenieros, Dinámica Todos 3a edición España Editorial Reverté, S.A., 2000 HIBBELER, Russell C. Mecánica Vectorial para Ingenieros, Dinámica Todos 10a edición México Pearson Prentice Hall, 2004
CINEMÁTICA Y DINÁMICA (4 / 4)
Bibliografía complementaria: RILEY, F. William Ingeniería Mecánica, Dinámica Todos Edición en español España Editorial Reverté, S.A., 2004 BEDFORD, Anthony y FOWLER, Wallace L. Todos Mecánica para Ingeniería. Dinámica 5a. edición México Pearson Education, 2008 BORESI, P. Arthur y SCHMIDT, J. Richard Ingeniería Mecánica, Dinámica Todos Edición en español México Thomson, 2001 Sugerencias didácticas:
Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras: X
Material didáctico digital (tutoriales y simuladores)
Talleres de Ejercicios Forma de evaluar:
Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras
Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura
Deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de física general. Nivel de preparación: mínimo licenciatura en el área físico-matemática y de las ingenierías. Experiencia profesional: deseable. Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía, facilitador del conocimiento. Actitudes de servicio, de responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESTUDIO
Aprobado por el Consejo Técnico de la Facultad de Ingeniería en su sesión ordinaria del 19 de noviembre de 2008 ESTÁTICA 0065 2º 09 Asignatura Clave Semestre Créditos
Ciencias Básicas Ciencias Aplicadas Ingeniería en Computación
División Coordinación Carrera en que se imparte
Asignatura: Horas: Total (horas):
Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5
Optativa Prácticas 0.0 16 Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Geometría Analítica. Seriación obligatoria consecuente: Cinemática y Dinámica. Objetivo(s) del curso: El alumno conocerá y comprenderá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana; analizará y resolverá ejercicios de equilibrio isostático. Temario
NÚM. NOMBRE HORAS
1. Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana 9.0
2. Conceptos básicos de la estática 10.5
3. Sistemas equivalentes de fuerzas 18.0
4. Primeros momentos, centros de gravedad, centros de masa y centroides 10.5
5. Estudio del equilibrio de los cuerpos 18.0
6. Fricción 6.0
72.0
Prácticas de laboratorio 0.0
Total 72.0
ESTÁTICA (2 / 5)
1 Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana Objetivo: El alumno conocerá y comprenderá los aspectos básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las partes en que se divide, las leyes que las rigen y las aplicaciones de éstas. Contenido:
1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica. 1.2 Noción de movimiento de un cuerpo. 1.3 Modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica. Cantidades físicas escalares y
vectoriales. 1.4 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa y fuerza. 1.5 Leyes de Newton, sistema de referencia inercial y transformaciones de Galileo. 1.6 Principios: de Stevin, de transmisibilidad y de superposición de causas y efectos. 1.7 Diagrama de cuerpo libre. 1.8 Ley de la gravitación universal. 1.9 Aplicaciones de las leyes de Newton y de la gravitación universal. 1.10 Introducción a la metrología y al S.I., en la mecánica clásica.
2 Conceptos básicos de la estática Objetivo: El alumno conocerá y comprenderá aspectos básicos del equilibrio. Contenido:
2.1 Vectores representativos de cantidades físicas empleadas en la mecánica clásica. 2.2 Clasificación de las fuerzas. 2.3 Principio de equilibrio. 2.4 Principio de adición de sistemas de fuerzas en equilibrio. 2.5 Procesos de composición y descomposición de cantidades físicas vectoriales empleadas en la
mecánica clásica. 2.6 Equilibrio de la partícula.
3 Sistemas equivalentes de fuerzas
Objetivo: El alumno aplicará los principios básicos de la mecánica clásica para la obtención de sistemas equivalentes de fuerzas. Contenido:
3.1 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje. 3.2 Teorema de Varignon. 3.3 Definición de sistemas equivalentes de fuerzas. 3.4 Par de fuerzas y sus propiedades. 3.5 Par de transporte. 3.6 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente. 3.7 Sistemas equivalentes más simples (simplificación): una sola fuerza, un par de fuerzas.
ESTÁTICA (3 / 5)
4 Primeros momentos, centros de gravedad, centros de masa y centroides
Objetivo: El alumno determinará centroides, centros de gravedad y centros de masa para cuerpos de configuración sencilla. Contenido:
4.1 Simplificación de un sistema de fuerzas con distribución continua. 4.2 Primeros momentos. 4.3 Centro de gravedad de un cuerpo. 4.4 Centro de masa de un cuerpo. 4.5 Centroide de un área. 4.6 Centroide de un volumen. 4.7 Determinación de centros de gravedad, centros de masa y centroides para cuerpos compuestos.
5 Estudio del equilibrio de los cuerpos
Objetivo: El alumno resolverá ejercicios de equilibrio isostático para cuerpos rígidos, sistemas mecánicos y estructuras de uso frecuente en ingeniería.
Contenido:
5.1 Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio. Ecuaciones de equilibrio traslacional. Ecuaciones de equilibrio rotacional.
5.2 Restricciones a los movimientos de un cuerpo rígido. 5.3 Apoyos y ligaduras más empleadas en la ingeniería. 5.4 Elaboración de diagramas de cuerpo libre. 5.5 Análisis de equilibrio isostático e hiperestático y condiciones de no equilibrio. 5.6 Determinación de reacciones de apoyos y ligaduras de sistemas mecánicos en equilibrio.
6 Fricción
Objetivo: El alumno comprenderá el fenómeno de fricción en seco y resolverá ejercicios donde intervengan fuerzas de fricción.
Contenido:
6.1 Naturaleza de la fuerza de fricción. 6.2 Clasificación de la fricción. 6.3 Fricción en seco. 6.4 Leyes de Coulomb-Morin. 6.5 Casos de deslizamiento y volcamiento de cuerpos.
ESTÁTICA (4 / 5)
Bibliografía básica: Temas para los que se recomienda:
BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E. Russell Todos Vector Mechanics for Engineers, Statics 8th edition U.S.A. McGraw-Hill, 2007 MERIAM, J.L. y KRAIGE, L. Glenn Todos Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática 3a edición España Editorial Reverté, S.A., 2000
HIBBELER, Russell C. Todos
Mecánica para Ingenieros, Estática 10a edición
México Pearson Prentice Hall, 2004
Bibliografía complementaria: BEDFORD, Anthony and FOWLER, Wallace L. Todos Engineering Mechanics, Statics 5th edition
U.S.A. Prentice Hall, 2008
RILEY, F. William Todos Ingeniería Mecánica, Estática Edición en español España Editorial Reverté, S.A., 2002 SOUTAS-LITTLE, Robert W. et al Todos Engineering Mechanics, Statics Computational Edition Canada Thomson, 2008
ESTÁTICA (5 / 5)
Sugerencias didácticas:
Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras: X
Material didáctico digital (tutoriales y simuladores). Taller de Ejercicios.
Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras:
Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de física general. Nivel de preparación: mínimo licenciatura en el área físico-matemática y de las ingenierías. Experiencia profesional: deseable. Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía, facilitador del conocimiento. Actitudes de servicio, de responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESTUDIO
2 8
Asignatura Clave Semestre Créditos
División Departamento Licenciatura
Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre:
Obligatoria X Teóricas 4.0 Teóricas 64.0
Optativa Prácticas 0.0 Prácticas 0.0
Total 4.0 Total 64.0
Modalidad: Curso teórico
Seriación obligatoria antecedente: Cálculo y Geometría Analítica
Seriación obligatoria consecuente: Cinemática y Dinámica
Objetivo(s) del curso:
El alumno comprenderá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana;
analizará y resolverá ejercicios de equilibrio isostático.
Temario
NÚM. NOMBRE HORAS
1. Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana 6.0
2. Conceptos básicos de la estática 12.0
3. Sistemas de fuerzas equivalentes 16.0
4. Centros de gravedad y centroides 8.0
5. Estudio del equilibrio de los cuerpos 14.0
6. Fricción 8.0
_____
64.0
ESTÁTICA
CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE
CIENCIAS APLICADAS INGENIERÍA GEOMÁTICA
Actividades prácticas 0.0
_____
Total 64.0
29/10/2014 12:5765
1 Fundamentos de la mecánica clásica newtoniana
Objetivo: El alumno comprenderá los aspectos básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las partes en que
se divide, las leyes que las rigen y las aplicaciones de estas.
Contenido:
1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica.
1.2 Noción de movimiento de un cuerpo.
1.3 Modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica y cantidades físicas escalares y vectoriales.
1.4 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa, fuerza y sus unidades de medida.
1.5 Principio de Stevin.
1.6 Leyes de Newton y el sistema de referencia inercial.
1.7 Ley de la gravitación universal.
2 Conceptos básicos de la estática
Objetivo: El alumno comprenderá los aspectos básicos del equilibrio.
Contenido:
2.1 Representación vectorial de una fuerza.
2.2 Composición y descomposición de la representación vectorial de una fuerza.
2.3 Principio de equilibrio de dos fuerzas y teorema de transmisibilidad.
2.4 Clasificación de los sistemas de fuerzas.
2.5 Diagrama de cuerpo libre.
2.6 Equilibrio de la partícula.
3 Sistemas de fuerzas equivalentes
Objetivo: El alumno aplicará los principios básicos de la mecánica clásica para la obtención de sistemas de fuerzas
equivalentes.
Contenido:
3.1 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje.
3.2 Teorema de Varignon.
3.3 Definición de sistemas de fuerzas equivalentes.
3.4 Par de fuerzas y sus propiedades.
3.5 Par de transporte.
3.6 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente.
3.7 Sistemas equivalentes más simples: una sola fuerza, un par de fuerzas.
4 Centros de gravedad y centroides
Objetivo: El alumno determinará centros de gravedad y centroides para cuerpos de configuración sencilla.
Contenido:
4.1 Primeros momentos.
4.2 Centro de gravedad de un cuerpo.
4.3 Centroide de un área.
4.4 Centroide de un volumen.
4.5 Determinación de centros de gravedad y centroides para cuerpos compuestos.
4.6 Simplificación de un sistema de fuerzas con distribución continua.
5 Estudio del equilibrio de los cuerpos
Objetivo: El alumno resolverá ejercicios de equilibrio isostático para cuerpos rígidos, sistemas mecánicos y
estructuras de uso frecuente en ingeniería.
(2/5)
29/10/2014 12:5766
Contenido:
5.1 Restricciones a los movimientos de un cuerpo rígido.
5.2 Apoyos y ligaduras más empleadas en la ingeniería.
5.3 Condiciones necesarias y suficientes de equilibrio para un cuerpo rígido.
5.4 Análisis de equilibrio isostático y condiciones de no equilibrio.
5.5 Determinación de reacciones de apoyos y ligaduras de sistemas mecánicos en equilibrio.
6 Fricción
Objetivo: El alumno comprenderá el fenómeno de fricción en seco y resolverá ejercicios donde intervengan fuerzas de
fricción.
Contenido:
6.1 Naturaleza de la fuerza de fricción.
6.2 Clasificación de la fricción.
6.3 Fricción en seco.
6.4 Leyes de Coulomb-Morin.
6.5 Casos de deslizamiento y volcamiento de cuerpos.
Bibliografía básica Temas para los que se recomienda:
BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Rusell, MAZUREK, David
Mecánica vectorial para ingenieros, estática Todos
10a. edición
México, D.F.
McGraw-Hill, 2013
HIBBELER, Russell
Ingeniería mecánica, estática Todos
12a. edición
México, D.F.
Pearson Prentice Hall, 2010
MERIAM, J, KRAIGE, Glenn
Mecánica para ingenieros, estática Todos
3a. edición
Barcelona
Reverté, 2004
Bibliografía complementaria Temas para los que se recomienda:
MARTÍNEZ, Jaime, SOLAR, Jorge
Estática básica para ingenieros Todos
México, D.F.
Facultad de Ingeniería, UNAM, 2010
(3/5)
29/10/2014 12:5767
PYTEL, Andrew, KIUSALAAS, Jaan
Ingeniería mecánica, estática Todos
3a. edición
México, D.F.
CENGAGE Learning, 2012
SOUTAS LITTLE, Robert, INMAN, Daniel, BALIENT, Daniel
Ingeniería mecánica: estática Todos
Edición computacional
México, D.F.
CENGAGE Learning, 2009
(4/5)
29/10/2014 12:5768
Sugerencias didácticas
Exposición oral X Lecturas obligatorias X
Exposición audiovisual Trabajos de investigación X
Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X
Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo
Seminarios Búsqueda especializada en internet X
Uso de software especializado X Uso de redes sociales con fines académicos X
Uso de plataformas educativas X
Forma de evaluar
Exámenes parciales X Participación en clase X
Exámenes finales X Asistencia a prácticas X
Trabajos y tareas fuera del aula X
Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura
La asignatura deberá ser impartida por profesores que tengan conocimientos en el área de Física General. Nivel de preparación:
mínimo Licenciatura en el área Físico-Matemática y de las Ingenierías. Experiencia profesional: deseable.
Especialidad: deseable. Aptitudes: facilidad de palabra, empatía y que facilite el conocimiento. Actitudes de servicio, de
responsabilidad, comprometido con su superación, crítico, propositivo e institucional.
(5/5)
29/10/2014 12:57
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69
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESTUDIO
2 12
Asignatura Clave Semestre Créditos
División Departamento Licenciatura
Asignatura: Horas/semana: Horas/semestre:
Obligatoria X Teóricas 6.0 Teóricas 96.0
Optativa Prácticas 0.0 Prácticas 0.0
Total 6.0 Total 96.0
Modalidad: Curso teórico
Seriación obligatoria antecedente: Cálculo y Geometría Analítica
Seriación obligatoria consecuente: Ninguna
Objetivo(s) del curso:
El alumno describirá los elementos y principios fundamentales de la mecánica clásica newtoniana; analizará
y resolverá problemas de equilibrio y de dinámica de partículas.
Temario
NÚM. NOMBRE HORAS
1. Conceptos básicos y fundamentos de la mecánica newtoniana 18.0
2. Representación y modelado de los sistemas de fuerzas 16.0
3. Determinación experimental del centroide de un cuerpo 6.0
4. Introducción a la dinámica de la partícula 20.0
5. Impulso y cantidad de movimiento de la partícula 12.0
6. Trabajo y energía de la partícula 16.0
7. Métodos combinados para la resolución de problemas 8.0
_____
96.0
MECÁNICA
CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE
CIENCIAS APLICADAS INGENIERÍA GEOFÍSICA
Actividades prácticas 0.0
_____
Total 96.0
6/1/2015 15:3556
1 Conceptos básicos y fundamentos de la mecánica newtoniana
Objetivo: El alumno comprenderá los conceptos y principios básicos de la mecánica clásica newtoniana, así como las
partes en que se divide, las leyes que las rigen y algunas aplicaciones de estas.
Contenido:
1.1 Resumen histórico y descripción de la mecánica clásica.
1.2 Conceptos fundamentales: espacio, tiempo, masa y fuerza.
1.3 Cantidades físicas escalares y vectoriales.
1.4 Concepto de fuerza y propiedades de los modelos de cuerpos que se emplean en la mecánica clásica.
1.5 Principios de adición de sistemas de fuerzas en equilibrio, de Stevin y de transmisibilidad.
1.6 Ley de la gravitación universal, conceptos de peso y masa de un cuerpo.
1.7 Aplicaciones de las leyes de Newton y de la gravitación universal.
1.8 El Sistema Internacional de Unidades (SI) en la mecánica newtoniana.
1.9 La elaboración de diagrama de cuerpo libre (dcl) para el modelo de cuerpo de una partícula.
1.10 Fundamentación de la construcción del dcl a partir de las leyes de la gravitación universal y de la
acción y la reacción.
1.11 Fricción seca y fluida, naturaleza de este fenómeno, las leyes de Coulomb-Morin.
1.12 Descripción de la metodología experimental que fundamenta las leyes de Coulomb-Morin, obtención del
coeficiente de fricción estática.
2 Representación y modelado de los sistemas de fuerzas
Objetivo: El alumno comprenderá los fundamentos necesarios para analizar los sistemas de fuerzas y aplicará los
principios básicos de la mecánica newtoniana para la obtención de sistemas equivalentes de fuerzas.
Contenido:
2.1 Clasificación de las fuerzas.
2.2 Representación vectorial del modelo de una fuerza puntual.
2.3 Procesos de composición y descomposición de fuerzas en el plano y en el espacio, aplicación del concepto
de cambio de base vectorial.
2.4 Momentos de una fuerza con respecto a un punto y a un eje.
2.5 Definición de sistemas equivalentes de fuerzas.
2.6 Par de fuerzas y sus propiedades, descripción de modelos experimentales para generar un par sobre un
cuerpo, estudio de sus propiedades.
2.7 Par de transporte.
2.8 Sistema general de fuerzas y su sistema fuerza-par equivalente.
2.9 Obtención del modelo vectorial del sistema equivalente más simple: una fuerza y un par no coplanos.
Casos particulares de simplificación: una fuerza, un par, equilibrio.
3 Determinación experimental del centroide de un cuerpo
Objetivo: El alumno determinará experimentalmente la posición del centro de masa de un cuerpo con simetría plana,
mediante la medición de tensiones en hilos que sujetan al cuerpo y la aplicación de las ecuaciones de equilibrio
para un sistema de fuerza coplanario.
Contenido:
3.1 El modelo de cuerpo rígido, homogéneo y no homogéneo, concepto de simetría plana.
3.2 Conceptos del centros de gravedad, de masa y geométrico (centroide) de un cuerpo, sus diferencias desde
la perspectiva de los sistemas de fuerzas.
3.3 Determinación experimental de centros de gravedad de un cuerpo con simetría plana.
3.4 Estudio del equilibrio de un cuerpo rígido sujeto a la acción de un sistema de fuerzas localizado en su
plano de simetría.
(2/7)
6/1/2015 15:3557
4 Introducción a la dinámica de la partícula
Objetivo: El alumno aplicará las leyes de Newton en el análisis del movimiento de una partícula en el plano, donde
intervienen las causas que modifican a dicho movimiento.
Contenido:
4.1 Elementos básicos de la cinemática: conceptos de trayectoria, posición, velocidad, rapidez y aceleración
lineales de una partícula en movimiento.
4.2 Sistema de referencia normal y tangencial para el movimiento curvilíneo de una partícula en el plano.
Aceleración normal y aceleración tangencial, curvatura y radio de curvatura. Interpretaciones físicas y geométricas
de estas propiedades asociadas a los movimientos rectilíneos y a los curvilíneos.
4.3 El modelo matemático vectorial de la segunda ley de Newton, su interpretación geométrica desde la
perspectiva de la dependencia lineal de vectores. La explicación de la relación causa efecto asociado al
concepto de la fuerza resultante de un conjunto de fuerzas.
4.4 El modelo matemático vectorial de la segunda ley de Newton, para los movimientos rectilíneos y
curvilíneos en el plano. Características de la aceleración en estos dos tipos de movimientos en función de
las componentes de la fuerza resultante. La explicación de la trayectoria descrita por la partícula a partir
de la naturaleza de las fuerzas que actúan en ella. Planteamiento escalar de la segunda ley de Newton.
4.5 Estudio de la dinámica de los movimientos de una partícula sujeta a una fuerza resultante constante: El
tiro vertical y el tiro parabólico. Explicación de la aceleración constante a partir de la formulación newtoniana
del movimiento. Características cinemáticas de posición, velocidad y aceleración para ambos movimientos.
Obtención de las aceleraciones tangencial y normal y del radio de curvatura para el caso del tiro parabólico.
4.6 Dinámica de movimientos en planos horizontales e inclinados para partículas conectadas. Características
de los elementos de sujeción ideales, tales como cuerdas y poleas, asociadas a propiedades cinemáticas y
dinámicas. Determinación de las relaciones cinemáticas para el movimiento de partículas conectadas.
4.7 Propiedades cinemáticas lineales y angulares para movimientos curvilíneos en rampas circunferenciales.
El péndulo simple.
5 Impulso y cantidad de movimiento de la partícula
Objetivo: El alumno analizará el movimiento de la partícula a partir del método de impulso y cantidad de movimiento,
haciendo énfasis en la interpretación física y geométrica del concepto de impulso de una fuerza en un intervalo
de tiempo dado.
Contenido:
5.1 Obtención del modelo matemático vectorial del impulso y cantidad de movimiento a partir de la segunda
ley de Newton.
5.2 Descripción de los elementos que componen el modelo. El concepto de área bajo la curva asociado al
impulso de una fuerza. La conservación de la cantidad de movimiento. Ventajas y limitaciones de su empleo
en función de las características de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y de la trayectoria descrita.
5.3 Solución de problemas dinámicos de la partícula mediante el empleo de este método para fuerzas
constantes y en función del tiempo. Partículas conectadas y movimientos rectilíneos.
6 Trabajo y energía de la partícula
Objetivo: El alumno analizará el movimiento de la partícula a partir del método del trabajo y la energía, haciendo
énfasis en la interpretación física y geométrica del concepto del trabajo de una fuerza.
Contenido:
6.1 Obtención, a partir de la segunda ley de Newton, del modelo matemático escalar que relaciona el trabajo
de la resultante de fuerzas sobre una partícula y la variación de su energía cinética producida.
6.2 Características de la integral de línea de una fuerza constante como la del peso de un cuerpo, y de una
dependiente de la posición, como la de un resorte que determina la ley de Hooke.
(3/7)
6/1/2015 15:3558
6.3 El teorema fundamental que relaciona el trabajo de la resultante con la suma de los trabajos de cada una
de las fuerzas que la componen. Obtención de los trabajos del peso de un cuerpo, de la fuerza de fricción
en una trayectoria rectilínea y de un resorte lineal. Características de los resultados de la integración
de línea, para estos trabajos, con respecto a la trayectoria seguida.
6.4 Resolución de problemas por medio de este método donde se involucren fuerzas constantes y producidas por
resortes lineales para trayectorias rectilíneas y curvilíneas planas. Ventajas de este método para la solución
de problemas de partículas conectadas.
6.5 Características de una fuerza conservativa con relación al resultado de la integral de trabajo,
determinación de la energía potencial asociada a una fuerza constante y a una dependiente de la posición.
Energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.
6.6 Obtención del modelo que relaciona el trabajo de las fuerzas conservativas y no conservativas con la
variación de la energía cinética. Definición de sistema mecánico conservativo.
7 Métodos combinados para la resolución de problemas
Objetivo: El alumno resolverá problemas de dinámica de la partícula a partir de la aplicación conjunta de la segunda
ley de Newton, el método del impulso y la cantidad de movimiento y el de trabajo y energía, haciendo énfasis
en las características de las fuerzas que actúan en el cuerpo y las propiedades cinemáticas que presenta el
sistema.
Contenido:
7.1 Resolución de problemas que involucren trayectorias curvilíneas lisas y fuerzas y aceleraciones
normales. Obtención del modelo matemático del péndulo simple. Ley de Newton y de trabajo y energía.
7.2 Resolución de problemas donde intervengan la variable tiempo y el trabajo de fuerzas. Problemas
combinados de los métodos de impulso y trabajo y energía.
7.3 Resolución de problemas de partículas conectadas donde se involucren aceleraciones. Manejo de la segunda
ley con el método de trabajo y energía. Relación matemática entre la energía cinética y la aceleración en
función de la posición.
Bibliografía básica Temas para los que se recomienda:
BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Russell, MAZUREK, David
Mecánica vectorial para ingenieros, estática 1, 2 y 3
10a. edición
México
McGraw-Hill, 2013
BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Russell, CORNWELL, Phillip
Mecánica vectorial para ingenieros, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7
10a. edición
México
McGraw-Hill, 2013
HIBBELER, Russell
Ingeniería mecánica, estática 1, 2 y 3
12a. edición
México
Pearson Prentice Hall, 2010
(4/7)
6/1/2015 15:3559
HIBBELER, Russell
Ingeniería mecánica, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7
12a. edición
México
Pearson Prentice Hall, 2010
MERIAM, J, KRAIGE, Glenn
Mecánica para ingenieros, estática 1, 2 y 3
3a. edición
Barcelona
Reverté, 2002
MERIAM, J, KRAIGE, Glenn
Mecánica para ingenieros, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7
3a. edición
Barcelona
Reverté, 2002
Bibliografía complementaria Temas para los que se recomienda:
BEDFORD, Anthony, FOWLER, Wallace
Engineering Mechanics, Dynamics 1, 4, 5, 6, y 7
3th. edition
New Jersey
Prentice Hall, 2008
BEDFORD, Anthony, FOWLER, Wallace
Engineering Mechanics, Statics 1, 2 y 3
3th. edition
New Jersey
Prentice Hall, 2008
MARTÍNEZ, Jaime, SOLAR, Jorge
Estática básica para ingenieros 1, 2 y 3
1a. edición
México
Facultad de Ingeniería, UNAM, 2010
RILEY, William
Ingeniería mecánica, dinámica 1, 4, 5, 6, y 7
1a. edición
Bilbao
Reverté, 2002
RILEY, William
Ingeniería mecánica, estática 1, 2 y 3
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