UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA I NFORMÁTICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECATRÓNICA SÍLABO ASIGNATURA:
I
ESTÁTICA ESTÁTIC A
CÓDIGO: 8F0039
DATOS GENERALES 1.1 Departamento Académico 1.2 Escuela Profesional 1.3 Ciclos de Estudios 1.4 Créditos 1.5 Condición 1.6 Pre-Requisito 1.7 Horas Semanales 1.8 Horas de Clase Total 1.9 Profesor Responsable 1.10 Año Lectivo Académico
: Ingeniería Electrónica e Informática : Ingeniería Mecatrónica : III Ciclo – Segundo Año : 04 : Obligatorio : Física General I : 05 (Teoría 03 – Practica 02) : 80 horas : Lic. Jefferson Antonio Paico Guevara : 2012-I
II. SUMILLA El curso de Estática corresponde al área de Ingeniería y es de carácter obligatorio. Es de naturaleza teórico-práctica y está orientado al estudio de conceptos, técnicas y procesos matemáticos que el discente tiene que aplicar para el estudio de la Estática y otras asignaturas de su especialidad. La asignatura comprende los siguientes temas: Los principios de la estática, sistemas de fuerzas, equilibrio, estructuras, fuerzas distribuidas: Centroides y centro de gravedad, rozamiento, trabajo virtual, momentos de primer y segundo orden. El aporte al perfil profesional de egreso del discente de la Escuela Profesional de Ingeniería Mecatrónica es su capacidad de interrelación e innovación, mediante el desarrollo de técnicas y métodos.
III. COMPETENCIAS COMPETENCIAS GENERICAS. GENERICAS. Competencia genérica
Tipo
1) Capacidad de análisis y síntesis
Instrumental
2) Razonamiento Razonamiento critico
Instrumental
3) Capacidad para resolver problemas
Instrumental
4) Comunicación oral y escrita en lengua materna
Instrumental Instru mental
5) Trabajo en equipo
Interpersonal
6) Capacidad de crítica y autocrítica
Interpersonal
7) Capacidad de aprendizaje autónomo
Sistémica
IV. COMPETENCIA GENERAL DE LA ASIGNATURA Desarrolla habilidades cognitivas, procedimentales y actitudinales, respecto al razonamiento lógico y procedimientos para la aplicación de temas tratados en la asignatura tales como los sistemas de fuerzas, equilibrio, estructuras, rozamiento y trabajo virtual, utilizados en muchos aspectos reales, de esta manera se encuentra competente para estudiar cursos de Mecánica avanzadas sólidos en conocimientos que requiere para los semestres posteriores.
V. CAPACIDADES UNIDADES
CAPACIDADES
UNIDAD I: Sistema de fuerzas y equilibrio. Identifica, utiliza y aplica las propiedades de la UNIDAD II: Centroide y centro de gravedad.
UNIDAD III: Equilibrio de cuerpos rígidos en 2D y 3D.
UNIDAD IV: Tipos de rozamientos. UNIDAD V: Momento de inercia y trabajo virtual.
estática de los sistemas de fuerzas y de equilibrio. Identifica, reconoce y clasifica el centroide y el centro de gravedad así como también las fuerzas sobre superficies sumergidas. Identifica y analiza los fundamentos básicos de los varios tipos de estructuras, como son armaduras, entramados y máquinas. Identifica, reconoce y clasifica los tipos de rozamientos a las máquinas. Identifica, reconoce y resume la estática moderna. Resuelve las aplicaciones del momento de inercia, profundizando estos conocimientos como base que servirán para cursos posteriores a su especialidad.
VI. PROGRAMACIÓN DE CONTENIDOS UNIDAD DE APRENDIZAJE I: SISTEMA DE FUERZAS Y EQUILIBRIO CAPACIDAD: Identifica, utiliza y aplica las propiedades de la estática de los sistemas de fuerzas y de equilibrio.
CONTENIDOS: CONCEPTUALES
PROCEDIMENTALES
Fuerza. Leyes de Newton. Sistemas de fuerzas bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D).
Resuelve problemas de fuerzas. Resuelve problemas de fuerzas 2D y 3D. Resuelve problemas utilizando resultante. Resuelve problemas de torque o momentos de fuerzas.
ACTITUDINALES Valora la importancia de las fuerzas y las propiedades de las componentes rectangulares.
SEMANA SESIÓN 1ª (4 hrs.)
1ª (1 hrs.) 2ª (3 hrs.)
CONTENIDO Prueba de entrada.
Introducción a la estática. Leyes de Newton.
2ª (8 hrs.)
3ª (12 hrs)
3ª (1 hrs.) 4ª (1 hrs.) 5ª (1 hrs.) 6ª (1 hrs.) 7ª (1 hrs.) 8ª (1 hrs.)
Práctica dirigida Sistemas de fuerzas. Fuerza, momento o torque. Componentes rectangulares de una fuerza Práctica dirigida Estática del punto. Equilibrio de un punto. Práctica dirigida
9ª Práctica calificada N°1 (2 hrs.)
4ª (16 hrs)
10ª (1 hrs.)
Cuerpos rígidos: Sistemas equivalentes.
11ª (1 hrs.)
Principios de los momentos
12ª (1 hrs.)
Repaso y formulación de problemas.
12ª (1 hrs.)
Práctica dirigida.
EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales.
Bibliografía básica sugerida 1. Beer Ferdinand, et. al. (2007). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Octava edición. Mc. Graw-Hill Interamericana. México. 2. Bedford A. Y Fowler W. (1996). Mecánica para Ingenieros. Estática. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. Estados Unidos. 3. Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. 4. Meriam J.L. Y Kraige L.G. (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España.
UNIDAD DE APRENDIZAJE II: CENTROIDE Y CENTRO DE GRAVEDAD CAPACIDAD: Identifica, reconoce y clasifica el centroide y el centro de gravedad así como también las fuerzas sobre superficies sumergidas.
CONTENIDOS: CONTENIDOS CONCEPTUALES
CONTENIDOS PROCEDIMENTALES
Centro de masa. Centroides de líneas, superficies y volúmenes. Teorema de Pappo.
Resuelve problemas de centro de masa.. Resuelve problemas de centroides. Resuelve problemas de cables flexibles. Resuelve problemas de fuerzas sobre superficies sumergidas.
CONTENIDOS ACTITUDINALES Valora la importancia del centroide y centro de gravedad y la fuerza sobre superficies sumergidas y su aplicación a las ciencias e ingeniería.
SEMANA
SESIÓN 14ª (2 hrs.) 15ª (1 hrs.) 16ª (1 hrs.) 17ª (1 hrs.) 18ª (2 hrs.)
5ª (20 hrs.)
6ª (20 hrs)
19ª (1 hrs.)
CONTENIDO Fuerzas distribuídas: centroide y centro de gravedad. Cargas distribuídas en las vigas. Práctica dirigida Fuerzas sobre superficies sumergidas. Ejercicios.
Práctica calificada N°2 Práctica dirigida.
EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales.
Bibliografía básica sugerida 1. Castillo Basurto J. L. (2006). Estática para Ingenieros y Arquitectos. Segunda Edición. Editorial Trillas, S.A. De C.V. México. 2. Meriam J.L. Y Kraige L.G. (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España. 3. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México.
UNIDAD DE APRENDIZAJE III: EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS EN 2D Y 3D CAPACIDAD: Identifica y analiza los fundamentos básicos de los varios tipos de estructuras, como son armaduras, entramados y máquinas.
CONTENIDOS: CONCEPTUALES
PROCEDIMENTALES
Equilibrio en dos dimensiones (2D). Diagrama de sólido libre (DSL), Equilibrio en tres dimensiones (3D).
Resuelve operaciones de equilibrio en 2D y 3D. Resuelve problemas de aislamiento de un sistema mecánico. Resuelve problemas de transferencia de equilibrio.
ACTITUDINALES Valora la importancia del equilibrio, del diagrama de sólido libre y su aplicación a las ciencias e ingeniería.
SEMANA
SESIÓN
7ª (28 hrs)
20ª (2 hrs.) 21ª (1 hrs.) 22ª (1 hrs.)
CONTENIDO Introducción. Equilibrio de cuerpos rígidos. Práctica dirigida
Equilibrio en 2D y 3D. Ejemplos.
22ª (2 hrs.) 8ª (32 hrs.)
9ª (36 hrs.)
Armaduras, entramados y máquinas.
23ª (1 hrs.)
Fuerzas interiores en miembros estructurales.
24ª (2 hrs.)
Práctica dirigida.
25ª (2 hrs.)
Examen parcial
26ª (1 hrs.)
Cables flexibles
27ª (1 hrs.)
Práctica dirigida.
EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales.
Bibliografía básica sugerida 1. Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. 2. Meriam J.L. Y Kraige L.G. (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España. 3. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México.
UNIDAD DE APRENDIZAJE IV: TIPOS DE ROZAMIENTOS CAPACIDAD: Identifica, reconoce y clasifica los tipos de rozamientos a las máquinas. CONTENIDOS: CONCEPTUALES
PROCEDIMENTALES
Fenómeno de rozamiento. Aplicaciones de rozamiento a las máquinas. Cables flexibles.
Resuelve problemas de tipos de rozamientos. Resuelve problemas aplicando las leyes de la mecánica clásica.
ACTITUDINALES Valora la importancia de los tipos de rozamiento y de su aplicación en las ciencias básicas.
SEMANA 10ª (40 hrs.)
11ª (44 hrs.)
SESIÓN 28ª (2 hrs.)
CONTENIDO Introducción. Tipos de rozamientos.
29ª (2 hrs.)
Aplicación. Ejercicios.
30ª (2 hrs.)
Resistencia a la rodadura. Ejercicios.
31ª (1 hrs.)
Aplicaciones: cables flexibles.
Práctica dirigida. 32ª (1 hrs.) EVALUACIÓN: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales.
Bibliografía básica sugerida 1. Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. 2. Meriam J.L. Y Kraige L.G. (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España. 3. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México.
UNIDAD DE APRENDIZAJE V: MOMENTO DE INERCIA Y TRABAJO VIRTUAL CAPACIDAD: Identifica, reconoce y resume la estática moderna. Resuelve las aplicaciones del momento de inercia, profundizando estos conocimientos como base que servirán para cursos posteriores a su especialidad.
CONTENIDOS: CONCEPTUALES
PROCEDIMENTALES
Momento de inercia. Momento de inercia de masas. Momento de inercia de superficie. Trabajo. Equilibrio. Energía potencial y estabilidad.
Resuelve problemas de momento de inercia. Resuelve problemas aplicando los teoremas del momento de inercia. Resuelve problemas de la ecuación de trabajo. Resuelve problemas aplicando la definición de estabilidad.
ACTITUDINALES Valora la importancia del momento de inercia y el trabajo y su aplicación en las ciencias y la tecnología.
SEMANA 12ª (48 hrs.)
13ª (52 hrs.)
SESIÓN 33ª (2 hrs.) 34ª (2 hrs.)
Momentos segundos de superficies y momentos de inercia.
35ª (2 hrs.)
Momentos segundos de una superficie plana.
36ª (2 hrs.)
Práctica dirigida
37ª (1 hrs.)
14ª (56 hrs.)
CONTENIDO Práctica calificada N°3
Momentos segundos principales.
38ª (1 hrs.)
Momentos de inercia.
39ª (1 hrs.)
Práctica dirigida
40ª (2 hrs.)
Práctica calificada N°4
41ª Método de los trabajos virtuales. (1 hrs.) 15ª 42ª Práctica dirigida (60 hrs.) (1 hrs.) 43ª Principio del trabajo virtual y equilibrio. (1 hrs.) 44ª Práctica dirigida (2 hrs.) 16ª (64 hrs.) 45ª Estabilidad del equilibrio. (2 hrs.) 42ª Práctica dirigida. (1 hrs.) 16ª (68 hrs.) Examen final 42ª (1 hrs.) Evaluación Final: Prueba Escrita formativa, con lapicero, papel y calculadora, para determinar el logro de competencias procedimentales.
Bibliografía básica sugerida 1. Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. 2. Meriam J.L. Y Kraige L.G. (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España. 3. Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A. México.
VII. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS El Docente conducirá el aprendizaje de los temas consignados en el silabo, con activa y constante participación del Discente, asumiendo como metodología general de enseñanza, el aprendizaje significativo y colaborativo. El desarrollo de los contenidos específicos se hará a través de actividades en las que los Discentes son los protagonistas de sus aprendizajes, siendo el Docente un facilitador educativo. Técnicas: Se aplicarán las siguientes técnicas: Portafolio, el aprendizaje basado en problemas (ABP) , Organizadores visuales (mapa conceptual, semántico, árbol representaciones, red somática) estudio de casos, cooperación guiada, el método basado en preguntas, etc.
Instrumentos: Se aplicarán los siguientes instrumentos: Fichas de Coevaluación, heteroevaluación, autoevaluación rubricas, tanto para portafolio, ABP, y organizadores visuales, trabajo cooperativo.
VIII.
EVALUACION:
Cada Unidad Didáctica será evaluada atendiendo a los criterios e indicadores que se presentan en las tablas que siguen a continuación:
UNID AD
I
II
III
IV
V
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
INDICADORES
Conoce las leyes de Newton. Describe las propiedades de la fuerzas y de los momentos.
1.1 Identifica los sistemas de fuerzas. 1.2 Establece diferencias entre fuerza y torque o momentos. 1.3 Distingue los tipos de fuerzas. 1.4 Explica las diferencias entre el sistema de fuerzas y y la estática del punto. 1.5 Explica y aplica los diferentes tipos de componentes rectangulares de fuerzas.
Explica las propiedades fundamentales del centroide y centro de gravedad.
2.1 Explica y aplica la definición de centroide. 2.2 Describe el centro de gravedad. 2.3. Describe y aplica las cargas distribuídas en las vigas. 2.4 Identifica y explica las fuerzas sobre superficies sumergidas.
TÉCNICAS
INSTRUMENTOS
Organizador Visual: Lista de cotejo Mapa Conceptual o Mapa Mental
Portafolio
Reconoce las estructuras. Reconoce las fuerzas interiores en miembros estructurales.
3.1 Identifica y aplica el equilibrio de cuerpos rígidos. 3.2 Describe la estructura. 3.3 Explica y aplica las fuerzas interiores en miembros estructurales. ABP
Reconoce los tipos de rozamiento. Identifica los diferentes tipos de rozamientos.
4.1 analiza y explica rozamiento. 4.2 Identifica y explica los diferentes tipos de rozamientos. 4.3 identifica y aplica el rozamiento en cables flexibles..
Reconoce y aplica las leyes del momento de inercia. Reconoce y aplica el método de los trabajos virtuales.
5.1Describe el momento de inercia. 5.2 Distingue y compara los momentos. 5.3 Identifica y aplica el momento de inercia. 5.4 Identifica y aplica el principio del trabajo virtual. 5.5 Describe el trabajo virtual. 5.6 Identifica y explica la estabilidad del equilibrio.
Rúbrica
Rúbrica
Exposición oral
Ficha de Coevaluación del Trabajo Grupal
Portafolio
Rúbrica
En cada sesión de clases se realizará evaluación formativa de competencias: cognoscitivas, procedimentales y actitudinales, con retroalimentación inmediata y permanente motivación. En este aspecto ser recogerá información relevante sobre su proceso de aprendizaje en relación con las capacidades propuestas. Mediante las técnicas y estrategias para propiciar el interaprendizaje. Es recomendable que además de las 40 horas de clase, el discente le dedique por lo menos 30 horas de trabajo personal autónomo.
El puntaje en esta asignatura se obtendrá como sigue:
PROMEDIO FINAL: PF = (3 PP + 3 EP + 4 EF) / 10 PP = (P1+ P2 + P3 + P4) / 4 Leyenda: PF= Promedio Final del Curso PP= Promedio de prácticas EP = Examen Parcial EF = Examen Final
X.
FUENTES DE INFORMACIÓN - BIBLIOGRAFIA BÁSICA - Beer Ferdinand, et. al. (2007). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Octava edición. Mc. Graw-Hill Interamericana. México.
- Bedford A. Y Fowler W. (1996). Mecánica para Ingenieros. Estática. Iberoamericana, S.A. Estados Unidos.
Addison-Wesley
- Hibbeler R. C. (2004). Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Pearson Educación de México, S.A. De C.V. México. - Castillo Basurto J. L. (2006). Estática para Ingenieros y Arquitectos. Segunda Edición. Editorial Trillas, S.A. De C.V. México. - Meriam J.L. Y Kraige L.G . (2007). Mecánica para Ingenieros. Estática. Tercera edición. Editorial Reverté, S.A. España. - Sandor B.I. Y Richter K.J. (1989). Ingeniería Mecánica. Estática. Segunda Edición. PrenticeHall Hispanoamericana, S.A. México.
