SÍLABO WCM2 MECÁNICA TEÓRICA III 2014-2
1. DATOS GENERALES
Facultad: Carrera: Número de créditos: Coordinador: Requisit Requisitos: os:
Facultad de Ingeniería Industrial y Mecánica Ing. Mecánica, Ing. Electromecánica, Electromecánica, Ing. Aeronáutica, Ing. Automotriz 5 Ví ct or Ra úl Gu il lé n Nú ñe z W C M 1 Mecánica Mecánica Teórica Teórica II
2. FUNDAMENTACIÓN
Proporciona las herramientas necesarias en cuanto a conceptos y métodos, para la resolución analítica de los problemas mecánicos respecto a la causa que produce el movimiento. Esto es, el cálculo de fuerzas, momentos, energía, impulso, cantidad de movimiento, etc. de un punto o un cuerpo en forma aislada o como parte de un mecanismo. 3. SUMILLA
El curso de Mecánica Teórica III - Dinámica estudia la interrelación de los movimientos de los cuerpos (cuerpo sólido o sistema de cuerpos) y las fuerzas que actúan sobre ellos. A través de la representación matemática de la interdependencia interdependencia movimiento – fuerza, la dinámica define la relación cuantitativa entre diferentes categorías físicas estrechamente relacionadas con el movimiento de la materia como masa, fuerza cantidad de movimiento, trabajo, energía, etc., asociándolos a casos reales de mecanismos mecánicos ,
4. LOGROS DE APRENDIZAJE
Al final de la asignatura el estudiante calculará las fuerzas, momentos, energía, etc. que producen el movimiento de puntos importantes de un mecanismo o parte de una maquina con la finalidad f inalidad seleccionar materiales, diseñar mecanismos, mecanismos, etc. Hasta la semana 7 el estudiante tendrá los conocimientos y la práctica suficiente para la aplicación del la segunda ley de Newton tanto en partículas como en cuerpos rígidos en el movimiento plano de los mismos. A partir de la semana 8 hasta el final del curso el estudiante podrá utilizar otros métodos de cálculo, como los métodos energéticos, de impulso y cantidad de movimiento aplicados a cuerpos rígidos individualmente o agrupados en mecanismos.
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5. CONTENIDOS
Segunda ley de Newton para una partícula y para un sistema de partículas: Uso de sistemas de coordenadas inerciales (coordenadas rectangulares, coordenadas tangencial y normal, Coordenadas Cilíndricas). Cinética plana de cuerpos rígidos simétricos respecto del plano de rotación: Rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje. Análisis en dos dimensiones de cuerpos conectados Aplicaciones para un sistema de cuerpos rígidos. Fuerzas y pares efectivos inversos. Métodos Energéticos: Definición de trabajo y energía cinética para una partícula; potencia y eficiencia. Principio del trabajo y la energía. Trabajo y energía para cuerpos rígidos: Principio de trabajo y energía de un cuerpo rígido con movimiento plano. Disipación de la energía mecánica. Impulso y cantidad de movimiento para una partícula: Principio del impulso lineal y la cantidad de movimiento lineal. Impacto central, coeficiente de restitución. Impacto oblicuo. Impulso y cantidad de movimiento angulares. Impulso y cantidad de movimiento lineales para un sistema de partículas. Impulso y cantidad de movimiento angulares para un sistema de partículas.
Semanas: 1, 2, 3, 4
Semanas: 5, 6, 7
Semanas: 8, 9, 10, 11
Semanas: 12, 13, 14
6. METODOLOGÍA
El curso consta de tres horas teóricas, en las que se expone el fenómeno físico y los métodos analíticos para su comprensión, incidiendo en su aplicación en casos reales con la utilización de esquemas de cuerpos o mecanismos en movimiento. Y dos horas prácticas en las que se aplican los métodos y conceptos teóricos aprendidos, en condiciones ideales, examinando la información dada, desarrollando una estrategia para la resolución del problema y finalmente interpretando los resultados.
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7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
El promedio final del curso será: PC1 es Práctica Calificada Grupal de 4 Estudiantes. PC2 y PC3 son Prácticas Calificadas Individuales EF es Examen Final
0.2PC1 + 0.2PC2 + 0.2PC3 + 0.4EF
Nota:
Sólo se podrá rezagar el Examen Final. El examen rezagado incluye los contenidos de todo el curso. No se elimina ninguna práctica calificada. La nota mínima aprobatoria es 12 (doce 8. FUENTES DE INFORMACIÓN Hibbeler, R. C.: Mecánica Vectorial para Ingenieros - DINÁMICA. PEARSON, Prentice –Hall, 2004 Meriam J. L., Kraige, L. G.: Mecánica para Ingenieros – DINÁMICA. EDITORIAL REVERTÉ, S.A., 1998. Beer, F. P., Johnnston, E. R.: Mecánica Vectorial para Ingenieros - DINÁMICA. McGRAW-HILL, McGill, D. J., King, W. W.: Mecánica para Ingenieros – DINÁMICA. Gupo Editorial Iberoamérica S.A., Das, B.M., Kassimali, A., Sami, S.: Mecánica para Ingenieros – DINÁMICA. EDITORIAL LIMUSA S.A., 1999. Bedford, A., Fowler, W.: Mecánica para Ingenieros – DINÁMICA. Addison-Wesley Iberoamericana S.A., 1996. Higdon, A., Stiles, W.B., Davis, A.V., Evces, C.R., Weese, J.A.: Ingeniería Mecánica - DINÁMICA VECTORIAL. Prentice –Hall Ispanomericana S.A., 1986. Sandor, B.I., Richter, K.J.: Ingeniería Mecánica - DINÁMICA. Prentice –Hall Ispanomericana S.A., 1989. Ginsberg, J.H.: Advanced Engineering Dynamics. Cambridge University Press, 1998. Greenwood, D. T.: Principles of Dynamics. Prentice –Hall, Inc. 1988.
9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES Semana
Contenido
Obs.
1
Segunda ley de Newton para una partícula: Segunda ley de Newton con coordenadas rectangulares, coordenadas tangencial y normal, Coordenadas Cilíndricas Aplicaciones y problemas prácticos.
Clase introductoria teórica
2
Ecuaciones de la cinética para un sistema de partículas: Movimiento del centro de masa. Análisis del fenómeno de rozamiento entre dos cuerpos.
Teoría y problemas relacionados
3
3
Principio de D'Alembert: Concepto de fuerza efectiva inversa, equilibrio dinámico. Procedimiento de análisis para la resolución de problemas en dos dimensiones con coordenadas rectangulares, y tangencial y normal.
Teoría y problemas relacionados
4
Análisis de los marcos de referencia Newtonianos o inerciales: Movimiento absoluto. Fuerza centrípeta. Aplicaciones prácticas de principio de D'Alembert. Primera práctica (grupal de 4 estudiantes)
1ra. Practica calificada grupal Teoría y problemas relacionados
5
Cinética plana de cuerpos rígidos simétricos respecto del plano de rotación: Concepto de cuerpo rígido y tipos de movimiento en el plano: Traslación de un cuerpo rígido, rotación de un cuerpo rígido. Momento de inercia: Calculo para cuerpos simple, teorema de los ejes paralelos, obtención experimental del momento de inercia. Radio de giro de una masa. productos de inercia. Momentos y productos de inercia para cuerpos compuestos.
Teoría y problemas relacionados
6
Rotación de un cuerpo rígido alrededor de un eje. Rotación de un cuerpo sobre una superficie con fricción. Análisis en dos dimensiones de cuerpos conectados. Aplicaciones para un sistema de cuerpos rígidos. Fuerzas y pares efectivos inversos.
Teoría y problemas relacionados 2da. Practica calificada. Teoría y problemas relacionados
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2da. Practica calificada
8
Métodos Energéticos: Definición de trabajo y energía cinética para una partícula trabajo, potencia y eficiencia. Principio del trabajo y la energía. Conservación de la energía.
9
Fuerzas conservativas. Energía potencial. Principio de trabajo y energía para un sistema de partículas.
10
Trabajo y energía para cuerpos rígidos: Teoría y Trabajo de pares. problemas Energía cinética de un cuerpo rígido con movimiento plano. relacionados Principio de trabajo y energía de un cuerpo rígido con movimiento 4
Teoría y problemas relacionados
Teoría y problemas relacionados
plano.
Potencia y eficiencia. Disipación de la energía mecánica.
3da. Practica calificada Teoría y problemas relacionados
11
3da. Practica calificada
12
Impulso y cantidad de movimiento para una partícula: Principio del impulso lineal y la cantidad de movimiento lineal. Conservación de la cantidad de movimiento lineal. Impacto central, coeficiente de restitución. Impacto oblicuo.
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14
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Impulso y cantidad de movimiento angulares. Conservación de la cantidad de movimiento angular. Campo central de fuerzas.
Impulso y cantidad de movimiento para un sistema de partículas: Impulso y cantidad de movimiento lineales para un sistema de partículas. Impulso y cantidad de movimiento angulares para un sistema de partículas. Examen Final
FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 25/07/2014
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Teoría y problemas relacionados
Teoría y problemas relacionados
Teoría y problemas relacionados
