UNIVERSIDAD NACIONALDE PIURA, DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FISICA FACULTAD DE CIENCIAS

SYLLABUS: MECÁNICA DEL CUERPO RIGIDO

I.- INFORMACIÓN GENERAL:

1.1. FACULTAD : INGENIERÍA DE MINAS- PETROLEO 1.2. CÓDIGO : FI 2415 1.3. REQUISITO : FISICA I 1.4. CRÉDITOS : 04 1.5. HORAS : TEORÍA 03, PRÁCTICA 02 1.6. CONDICIÓN : OBLIGATORIO 1.7. SEMESTRE ACAD. : 2014 - II 1.8. DURACIÓN : 18 SEMANAS 1.9. PROFESOR : ING. EDWARD HERRERA FARFAN

II.- RASGOS DEL PERFIL DEL EGRESADO El Ingeniero de Petróleo actúa con amplios conocimientos de las nuevas tecnologías y

es el principal agente del desarrollo petrolero, capaz de generar empleo e impulsar empresas. Será capaz de diseñar, rediseñar, especificar, montar y administrar los sistemas de producción; podrá mejorar funciones o procesos específicos de empresas de producción de bienes y/o servicios.

III.- SUMILLA En el mundo competitivo de la ingeniería actual, donde la economía, la confiabilidad y el

uso de máquinas de alta velocidad son de importancia.; el Ingeniero en petróleo debe tener un conocimiento cabal de las relaciones existentes entre las fuerzas exteriores aplicadas a un cuerpo y el comportamiento de los diferentes elementos de una estructura y mecanismos usados en los sistemas de producción.

El contenido del curso deberá estar basado en: Conceptos fundamentales, resultante de sistemas de fuerzas, análisis de estructuras, fuerzas distribuidas, momento de inercia, rozamiento, relación de fuerza, masa, aceleración y trabajo.

IV.- OBJETIVOS GENERALES Al término del curso el estudiante debe estar en condiciones de:

1.1 Comprender y utilizar adecuadamente los principios fundamentales de la estática y dinámica; sus implicancias y sus limitaciones. 1.2. Analizar y solucionar cualquier problema de Ingeniería referido a la mecánica,

utilizando el álgebra vectorial. V.- CONTENIDO PARTE A: ESTÁTICA Al finalizar la parte de estática el alumno será capaz de:

Definir los principios fundamentales de la estática y de analizar cuerpos o estructuras en equilibrio.

I. CAPÍTULO I : CONCEPTOS BÁSICOS

Objetivos específicos: Saber precisar el concepto de estática; su ubicación dentro de la mecánica y conocer sus principios básicos I.1. Estática. Definición y ubicación dentro de la mecánica. I.2. Conceptos y principios fundamentales. I.3. Vectores

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II CAPÍTULO II: SISTEMAS EQUIVALENTES DE FUERZAS

Objetivos específicos: Conocer y reducir los diferentes sistemas de fuerzas.

II.1. Fuerzas: Elementos, clases efectos, representación en el plano y el espacio. Principio de transmisibilidad.

II.2. Momento de una fuerza respecto a un punto. Teorema de Varignon. Momento de una fuerza respecto a un eje.

II.3. Par de fuerzas. Propiedades. II.4. Descomposición de una fuerza dada en una fuerza y un par.

Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. Sistemas equivalentes.

II.5. Casos de reducción para distintos sistemas de fuerzas. El torsor y su paso.

III CAPÍTULO: EQUILIBRIO

Objetivos específicos: Analizar correctamente situaciones de equilibrio de una partícula y de un cuerpo rígido en dos y tres dimensiones

III.1. Aislamiento de un sistema mecánico III.2 Apoyos y Reacciones III.3 Equilibrio de una partícula en el plano y en el espacio. III.4 Equilibrio Cuerpo Rígido: En el plano y en el espacio

IV. CAPÍTULO: ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS

Objetivos específicos: Conocer y evaluar el comportamiento de los diferentes elementos de una armadura, bastidor y máquina en equilibrio

IV.1. Introducción. Análisis estructural. IV.2. Definición de armadura. Clasificación. Condición de rigidez de armaduras

simples. IV.3. Métodos para la solución de armaduras planas: M. de nudos, M. de secciones,

M. de Maxwell – Cremona, M. de fuerza incógnita. IV.4. Marcos y máquinas. V. CAPÍTULO: FUERZAS DISTRIBUIDAS

Objetivos específicos: Saber determinar el C.G.; C.M. ó centroide de un sólido

cualquiera. Además analizar correctamente el comportamiento de vigas y cables flexibles que soportan fuerzas distribuidas.

V.1. Momento de primer orden: Centro de gravedad, centro de masa y centroide.

V.2. Teoremas de Pappus – Guldin. V.3. Cables flexibles.

V.4. Fuerzas en vigas. V.5. Fuerzas sobre superficies sumergidas.

VI CAPÍTULO: ROZAMIENTO

Objetivos específicos: Conocer y comprender los diferentes tipos de rozamiento.

VI.1. Introducción. Tipos de rozamiento. VI.2. Teoría del rozamiento. Coeficiente de fricción. VI.3. Rozamiento en máquinas: cuñas, fajas, tornillo, cojinetes de soporte. VII CAPÍTULO: MOMENTO DE INERCIA

Objetivos específicos: Saber determinar el momento de inercia de áreas. Conocer también métodos para calcular momentos y producto de inercia (círculo de MOHR).

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VII.1. Momento de inercia de un área. Determinación del momento de inercia por integración. Producto de inercia. Momento polar de inercia. Radio de giro de un área.

VII.2. Teorema de Steiner. Aplicaciones. VII.3. Momento de inercia de áreas compuestas. VII.4. Momento de inercia respecto a ejes inclinados. Ejes y momentos principales

de inercia. Producto de inercia máximo. VII.5. Círculo de Mohr para momentos y producto de inercia. VII.6. Momento de inercia de masas. PARTE B: DINÁMICA

Concluida la parte de Dinámica el estudiante debe de tener claramente establecido las relaciones entre fuerza, masa y aceleración. Además saber aplicar correctamente los métodos para analizar el movimiento de una partícula

VIII. CAPÍTULO: CINEMÁTICA DE PARTÍCULAS

Objetivos específicos: Conocer y comprende los elementos y el movimiento de una partícula apoyándose en el cálculo vectorial

VIII.1. Movimiento rectilíneo. Posición, velocidad y aceleración. Determinación del movimiento de una partícula. Movimiento de varias partículas. Solución gráfica a problemas de movimiento rectilíneo.

VIII.2. Movimiento curvilíneo plano y en el espacio. VIII.3. Coordenadas polares, cilíndricas y esféricas. VIII.4. Transformación de un vector de un sistema coordenado a otro. IX. CAPÍTULO: CINÉTICA DE PARTÍCULAS Objetivos específicos: Identificar y aplicar correctamente las leyes de Newton para

el movimiento de una partícula. IX.1. Principios generales de dinámica. IX.2. Traslación. Análisis para una partícula.. IX.3. Traslación. Análisis para un cuerpo rígido. VII.- EVALUACIÓN 7.1. Tipos de evaluación: 7.1.1 Evaluación de proceso: La evaluación se hará mediante pruebas escritas

(prácticas calificadas) al término de cada capítulo de trabajo, intervenciones orales en clase y trabajos encargados.

7.1.2 Evaluación de salida: Se aplicará un examen final (prueba escrita) al término del curso según programación de la facultad de Ingeniería de Minas.

7.2 Procedimientos e instrumentos

7.2.1 Se evaluarán los objetivos específicos de cada capítulo del curso, a través de los siguientes procedimientos e instrumentos de evaluación.

Procedimientos Instrumentación

1. Pruebas Escritas 1.1. Pruebas escritas (Análisis y solución de problemas tipo) al término de cada

capítulo 1.2 Prueba escrita (1) a fin de curso 1.3 Trabajo de investigación práctica sobre temas asignados 2. Pruebas Orales 2.1. Intervenciones orales en clase sobre

temas específicos. 2.2 Exposición oral y grupal sobre trabajos encargados.

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7.3 Requisitos de Aprobación 7.3.1. Las ponderaciones serán las siguientes: - Promedio de Prácticas Calificadas ------ 50% - Trabajo encargado ------ 10% - Intervenciones Orales ------ 10% - Examen Final ------ 30%

Los exámenes, prácticas y trabajos calificados no rendidas, serán calificadas con cero.

El promedio de aprobación del curso se obtendrá de la forma siguiente: 7.3.2 Promedio mínimo de aprobación de curso es 10.5

7.3.3 La asistencia es obligatoria. El 30% de inasistencia inhabilita al estudiante de rendir su examen final correspondiéndole una nota de cero, según Reglamento Académico de la UNP.

VIII.- . BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

1.- Beer – Johnston (1998). “Mecánica Vectorial para Ingenieros” Estática Dinámica. Sexta Edición. España Editorial Mc. Graw Hill/ Interamericana de España

2.- Hibbeler, R.C. (1992). “Mecánica para Ingenieros. Estática y Dinámica. Segunda Edición. México. Editorial CECSA”.

3.- Huang. T. C. (1990). “Mecánica para Ingenieros”. Estática y Dinámica. Segunda Edición. México. Editorial Representaciones y Servicios de Ingeniería, S.A.

4.- Meriam – Kraige (1998). “Mecánica para Ingenieros”. Estática y Dinámica. Tercera Edición. España. Editorial Reverte S.A.

5.- Riley – Sturges (1995). “Ingeniería Mecánica”. Estática y Dinámica. Segunda Edición. España. Editorial Reverte S.A.

6.- Sánchez Roque (1992). “Mecánica Técnica”. Estática y Dinámica. Primera Edición. Perú. Editorial U.N.I.

7.- Shames, T.H. (1990). “Mecánica para Ingenieros”. Estática y Dinámica. Cuarta Edición.México. Editorial Addison Wesley.

8.- Singer (1990). “Mecánica para Ingenieros”. Estática y Dinámica. Cuarta Edición. México. Editorial Harla S.A.

/.LER Piura, Setiembre de 2014