FUNDAMENTOS FSICOS DE LAS ESTRUCTURAS

Grupo 6 (maana)

Profesor: Jos Pablo Baltans Illanes (baltanas@us.es)

Horario: lunes y viernes de 11:30 a 13:30 (aula N4.1)

Tutoras (previa cita): lunes y martes de 16:00 a 18:00; viernesde 9:30 a 11:30

TEMARIO

Tema 1.- ESTTICA DE LA PARTCULA.

Fuerzas sobre una partcula. Adicin de fuerzas: ley del paralelogramo. Resultante. Producto de un escalar por un vector. Descomposicin de fuerzas. Componentes cartesianas. Producto escalar de dos vectores.Equilibrio de una partcula libre: 1 ley de Newton. Equilibrio de una partcula ligada.

Tema 2.- SISTEMAS DE FUERZAS SOBRE SLIDOS RGIDOS.

Fuerzas sobre un slido rgido: principio de transmisibilidad. Producto vectorial de dos vectores. Momento de una fuerza respecto a un punto. Teorema de Varignon. Producto mixto de tres vectores. Momento de una fuerza respecto a un eje. Par de fuerzas. Momento del par. Descomposicin de una fuerza dada en una fuerza aplicada en otro punto y un par. Sistemas de fuerzas equivalentes. Reduccin de un sistema de fuerzas a una fuerza y un par. Sistemas de fuerzas equivalentes a un par. Sistemas equivalentes a una sola fuerza.

Tema 3.- ESTTICA DEL SLIDO RGIDO.

a) Equilibrio en tres dimensiones

Equilibrio de un slido rgido libre en el espacio. Diagrama del slido libre. Vnculos del slido rgido. Fuerzas vinculares. Condiciones de equilibrio del slido rgido vinculado.

b) Equilibrio en dos dimensiones

Equilibrio de un slido rgido libre en el plano. Diagrama del slido libre. Vnculos del slido rgido. Fuerzas vinculares. Condiciones de equilibrio del slido rgido vinculado. Reacciones estticamente indeterminadas. Equilibrio deun slido rgido sometido a dos y tres fuerzas.

Tema 4.- FUERZAS DISTRIBUIDAS. CENTROIDES.

Definicin de fuerza distribuida. El peso de un cuerpo. El centro de gravedad.

Centroides de figuras planas: superficies y lneas. Momento de primer orden. Propiedades de simetra. Teoremas de Pappus-Guldin. Determinacin de centroides por integracin. Centroides de figuras complejas. Fuerzas distribuidas en vigas.

Tema 5.- SISTEMAS DE SLIDOS.

Sistemas de slidos rgidos. Principio de accin y reaccin. Vnculos internos. Fuerzas vinculares internas. Equilibrio en sistemas de slidos. Sistemas de slidos con partes mviles (mquinas).

Tema 6.- ANLISIS DE ESTRUCTURAS ARTICULADAS.

Definicin de estructuras articuladas. Estructuras articuladas simples. Anlisis de estructuras por el mtodo de los nudos. Nudos bajo condiciones especiales de carga.

Tema 7.- FUERZAS INTERNAS EN VIGAS PLANAS.

Definicin de viga. Clasificacin de las vigas. Vigas planas. Fuerzas internas en la seccin de una viga. Diversos tipos de cargas y apoyos. Fuerza axil, fuerza cortante y momento flector. Diagramas de fuerza cortante y momento flector. Relaciones entre carga, fuerza cortante y momento flector.

Tema 8.- ESTTICA DE FLUIDOS

Concepto de presin. Equilibrio de fluidos en el campo gravitatorio. Principio dePascal. Prensa hidrulica. Fuerzas sobre superficies planas sumergidas. Centro de presiones. Fuerzas sobre superficies curvas sumergidas. Teorema de Arqumedes.

Tema 9.- FUERZAS DISTRIBUIDAS SOBRE SUPERFICIES. MOMENTOS DE SEGUNDO ORDEN.

Momento de inercia de una superficie. Clculo de momentos de inercia de figuras simples. Momento de inercia polar. Radio de giro. Teorema de Steiner. Figuras compuestas. Producto de inercia. Concepto de ejes principales de inercia.

Tema 10-. ROZAMIENTO.

Leyes del rozamiento seco. Coeficientes de rozamiento. ngulos de rozamiento.Rozamiento por deslizamiento. Estudio del vuelco.

Tema 11.- FUERZAS EN CABLES.

Definicin de cable ideal. Cables sometidos a cargas discretas. Cables sometidos a cargas distribuidas. Puente colgante. Catenaria.

Bibliografa

- Mecnica Vectorial para ingenieros. Esttica. F. P. Beer , E. R. Johnston y E. R. Eisenberg. Editorial McGraw-Hill. Octava edicin.

- Mecnica para Ingenieros. Esttica. J. L. Meriam y L.G. Kraige. Editorial Revert, 1998.

- Ingeniera Mecnica. Esttica. W.F. Riley y L.D. Sturges. Editorial Revert, 1995.

- Fsica. M. Alonso y E.J. Finn. Editorial Addison Wesley Iberoamericana, 1992.

- Fsica Universitaria, 1. Sears, Zemanski, Young y Freedman. Editorial Addison Wesley Longman, 1998.

La bibliografa especfica se suministrar a travs de la Plataforma deEnseanza Virtual de la Universidad de Sevilla, donde se habilitar un enlacecorrespondiente a la asignatura.

En la copistera de la Escuela pueden adquirirse dos colecciones de problemas editadas por el Departamento de Fsica Aplicada II.

Prcticas de laboratorio

Las prcticas propuestas son las siguientes:

1) Anlisis de una estructura articulada.2) Catenaria y polgono funicular.3) Flexin de una mnsula / Flexin de una viga biapoyada / Momento flector y esfuerzo cortante.4) Distribucin de tensiones en una zapata.

Se realizarn en cuatro sesiones de dos horas de duracin que tendrn lugarlos das 30 de noviembre, 14 y 21 de diciembre, y 11 de enero en elLaboratorio de Fsica (Departamento de Fsica Aplicada II), en el horariohabitual de clase.

La asistencia a todas las sesiones de prcticas es obligatoria para aprobar laasignatura.

Sistemas y criterios de evaluacin

Se considerar un SISTEMA DE EVALUACIN GLOBAL POR CURSO, paratodos/as los/las alumnos/as:

Se considerarn cuatro notas correspondientes a los siguientes criterios:

Nota a: Asistencia, realizacin y presentacin de una memoria de prcticas delaboratorio 1,5 puntosNota b: Otras actividades (ejercicios, seminarios, tutoras,)2,5 puntos

Nota c: Realizacin de controles................ 6 puntosNota d: Examen global final..............................................................6 puntos

Requisitos de mnima nota:

Nota a: El alumno debe obtener una nota igual o mayor que 0,75 puntos. La asistencia a todas las sesiones de prcticas de laboratorio es obligatoriaNota c: El alumno debe obtener una nota igual o mayor que 3 puntos.Nota d: El alumno debe obtener una nota igual o mayor que 3 puntos

Cumpliendo los requisitos anteriores, la nota final de la asignatura se calcular:

De manera general, mediante la suma nota a + nota b + nota c.

En el caso de que el alumno no alcanzase cinco puntos, podr realizar elexamen global final. Entonces la nota se determinar mediante la suma nota a+ nota b + nota d.

En todo caso, la nota mnima para aprobar ser de cinco puntos, siempre quese cumpla con los requisitos de mnima nota.

Calendario de exmenes

CONVOCATORIAS OFICIALES

Las fechas, horas y aulas correspondientes a las convocatorias oficiales sedeciden en Junta de Escuela.

CONTROLES Y FECHAS DE ENTREGA DE TRABAJOS

A) PARA EL SISTEMA DE EVALUACIN GLOBAL POR CURSO

Los cuadernos de trabajo de las prcticas de laboratorio se entregan alfinalizar cada prctica de laboratorio. Es obligatoria la asistencia del alumno atodas las sesiones de prcticas de laboratorio.

Las presentaciones de problemas resueltos por parte del alumno serealizarn de forma peridica a lo largo del semestre.

Los controles se realizarn de la siguiente manera:

Primer control: al finalizar el tema 6 (aproximadamente semana 8)Segundo control: al finalizar el tema 11 (aproximadamente semana 15)

B) PARA EL SISTEMA DE EVALUACIN FINAL

Los cuadernos de trabajo de las prcticas de laboratorio se entregan alfinalizar cada prctica de laboratorio. Es obligatoria la presencia del alumno entodas las sesiones de prcticas.

Las presentaciones de problemas resueltos por parte del alumno serealizarn de forma peridica a lo largo del semestre.

La fecha del examen final se decide en Junta de Escuela.