CIRCULAR # 1 DE MECÁNICA VECTORIAL DINÁMICA

CIRCULAR DE MECÁNICA VECTORIAL DINÁMICA
Enero 12 de 2011
DOCENTES:
IE Esp. Rubén Arboleda V.
[email protected].
Físico José León Martínez
[email protected]
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
PROPÓSITOS DE FORMACIÓN
El estudiante de Mecánica Vectorial Dinámica será competente en el análisis y la solución de
las diferentes situaciones físicas del movimiento de los cuerpos, integrando y aplicando los
conceptos adquiridos en los cursos de matemática y física vistos hasta la fecha, en su proceso de
formación como ingeniero.
METAS DE APRENDIZAJE
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Asimilar y aplicar los conceptos de la mecánica clásica en diferentes situaciones físicas
para el análisis del movimiento, tanto para partícula como para cuerpo rígido.
Distinguir y aplicar las potencialidades de los diferentes métodos: Leyes de Newton,
métodos energéticos y método de la cantidad de movimiento (lineal y angular), en la
solución de problemas, tanto a nivel de partícula como de cuerpo rígido.
Introducir la base conceptual de la dinámica tridimensional.
COMPETENCIAS
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El estudiante será competente en interpretar, analizar, sintetizar y resolver una situación de
movimiento.
El estudiante estará en capacidad de comprobar, en las prácticas de laboratorio, la validez de
teorías, conceptos, modelos físicos sobre situaciones físicas reales.
El alumno sabrá diferenciar el método más adecuado para obtener la solución de una
situación física determinada.
El estudiante integrará y aplicará los conceptos físico-matemáticos adquiridos en los cursos
anteriores.
El estudiante debe tener buena destreza en el manejo de su calculadora de ingeniería.
El alumno desarrollará destreza en el manejo de herramientas informáticas.
1
CONTENIDO (Por clases)
Módulo I: CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA
Semana 01 (Enero 17)
1. Presentación del profesor, programa de la materia, fechas de evaluación y entrega de
trabajos, metodología, bibliografía, etc. Introducción.
2. Cinemática Rectilínea.
Semana 02 (Enero 24)
3. Cinemática coordenadas rectangulares.
4. Cinemática componentes normal y tangencial.
Laboratorio: Presentación y conformación de grupos de trabajo
Semana 03 (Enero 31)
5. Cinemática coordenadas polares.
6. Movimiento dependiente de partículas.
Práctica 1: Movimiento relativo y cinemática rectilínea de partículas (grupo A)
Semana 04 (Febrero 7)
7. Ejercicios.
8. Examen parcial (20%): Cinemática de la partícula.
Práctica 1: Movimiento relativo y cinemática rectilínea de partículas (grupo B)
Módulo II: CINEMÁTICA PLANA DEL CUERPO RÍGIDO.
Semana 05 (Febrero 14)
9. Cinemática de un cuerpo rígido. Traslación. Rotación con respecto a un eje fijo.
10. Análisis del movimiento absoluto (1).
Práctica 2: Cinemática de la partícula coordenadas intrínsecas (grupo A)
Semana 06 (Febrero 21)
11. Análisis del movimiento absoluto (2).
12. Centro instantáneo de velocidad cero.
Práctica 2: Cinemática de la partícula coordenadas intrínsecas (grupo B)
Semana 07 (Febrero 28)
13. Análisis del movimiento relativo: velocidad (1).
14. Análisis del movimiento relativo: velocidad (2).
Práctica 3: Fuerza centrípeta (grupo A)
Semana 08 (Marzo 7)
15. Análisis del movimiento relativo: aceleración (1).
16. Análisis del movimiento relativo: aceleración (2).
Práctica 3: Fuerza centrípeta (grupo B)
Semana 09 (Marzo 14)
17. Análisis de movimiento relativo usando ejes de rotación (1).
18. Parcial 2 (20%): Cinemática del cuerpo rígido
Práctica 4: Péndulo compuesto (grupo A)
2
Módulo III: CINÉTICA PLANA DEL CUERPO RÍGIDO.
Semana 10 (Marzo 21)
19. Introducción a la Dinámica
20. Ecuaciones de movimiento 1
Práctica 4: Péndulo compuesto (grupo B)
Semana 11 (Marzo 28)
21. Ecuaciones de movimiento 2
22. Traslación.
Práctica 5: Momento de inercia del cuerpo rígido (grupo A)
Semana 12 (Abril 4) Registro del 40% de nota en el sistema
23. Rotación con respecto a un eje fijo.
24. Movimiento plano general.
Práctica 5: Momento de inercia del cuerpo rígido (grupo B)
Semana 13 (Abril 11)
25. Ejercicios
26. Trabajo y energía 1
Práctica 6: Trabajo y energía del cuerpo rígido (grupo A)
SEMANA SANTA (Abril 17 a 24)
Semana 14 (Abril 25) Ultimo día cancelación materias abril 29
27. Parcial 3 (20%): Dinámica del cuerpo rígido
28. Trabajo y energía 2
Práctica 6: Trabajo y energía del cuerpo rígido (grupo B)
Semana 15 (Mayo 2)
29. Trabajo y energía 3
30. Impulso y momentum 1
Práctica 7: Vibraciones mecánicas (grupo A)
Semana 16 (Mayo 9)
31. Impulso y momentum 2
32. Ejercicios
Práctica 7: Vibraciones mecánicas (grupo B)
Semana 17 (Mayo 16)
Prácticas atrasadas
Parcial final (20% lo programa la secretaría): Dinámica del cuerpo rígido.
BIBLIOGRAFÍA
Texto guía:
MERIAM, J. L. y KRAIGE. Mecánica para ingenieros: dinámica, 3ª edición. Madrid: Reverté,
2004. 625p.
Textos complementarios para consulta:
HIBBELER, R. C. Mecánica vectorial para Ingenieros: Dinámica.
Pearson Prentice Hall, 2004. 712p.
10ª. Ed.
México D.F:
3
BEER, Ferdinand y JOHNSTON, Jr. E. Russell. Mecánica vectorial para ingenieros: dinámica.
6ª edición. Madrid: Mc Graw-Hill, 1998. 739 p.
BEDFORD, Anthony y FOWLER, Wallace. Mecánica para Ingeniería: Dinámica. Pearson
Prentice Hall, 5° ed, 2008. 650 p.
SHAMES, Irving H. Mecánica para ingenieros: dinámica. 4ª edición. Madrid: Prentice Hall,
1998. 1075 p.
Revistas:
 Mechanical Engineering.
 Mechanisms and machine theory.
 ASME Journal of Mechanical design.
PRERREQUISITOS
Materia
Requerimiento
Física I (Fundamentos de mecánica)
***
Física estática
***
Cálculo de variable real
**
Cálculo vectorial
*
Matemática básica
**
Álgebra lineal
*
Métodos numéricos
**
Programación
**
Ecuaciones diferenciales
**
METODOLOGÍA
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El curso se desarrolla mediante actividades de tipo presencial, de trabajo autónomo y
tutorías.
En las actividades presénciales están: las clases, evaluaciones y las prácticas de laboratorio.
Las actividades de trabajo autónomo del estudiante corresponden a: lecturas, horas
dedicadas al estudio, tareas y trabajos.
El docente dedica unas horas a tutoría atendiendo las inquietudes de los estudiantes.
EVALUACIÓN
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Primer parcial
Segundo Parcial
Tercer Parcial
Examen final
Laboratorio.
20%
20%
20%
20%
20%
4
PROGRAMACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE
MECÁNICA VECTORIAL DINÁMICA
SEMESTRE 2011-10
PRÁCTICA
SEMANA
PRESENTACIÓN Y CONFORMACIÓN DE
GRUPOS DE TRABAJO
Enero 24
1. MOVIMIENTO RELATIVO Y
CINEMÁTICA DE PARTÍCULAS
Enero 31, Febrero 7
2. CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA
COORDENADAS INTRINSECAS
Febrero 14 y 21
3. FUERZA CENTRÍPETA
Febrero 28 y Marzo 7
4. PENDULO COMPUESTO
Marzo 14 y 21
5. MOMENTO DE INERCIA
DEL CUERPO RÍGIDO
Marzo 28 y Abril 4
6. TRABAJAO Y ENERGÍA
DEL CUERPO
Abril 11 y 25
7. VIBRACIONES
MECÁNICAS
Mayo 2 y 9
PRACTICAS ATRASADAS
Mayo 16
5