SÍLABO DEL CURSO: Estática - Universidad Nacional de San Martín

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN-TARAPOTO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERIA CIVIL
SÍLABO DEL CURSO: Estática
I. PARTE INFORMATIVA
1. CURSO
2. CÓDIGO DEL CURSO
3. CONDICIÓN DEL CURSO
4. CRÉDITOS
5. HORAS DE TEORIA
6. HORAS DE PRÁCTICA
7. REQUISITOS
8. SEMESTRE
9. PROFESOR DEL CURSO
: ESTÁTICA
: 031302
: OBLIGATORIO
: CINCO (05)
: 04 SEMANALES
: 02 SEMANALES
: ANÁLISIS MATEMÁTICO II Y FÍSICA II
: 2011-I
: ING. GILBERTO ALIAGA ATALAYA
[email protected]
II. JUSTIFICACION
El curso de Estática prepara al futuro Ingeniero Civil para que de una manera científica y
práctica solucione problemas referente a los sólidos rígidos en reposo o con velocidad
constante; requisito fundamental para abordar el estudio de la mecánica de cuerpos
deformables.
III. OBJETIVOS
Al terminar el estudio (aprendizaje) del curso de Estática, los alumnos promovidos estarán
en condiciones de analizar y resolver problemas de sistemas generales de fuerzas, de
equilibrio de la partícula y el sólido rígido, de centro de gravedad y centroides, y de presión
de líquidos. Asimismo resolverá problemas de armaduras y marcos, de diagramas de
fuerzas internas, de momentos de inercia, desplazamientos pequeños y trabajo virtual.
VI METODOLOGIA DE LA ENSEÑANZA
Se utilizan herramientas de aprendizaje por comunicación y discusión en grupo,
presentación de casos reales de análisis y evaluaciones teórico-prácticas. El curso consta
de sesiones semanales de clases (en las que se realizan diversas actividades individuales y
grupales y que toman parte de la asignación de puntos de la evaluación continua) y de
trabajos prácticos.
Para tal fin. El curso se ha estructurado de modo que se incluyan diversos trabajos de
evaluación continua en clase, sesiones de evaluación integral en aula de corta duración y
sesiones de trabajos prácticos.
Las consultas que el alumno necesite realizar al profesor del curso las puede hacer durante
la clase (si el tema corresponde), fuera de ella (en los horarios de asesoría que el profesor
proporciona) o por correo electrónico.
V. CONTENIDO ANALITICO
CAPITULO I. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES. (4 horas)
1.1 Mecánica y sistemas de unidades
1.2 Cantidades escalares y vectoriales
1.3 Identificación de vectores en el plano y en el espacio
1.4 Algebra vectorial
CAPITULO II. SISTEMAS GENERALES DE FUERZAS (8 horas).
2.1 Momento de una fuerza con respecto a un punto
2.1 Momento con respecto a un eje
2.2 Descomposición de una fuerza en una fuerza y un par
2.3 Fuerza y momento resultante de un sistema. Cambio del centro de reducción
2.4 Sistemas equivalentes
2.5 Sistemas de fuerzas: Reducción de fuerzas concurrentes, coplanares, paralelas, y
generales
2.6 Reducción de un sistema de fuerzas a su mínima expresión: Torsor, paso del torsor
eje central. Aplicación de teorema de Varignon a sistemas generales de fuerza
CAPITULO III. EQUILIBRIO DE CUERPOS RIGIDOS (4 horas)
3.1. Grado De libertad. Estabilidad de un sólido. Diagrama de cuerpo libre.
3.2. Equilibrio en el plano y en el espacio
3.3. Equilibrio en sólidos sometidos a dos y tres fuerzas.
CAPITULO IV. SISTEMA DEFUERZAS DISTRIBUIDAS (6 horas)
4.1. Sistema de fuerzas distribuidas. Fuerzas por unidad de longitud, superficie. Centro
de presión
4.2. Fuerzas distribuidas por unidad de volumen. Centros de gravedad
4.3. Centros de gravedad de superficies y líneas figuras planas
4.4. Teorema de Papus-Guldin
4.5. Centros de gravedad de sólidos y cáscaras
4.6. Centros de gravedad de figuras compuestas
4.7. Fuerzas debido a líquidos. Representación de la presión de un líquido como una
fuerza distribuida. Resultante de presión de líquido. Centro de presión
CAPITULO V. ARMADURAS (6 horas)
5.1. Armadura. Estabilidad de una armadura. Determinación estática y grados de
libertad de armaduras
5.2. Análisis de armaduras isostáticas: método de los nudos. Método de secciones.
CAPITULO VI. MARCOS (6 horas)
6.1 Estabilidad de un marco. Determinación estática. Grados de libertad. Diagrama de
cuerpo libre de un marco
6.2 Aplicación del equilibrio en un marco. Caso de nudo múltiple. Caso de la polea.
Caso de apoyo múltiple. Caso de fuerza en el nudo.
CAPITULO VII. FUERZAS INTERNAS (8 horas)
7.1 Determinación De las fuerzas internas. Método de secciones. Convención de
signos
7.2 Fuerzas internas en sistemas planos. Relación entre carga, fuerza cortante y
momento flector. Principio de superposición.
7.3 Diagramas de fuerzas internas en vigas, arcos y pórticos.
CAPITULO VIII: CABLES (2 horas)
8.1 Cables con cargas concentradas
8.2 Cables con cargas distribuidas
8.3 Cable parabólico
8.4 Catenaria
CAPITULO IX: FUERZAS DE ROZAMIENTO Y CUÑAS (4 horas)
9.1 Rozamiento en el caso de una partícula.
9.2 Rozamiento en el caso del sólido rígido
9.3 Aplicaciones en el análisis de cuñas
CAPITULO X. MOMENTOS DE INERCIA ( 4 horas)
10.1 Momento de inercia. Producto de inercia. Radio de giro. Momento polar de inercia.
10.2 Teorema de Steiner. Traslación de ejes.
10.3 Rotación de ejes. Ejes principales. Círculo de Mohr
10.4 Momentos de inercia de masas.
CAPITULO XI. DESPLAZAMIENTOS PEQUEÑOS Y TRABAJO VIRTUAL ( 6 horas)
11.1 Polos absolutos y relativos.
11.2 Desplazamientos pequeños en cadenas cinemáticas de un grado de libertad
11.3 Trabajo de fuerzas y Pares. Principio del trabajo virtual
VI SISTEMA DE EVALUACIÓN
El sistema de evaluación es permanente de modo que permite seguir el rendimiento académico
de los alumnos. La evaluación de los alumnos se efectuará mediante prácticas y exámenes
DE LAS PRÁCTICAS
Las prácticas son de 3 tipos:
I. De aula (Pa). Son prácticas que el alumno debe desarrollar, individualmente y en el
aula.
II. Complementarias (pc). Son prácticas en que el profesor solicita a los alumnos el
desarrollo de una tarea domiciliaria, sea individual o grupalmente.
III. Dirigidas (Pd). Son prácticas en que el docente interactúa con los estudiantes en
grupos pequeños con el objetivo de guiarlos en el desarrollo de habilidades específicas
sin que necesariamente se califique por su trabajo.
Las prácticas de tipo Pa se rigen por las siguientes normas y procedimientos:
a) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 15 minutos después
del inicio pierden el derecho a rendirla. Ningún alumno puede retirarse del aula antes
de que pasen los primeros 15 minutos de iniciada la práctica. Si un alumno se retira
luego de pasados 15 minutos, pero antes de que termine la práctica, debe entregar su
trabajo y ya no puede reingresar.
b) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 15 minutos pueden rendir la práctica
dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna
circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
c) Las prácticas no pueden comenzar después 15 minutos de la hora programada.
DE LOS EXÁMENES
a) Los exámenes tendrán una duración entre dos y tres horas.
b) Los alumnos que no asistan o que lleguen con un retraso mayor a 30 minutos después
del inicio pierden el derecho a rendirlo. Ningún alumno puede retirarse del aula antes de
que pasen los primeros 30 minutos de iniciado el examen. Si un alumno se retira del
examen luego de pasados 30 minutos, pero antes de que termine el examen, debe
entregar su trabajo y ya no puede reingresar.
c) Los alumnos que lleguen con un retraso menor a 30 minutos pueden rendir el examen
solo dentro de lo que resta del tiempo establecido para su realización. Bajo ninguna
circunstancia ni modalidad podrá extenderse ese tiempo.
d) Los exámenes no pueden comenzar después de transcurridos 30 minutos de la hora
programada.
DE LAS CALIFICACIONES
a) Los exámenes y las prácticas serán calificados con notas de cero (00) a veinte (20),
utilizando únicamente números enteros. La nota mínima aprobatoria es de once (11). Si
la suma de las calificaciones parciales de cada pregunta da un total con decimales, la
cifra de los decimales no se tomará en cuanta si es menor de cinco; cuando la cifra de
los decimales es de cinco o más se aumenta en una unidad la cifra de los enteros.
b) Los alumnos que, por cualquier motivo, dejen de rendir una práctica o un examen
reciben la nota cero (00) en dicha evaluación.
c) El alumno que hubiera cometido o intentado cometer cualquier falta de probidad en la
resolución de un examen o práctica recibe una calificación de cero (00)
DE LOS PROMEDIOS
a) Para efectos de obtener el promedio de las prácticas tipo Pa no se toma en cuenta el
calificativo más bajo. La nota cero (00) obtenida como calificativo en aplicación de lo
dispuesto en el inciso c) de las calificaciones, no se eliminará
b) Los promedios de las prácticas se calcularán con aproximación hasta las décimas.
Cualquiera sea la cifra de las centésimas, no se tomará en cuenta.
c) La nota final del curso se calculará utilizando la fórmula que a continuación se detalla.
Nf 
Donde:
3E1  4 E2  3P
10
Nf : Nota final
E1: nota del primer examen
E2: nota del segundo examen (final)
P: promedio de prácticas tipo Pa (incluye las del tipo Pc o tipo Pd que
hubieran) obtenido según el inciso a) y b)
d) La nota final del curso se expresa solo en números enteros. Si el cálculo de la nota final
da un total con decimales, debe convertirse esa cifra a enteros (se añade un punto a la
nota si el primer decimal es cinco o más; se elimina el decimal si es menor de cinco).
Para los alumnos que rindan el examen sustitutorio, éste reemplazará al examen con la
nota más baja.
VII.
BIBLIOGRAFIA
BEER, F, Y JHONSTON, R. Mecánica vectorial para ingenieros: Estática. 7ma edición.
México: McGraw-Hill 2008.
HIBBELER, R. C. Ingeniería mecánica: Estática. 10ma. edición. México: Prentice Hall
Hispanoamérica S.A.2009.
RILEY, W. Y STURGES, L. Ingeniería mecánica. Estática. Barcelona: Reverté, 2004.
PYTEL A. Y KIUSALAAS J. Ingeniería mecánica. Estática. 2da. edición: México, 2005.
IRVING H. SHAMES. Mecánica para Ingenieros: Estática. 4ta edición. Prentice Hall Iberia
S.R.L.: Madrid.2000
NARA, R., Harry. Mecánica Vectorial par ingenieros volumen I: Estática. Editorial Limusa
Mc. CORMAC, JACK C. Análisis estructural. Editorial HARLA, .2008.
BEDFORD, A Y FLOWER, W. Mecánica para ingeniería: Estática
OBANDO P. Ingeniería mecánica. Estática. Lima PUCP,1986
Morales, Marzo de 2011