Mecánica del Medio Continuo - Departamento de Ingeniería Civil y

1. Datos de identificación
Nombre de la institución educativa
UNIVERSIDAD DE SONORA
Unidad Regional
CENTRO
División Académica
DIVISIÓN DE INGENIERÍA
Departamento que imparte
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y MINAS
Nombre de las licenciaturas usuarias
INGENIERÍA CIVIL
Nombre de la materia o asignatura
MECÁNICA DEL MEDIO CONTINUO
Eje formativo
BÁSICO
Carácter
OBLIGATORIO
Valor en Créditos:
8
Requisitos:
CURSAR TEORÍA DE ESTRUCTURAS I Y CALCULO
DIFERENCIAL E INTEGRAL III.
2. Revisión o Actualización
Fecha de la revisión: 18/05/ 2010
Modificación: Si
Tipo de modificación: Se modifica la seriación
de la materia, se modifican los objetivos
generales y específicos. Se realizan cambios en
el temario y se actualiza bibliografía.
Realizada por: Gilberto Ramos Torres,
Alfredo Espinoza Meléndrez, Nicolás Sau
Soto. Acta de Academia de Estructuras
18/05/2010.
3. Introducción
Este es un curso introductorio a la mecánica del medio continuo con orientación a las diversas
ramas de la ingeniería civil. Esta materia provee de las herramientas básicas de análisis de medios
que pueden ser tratados como continuos, como es el caso de sólidos, fluidos y suelos basados en la
interpretación matemática de las leyes de la física que los describen.
El curso está constituido por seis capítulos, el capítulo uno es la introducción general al curso y su
importancia dentro del plan de estudios. El capítulo dos presenta un breve repaso de las
matemáticas requeridas en la materia. El capitulo tres abarca la teoría de esfuerzos en un punto. El
capítulo cuatro trata lo relacionado con la teoría de deformaciones. Así mismo en el capítulo cinco se
establecen las ecuaciones constitutivas que relacionan los esfuerzos con las deformaciones para un
medio elástico y lineal. Finalmente en el capítulo seis se presenta una introducción a la mecánica de
fluidos.
.
4. Objetivo General
Al finalizar el curso, el alumno será capaz de comprender el significado físico de esfuerzos y
deformaciones; así mismo será capaz de resolver problemas relacionados con el estado de
esfuerzos y deformaciones en un punto.
5. Objetivos Específicos
Al finalizar el curso, el alumno será capaz de:
 Comprender el concepto de esfuerzo y deformación
 Comprender las suposiciones e hipótesis de la mecánica del medio continuo
 Transformar estados de esfuerzo y deformación utilizando las leyes de transformación y rotación
de coordenadas
 Encontrar los esfuerzos y deformaciones principales, esfuerzos cortantes máximos y distorsiones
máximas asociadas a un punto utilizando representaciones gráficas y métodos analíticos.
 Encontrar deformaciones en función de esfuerzos y esfuerzos en función de deformaciones
utilizando la Ley de Hooke
 Comprender la relación entre velocidad y desplazamiento en la mecánica de fluidos
 Comprender los estados de esfuerzo en la masa del suelo
6. Contenido en extenso
1. INTRODUCCIÓN
( 1 hora)
1.1. La mecánica del medio continuo y el plan de estudios
1.2. Desarrollo histórico de la mecánica
2. ANTECEDENTES MATEMATICOS
(5 horas)
2.1. Definición y representación de vectores
2.2. Matrices y determinantes
2.3. Suma de vectores
2.4. Vectores unitarios
2.5. Producto punto
2.6. Producto cruz
2.7. Rotación y transformación de coordenadas
2.8. Valores y vectores propios
3. TEORÍA DE ESFUERZOS
( 20 horas)
3.1. Introducción
3.2. Definiciones: Mecánica del medio continuo; tipos de fuerzas
3.3. Esfuerzos en un punto
3.4. Ecuaciones de equilibrio de esfuerzos
3.5. Leyes de transformación de esfuerzos
3.6. Esfuerzos y direcciones principales
3.7. Esfuerzos cortantes máximos
3.8. Invariantes de esfuerzo
3.9. Estado bidimensional de esfuerzos
3.10. Descomposición de un estado de esfuerzos en una componente hidrostática y de cortante
puro
3.11. Círculo de Mohr para el estado bidimensional de esfuerzos.
3.12. Esfuerzos octaédricos
4. TEORÍA DE DEFORMACIONES
(20 horas)
4.1. Introducción
4.2. Definición de desplazamiento y deformación
4.2.1.Deformación unitaria longitudinal y angular
4.2.2.Ecuaciones deformación desplazamiento
4.3. Ecuaciones de transformación de deformaciones
4.4. Deformaciones y direcciones principales
4.5. Dilatación volumétrica
4.6. Estado de deformación bidimensional
4.7. Círculo de Mohr para deformaciones: bidimensional
5. INTRODUCCION A LA MECANICA DE SOLIDOS
(6 horas)
5.1. Introducción
5.2. Modelos representativos del comportamiento de materiales
5.3. Relaciones Esfuerzo – Deformación
5.4. Ley generalizada de Hooke
5.4.1.Constantes de Lamé y Constantes de Ingeniería
5.4.2.Esfuerzos en función de deformaciones
5.4.3.Deformaciones en función de esfuerzos
6. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE FLUIDOS
( 6 horas)
6.1. Introducción
6.2. Relaciones Esfuerzo – Rapidez de Deformación
6.3. Ecuación general de la energía
6.4. Ecuaciones de Navier – Stokes
7. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SUELOS
( 6 horas)
7.1. Introducción
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.7.
Datos experimentales del comportamiento de los suelos
Teoría del Polo
Prueba de compresión uniaxial y triaxial
Estados de esfuerzo en pruebas de laboratorio
Esfuerzos en muros de contención
Asentamientos elásticos en el suelo
7. Estrategias didácticas
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El Profesor, expondrá los temas contenidos en cursos para el desarrollo de la teoría.
Se resolverán en clase problemas relacionados con los temas de la materia.
El alumno resolverá series de problemas extra-clase relacionados con cada tema.
Las exposiciones estarán auxiliadas por el uso de software educativo.
Se podrá invitar a maestros que sean autoridad en los temas a tratar, a fin de que impartan
temas del curso.
La materia estará compuesta por 4 horas de exposición teórica por parte del profesor y 1 hora
para realización de problemas de la materia, por cada semana.
8. Estrategias de evaluación
El sistema de evaluación se refiere a todas las formas y procedimientos empleados por el profesor
para conocer el proceso y el resultado del aprendizaje del alumno. Esta parte del programa
consiste en un planteamiento general de las estrategias de evaluación, que incluya los principales
tipos de evaluación y técnicas empleadas
1. Para evaluar todas las áreas del desarrollo del alumno: conceptual, habilidades y actitudes se
aplicarán cuatro exámenes ordinarios parciales escritos.
2. No se ejecutará una evaluación diagnóstica (para conocer el estado inicial de los alumnos), pero
sí formativa (para intervenir durante el desarrollo del aprendizaje) ya que los exámenes parciales
deberán entregarse corregidos a cada alumno con la calificación correspondiente sobre una base
de 100, se plantea una evaluación basada en el promedio de los exámenes parciales.
La evaluación final constará del promedio de los cuatro exámenes parciales loas cuales tendrán una
ponderación del 100% de la calificación final.
9. Recursos y materiales
En este apartado se incluye la bibliografía y documentos básicos o indispensables que serán
empleados durante el curso.
Textos clásicos sobre el campo disciplinar
1. FUNG Y.C., “A FIRST COURSE IN CONTINUUM MECHANICS”, PRENTICE-HALL, 3a
EDICIÓN, 1994.
2. LEVI E., “ELEMENTOS DE MECÁNICA DEL MEDIO CONTINUO”, EDITORIAL LIMUSAWILEY, 1991.
3. J. DALLY, W. F. RILEY EXPERIMENTAL STRESS ANALYSIS. CUARTA EDICIÓN,
COLLEGE HOUSE ENTERPISES 2005.
4. GEORGE E. MASE, “MECÁNICA DEL MEDIO CONTINUO”, EDITORIAL MC. GRAW HILL,
1977.
5. CENGEL YUNUS A., CIMBALA JOHN M. “MECANICA DE FLUIDOS: FUNDAMENTOS Y
APLICACIONES” PRIMERA EDICIÓN, MC. GRAW HILL 2007.
6. P. GERHART, GROSS R. J., HOCHSTEIN J. I. “FUNDAMENTOS DE MECANICA DE
FLUIDOS, SEGUNDA EDICIÓN, EDITORIAL ADDISON WESLEY IBEROAMERICANA.
Recursos y medios de apoyo al aprendizaje y la enseñanza.
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Salón de clases equipado con computadora personal y cañón de presentaciones.
Laboratorio de estructuras con equipo didáctico
10. Perfil del profesor
Doctor en ingeniería, Maestro en ciencias o en ingeniería, en las disciplinas de estructuras.
Dominio de la mecánica del medio continuo, teoría de elasticidad y del método de elementos finitos,
Que trabaje en líneas de investigación afines a la materia