SILABO P.A. 2010-I

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE

SILABO P.A. 2010-I

1. INFORMACION GENERAL

Nombre del curso : DINÁMICA Código del curso : MC 338

Especialidad : M3, M4, M5 y M6

Condición : OBLIGATORIO

Ciclo de estudios : 04

Pre-requisitos : MC337

Número de créditos : 04 Total de horas semestrales: 84 Total de horas por semana 06

Teoría : 03

Practica : 03

Laboratorio : -

Duración : 17 SEMANAS.

Sistema de evaluación : H

Subsistema de evaluación : SUB 14 Profesor de teoría : Ing. Tito Vílchez Profesor de práctica :

2. SUMILLA

El curso teórico de dinámica comprende el estudio del movimiento, el análisis cinemático y dinámico de los mecanismos, su representación matemática y la interpretación analítica de los resultados a través de un lenguaje de programación con la computadora, todos ellos de manera sencilla y en situaciones ideales con aproximación a los casos reales.

3. OBJETIVOS GENERALES

Proporcionar al estudiante los conceptos y la comprensión de los fenómenos concernientes a la mecánica, dándole una base sólida en su formación. Al término del curso el estudiante tendrá la capacidad de reconocer los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos rígidos y los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos rígidos y el movimiento que adquieren los mismo como resultado de las fuerzas que actúa en ellos.

El estudiante será capaz de explicar a través del álgebra vectorial, las derivadas de un vector y el análisis matricial.

Explicar los conceptos cinemáticas en coordenadas rectangulares, cilíndricas y esféricas.

ESPECIFICOS

1. El estudiante será capaz de explicar a través del álgebra vectorial, las derivadas de un vector y el análisis matricial.

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2. Explicar los conceptos cinemáticos en coordenadas rectangulares, cilíndricas y esféricas.

3. Describir las ecuaciones matemáticas de estos conceptos en las distintas aplicaciones físicas.

4. Conocer las definiciones del movimiento relativo en el plano, a través de las ecuaciones matemáticas.

5. Diferenciar los sistemas de coordenadas inerciales y los no inerciales.

6. Enunciar las condiciones de relatividad y poder aplicarlas en la resolución de problemas

7. Explicar los conceptos de velocidad angular del sistema de coordenadas móviles.

8. Explicar los conceptos de aceleración del sistema de coordenadas móviles.

9. Calcular la velocidad y aceleración instantánea de una partícula en el espacio.

10. Describir las ecuaciones y fórmulas matemáticas que gobiernan este movimiento.

11. Explicar el valor y dirección de la aceleración de Coriolis.

12. Explicar el movimiento de un cuerpo rígido en el plano tanto en traslación pura como en rotación pura y en el caso general de traslación y rotación.

13. Identificar los casos en los cuales se aplica el concepto de centro instantáneo de rotación.

14. Calcular velocidades y aceleraciones lineales como angulares de un cuerpo rígido en movimiento.

15. Explicar el movimiento de un cuerpo rígido en el espacio y manejar el concepto de proyectividad en la solución de problemas aplicativos.

16. Explicar las definiciones de momentos y productos de inercia en masas para poderlos utilizar en los problemas vinculados con la dinámica de cuerpo rígido.

17. Relacionar fuerzas, energía, impulso lineal y angular en aplicaciones para cuerpos rígidos.

18. Explicar los aspectos rotacionales que sostienen los principios del Impulso y Momentum y del Trabajo y la Energía para resolver los problemas de movimiento espacial del cuerpo rígido.

4. PROGRAMA 1º SEMANA

CAPITULO 1. CINEMATICA DE PARTICULA

CONCEPTOS INTRODUCTORIOS Y DEFINICIONES. Derivada de un vector. MOVIMIENTO ABSOLUTO DE LA PARTICULA

En coordenadas rectangulares. En coordenadas tangencial y normal.

Coordenadas Polares. En coordenadas cilíndricas. En coordenadas esféricas. Transformación de coordenadas. Aplicaciones.

2º SEMANA

MOVIMIENTO RELATIVO DE LA PARTICULA EN EL PLANO. Ejes de referencia en traslación. Ejes de referencia en rotación. Ejes de referencia en traslación rotación. Aplicaciones.

3º SEMANA

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MOVIMIENTO RELATIVO DE LA PARTICULA EN EL ESPACIO. Ejes de referencia en traslación. Ejes de referencia en rotación. Ejes de referencia en traslación y rotación. Aplicaciones.

4º SEMANA

MOVIMIENTO RELATIVO DE LA PARTÍCULA EN EL ESPACIO. Velocidad y aceleración angular del sistema de coordenadas móviles. Aplicaciones para estos casos especiales.

5º SEMANA

CAPITULO 2. CINEMATICA DE CUERPO RIGIDO

CINEMÁTICA DE CUERPO RÍGIDO EN EL PLANO. Traslación pura.

Rotación pura alrededor de un eje. Análisis del movimiento plano general absoluto de un cuerpo rígido.

6º SEMANA

CINEMÁTICA DE CUERPO RÍGIDO EN EL PLANO. Análisis de cuerpos rodantes aplicaciones.

7º SEMANA

CINEMÁTICA DE CUERPO RÍGIDO EN EL ESPACIO. Proyectividad y sus aplicaciones. Análisis del movimiento relativo usando ejes en rotación y traslación. Ángulos de Euler. Movimiento general.

8º SEMANA

EXAMEN PARCIAL 9º SEMANA

CAPITULO 3

MOMENTOS Y PRODUCTOS DE INERCIA DE MASAS. Conceptos de Momentos de Inercia. Radio de Giro. Teorema de Steiner. Momentos de Inercia con respecto a un Eje Arbitrario. Aplicaciones.

10º SEMANA CAPITULO 4

CINÉTICA DE CUERPO RÍGIDO EN EL PLANO. Fuerzas y aceleraciones.

Ecuaciones del movimiento para cinética plana. Casos de traslación pura.

Rotación pura. Caso general de traslación y rotación.

CINETICA DE CUERPO RIGIDO

TRABAJO Y ENERGÍA. Energía cinética de un cuerpo rígido. Trabajo de una fuerza. Trabajo de una par. Principio del trabajo y la energía. Conservación de la energía.

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IMPULSO Y MOMENTUM. Momentum lineal y angular de un cuerpo rígido.

Principio del Impulso y Momentum para un cuerpo rígido. Conservación del Momentum.

CINETICA DE CUERPO RÍGIDO EN EL ESPACIO. Momentum angular de un cuerpo rígido. Principio del trabajo y la energía.

14º SEMANA

CINETICA DE UN CUERPO RÍGIDO EN EL ESPACIO. Energía cinética de un cuerpo rígido. Principio del trabajo y la energía. Ecuaciones del movimiento de un cuerpo rígido. Trompos simétricos y giroscopios.

15º SEMANA VIBRACIONES

VIBRACIONES LIBRES Y FORZADAS. Vibración libre sin amortiguamiento.

Métodos de Energía. Vibración forzada sin amortiguamiento. Vibración libre con amortiguamiento viscoso. Vibración forzada con amortiguamiento viscoso. Aplicaciones.

16º SEMANA

EXAMEN FINAL

17º SEMANA

EXAMEN SUSTITUTORIO

5. ESTRATEGIAS DIDACTICAS

1. Método de Preguntas. Con base en preguntas llevar a los alumnos a la discusión y análisis de información pertinente a la materia. Promueve la investigación. Estimula el pensamiento crítico. Desarrolla habilidades de análisis y síntesis. Los estudiantes aplican verdades "descubiertas" para la construcción de conocimientos y principios.

2. Aprendizaje Basado en Problemas. Los estudiantes deben trabajar en grupos pequeños, sintetizar y construir el conocimiento para resolver los problemas, que por lo general han sido tomados de la realidad. Favorece el desarrollo de habilidades para el análisis y síntesis de información.

Permite el desarrollo de actitudes positivas ante problemas. Desarrolla habilidades cognitivas y de socialización. Se realiza la resolución de casos sencillos, con discusión e interpretación de los resultados, haciendo luego casos regulares y complejos, coincidentes con las evaluaciones que se realizan en prácticas y exámenes.

3. Juego de Roles. Ampliar el campo de experiencia de los participantes y su habilidad para resolver problemas desde diferentes puntos de vista. Abre perspectivas de acercamiento a la realidad. Desinhibe. Motiva. Fomenta la creatividad. Para discutir un tema desde diferentes roles. Para promover la

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empatía en el grupo de alumnos. Para generar en los alumnos conciencia sobre la importancia de interdependencia grupal.

El profesor debe conocer bien el procedimiento referente a generar habilidades para la facilitación del aprendizaje. Que los roles y las características de los mismos sean identificadas claramente para que los alumnos tengan disposición de trabajar en equipo. Que se reflexione sobre las habilidades, actitudes y valores logrados. El Profesor como facilitador debe ser generador de confianza, promotor de la participación de los alumnos con la finalidad de conseguir que sean activos, propositivos y analíticos. El profesor debe evitar ser repetitivo en el uso de las técnicas.

6. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDACTICOS 6.1. Materiales Educativos

- En el desarrollo del curso se emplearán ayudas audiovisuales como retroproyector con transparencias y televisión VHS.

- Maquetas de Mecanismos. Videos de mecanismos planos y espaciales.

- Construcción de Mecanismos en el Laboratorio de Maquinas Herramientas.

6.2. Otros Recursos

- Software de aplicaciones Cinemáticas y Dinámicas. Visual Mechanics.

7. EVALUACIÓN

a. Sistema de Evaluación - Sistema de Evaluación: H

- El sistema de calificación será con el Sistema de Evaluación H. Examen Parcial peso 01: Examen Final peso 02 y Promedio de Prácticas peso 02.

- El curso tendrá 04 prácticas calificadas y 02 exámenes. Todas las pruebas serán desarrolladas y se calificarán de 0 a 20.

- La tolerancia de ingreso a las clases es 15 minutos como máximo, a partir de la hora fijada de su inicio, en la puerta de ingreso ningún alumno entrará por ningún motivo, pudiendo hacerlo sólo al inicio de la segunda hora.

b. Sub sistema de Evaluación (parte practica del curso)

- El curso tendrá 04 prácticas calificadas de las cuales se elimina una práctica que corresponde a la nota más baja.

3 3 2

1 P P

PP P  



8. BIBLIOGRAFIA

1. “Mecánica para Ingenieros – Dinámica”, J.L. Merian – L.G. Kraige. Editorial Reverte S.A. Octava Edición 2007.

2. Mecánica Vectorial para Ingenieros Dinámica. F. Beer - E. R. Johnston.

Editorial Mc: Graw – Hill, Octava edición 2007.

3. Ingeniería Mecánica Dinámica, R.C. Hibbeler. Editorial Prentice – Hall Hispanoamericana S.A Decima Edición 2004.

4. Ingeniería Mecánica Dinámica W. Riley – L. Sturges. Editorial Reverte S.A.

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6. Mecánica para Ingeniería Dinámica. D. MC. Gill – W. King. Grupo Edit.

Iberoamericana, edición 1991.

7. Mecánica para Ingeniería Dinámica. T.R. Vilchez. Editorial UNIMEC. S.A.

Segunda Edición, 2006.

8. Ingeniería Mecánica Dinámica Vectorial. A. Higdon – W, Sitles – A. Davis – CH Evces – J. Weese. Editorial Prentice – Hall Hispanoamericana S.A.

Segunda edición, 1982.

9. Ingeniería Mecánica Dinámica. B. Sandor – K. Richter. Editorial Prentice – Hall Hispanoamericana S.A Segunda Edición, 1989.

10. Mecánica para Ingenieros Dinámica. T.C. Huang. Editorial alfaomega – Fondo Educativo Interamericano. Edición 1990.

11. Mecánica para Ingeniería Dinámica. J.F. Shelley. Editorial Publicaciones Marcombo S.A Edición 1985.

Páginas Web: www.wiley.com/college/wileyplus www.pearsoneducacion.net Revistas :www.monografias.com/trabajos14/equilibriocuerp/equilibriocuerp.shtml

www.efdeportes.com/efd89/biom.htm

www.meca.cinvestav.mx/posgrado/temarios-doctorado/

Aulas Virtual del curso: Plataforma DOKEOS

http://ampus.dokeos.com/index.php?language=spanish usuario:

código del alumno Clave: Dinámica

Lima, febrero de 2010