MECANICA I Carácter: Obligatoria

UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL MECANICA I Carácter: Obligatoria PROGRAMA: Ingeniería Civil CODIGO SEME...
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UNIVERSIDAD CENTROCCIDENTAL LISANDRO ALVARADO DECANATO DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA I Carácter: Obligatoria

PROGRAMA: Ingeniería Civil

CODIGO

SEMESTRE

20035

III

DEPARTAMENTO: Ingeniería Estructural

HT 4

UNIDAD DE CREDITO HP HS UCS THS/SEM 2

0

5

96

PREREQUISITO Ciclo Básico.

PROFESOR(ES): Ing. Aquiles Cordero Mújica

_______________________ SELLO Y FIRMA AUTORIZADA

20035

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FUNDAMENTACION DEL PROGRAMA DE ESTUDIO El programa correspondiente a la asignatura de Mecánica I esta destinada a impartir los conceptos básicos que conforman la cadena de las asignaturas del departamento de Ingeniería Estructural. El estudiante deberá adquirir la destrezas necesarias para entender la aplicación de las distintas solicitudes a que se sometida cualquier forma resistente, y en función de ellas prepararse para obtener el diseño de la sección optima, conocimientos que iras adquiriendo a lo largo de su programa de estudios comenzando por la mecánica I.

En este curso el estudiante se dotara de los conceptos fundamentales de las estática lo que le permitirá la mayor solvencia posible, al manejar formas resistentes sometidas a las más diversas solicitudes, materia prima fundamental para todo Ingeniero que se dedique al Calculo de Proyectos Estructurales.

DESCRIPCION DEL PROGRAMA DE ESTUDIO

El programa se desarrolla en función de los siguientes aspectos: I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.

Cuerpos rígidos- sistemas equivalentes de fuerzas. Equilibrio de cuerpos rígidos. Fuerzas distribuidora-centroides- centro de gravedad Momentos de Inercia. Análisis de estructuras Fuerzas en vigas- momento flector- fuerza cortante Cables parabólicos y catenaria Rozamiento Trabajo virtual -energía

OBJETIVO TERMINAL DE ENSEÑANZAS Con los conocimientos adquiridos el estudiante estará en capacidad de abordar con todo éxito las asignatura Resistencia de Materiales y Estructuras I en donde profundizara los conocimientos adquiridos, y obtendrá la formación necesaria para involucrarse en asignaturas vinculadas con el diseño de una sección optima.

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UNIDAD Cuerpo Rígidos. Sistemas I

Equivalentes de Fuerzas DURACION 12 HORAS

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ

Componer y descomponer sistemas de fuerzas

ƒ

Entender el concepto de momento

ƒ

Convertir sistemas equivalentes

UNIDAD EVALUACION 07/100 ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA ƒ Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados. ƒ Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo. CONTENIDOS

Horas

ƒ

Cuerpos rígidos. Fuerzas externas e internas

ƒ

Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes

ƒ

Momento de una fuerza respecto a un punto

ƒ

Teorema de Varignon

ƒ

Componente rectangulares del momento de una fuerza

ƒ

Momento de una fuerza respecto a un eje cualquiera

ƒ

Momento de un par

ƒ

Pares equivalente

ƒ

Representación de pares por vectores

ƒ

Descomposición de una fuerza aplicada en “B” y un par de fuerzas

ƒ

Reducción de fuerzas a una fuerza cualquiera y un par.

ƒ

Otras reducciones de un sistema de fuerzas

2

ƒ

Ejercicios de aplicación

2

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Timoshenko, mecánica técnica

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UNIDAD Equilibrio de cuerpos rígidos

II

OBJETIVO ESPECIFICOS

DURACION

ƒ

Elaborar los diagramas de cuerpo libre

ƒ

Vincular correctamente un cuerpo en el plano y en espacio

12 HORAS UNIDAD EVALUACION 14/100

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo CONTENIDOS

Horas

ƒ

Cuerpo rígido en equilibrio

ƒ

Principios de grafostàtica. Notación de Bow

ƒ

Diagrama de cuerpo libre

ƒ

Reacciones en apoyos y conexiones

ƒ

Equilibrio en dos dimensiones

ƒ

Reacciones estáticamente indeterminada. Constricciones parciales

ƒ

Equilibrio de un cuerpo sometido a la acción de dos o tres fuerzas

ƒ

Reacciones en los apoyos y articulaciones en estructuras tridimensionales

2

ƒ

Equilibrio de un cuerpo rígido en tres dimensiones

4

ƒ

Ejercicios de aplicación

2

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Timoshenko, mecánica técnica

ƒ

Witembaur, mecánica

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2

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UNIDAD Fuerzas distribuidas centroides y centros de gravedad

III

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ

centro de gravedad de áreas de volúmenes ƒ

DURACION 12 HORAS

Determinar las coordenadas del centroides, y del

Convertir fuerzas distribuidas en fuerzas concentradas

UNIDAD EVALUACION 13/100

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

ƒ

CONTENIDOS Centro de gravedad de un cuerpo bidimensional

ƒ

Centroides de áreas y líneas

ƒ

Placas y alambres compuestos

ƒ

Determinación de centroides por integración

ƒ

Teoremas de Pappus-guldinus

ƒ

Cargas distribuidas sobre vigas

ƒ

Centro de gravedad de un cuerpo tridimensional centroides de un volumen

ƒ

Cuerpos compuestos

ƒ

Determinación de centroides de volúmenes por integración

3

ƒ

Ejercicios de aplicación

3

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Timoshenko, mecánica técnica

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Horas

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UNIDAD IV

Momentos de Inercia DURACION 12 HORAS UNIDAD EVALUACION 08/100

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ

Calcular momento de Ingeniería para diferentes áreas.

ƒ

Aplicar la teorema de los ejes paralelos.

ƒ

Aplicar el círculo de Mohr.

ƒ

Calcular momentos de Ingeniería de masas.

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

ƒ

CONTENIDOS Momentos de inercia de áreas o momento de segundo de orden

ƒ

Determinación del momento de inercia de un área por integración

ƒ

Momento polar de inercia

ƒ

Radio de giro de un área

ƒ

Teorema de los ejes paralelos

ƒ

Momento de inercia de áreas compuestas

ƒ

Producto de inercia

ƒ

Ejes principales y momento principales de una inercia

ƒ

Circulo de Mohs para momento de productos de inercia

ƒ

Momento de inercia de una masa

ƒ

Teorema de los ejes paralelos

ƒ

Momentos de inercia de placas delgadas

ƒ

Ejercicios de aplicación

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Apuntes del Ing. Aquiles Cordero

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Horas

2

2

4

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UNIDAD V

Análisis de estructuras

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ ƒ

Calcular cerchas por método de los nudos y de las secciones. Calcular cerchas en forma grafica.

DURACION 12 HORAS UNIDAD EVALUACION 16/100

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

ƒ

CONTENIDOS Fuerzas internas. Tercera ley de newton

ƒ

Definición de una armadura

ƒ

Armaduras simples

ƒ

Análisis de una armadura por el método de los nudos

ƒ

Nudos con condiciones especiales de carga

ƒ

Armaduras en el espacio

ƒ

Análisis grafico de armaduras. Diagramas de Maxwell – cremona

ƒ

Análisis de estructuras por el método de las secciones

ƒ

Armaduras formadas por varias armaduras simples

ƒ

Análisis de un marco

ƒ

Marcos que dejan de ser rígidos cuando se separan de sus soportes

ƒ

Ejercicios de aplicación

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Timoshenko, mecánica técnica

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Horas

2

2

2

2

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UNIDAD Fuerzas en vigas. Momento VI

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ

flector y Fuerza Cortante

Graficar fuerza cortante y momento flector a lo largo del eje de la viga

DURACION 12 HORAS UNIDAD EVALUACION 12/100

ƒ

Graficar la fuerza axial

ƒ

Calcular momentos máximos

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo CONTENIDOS

Horas

ƒ

Fuerzas internas en barras

ƒ

Diferentes tipos de cargas y apoyos

ƒ

Fuerzas cortantes y momento flector en una viga

ƒ

Diagrama de M.F y F.C

3

ƒ

Relación entre cargas M.F y F.C

3

ƒ

Ejercicios de aplicación

3

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Harry Nara, Mecánica Vectorial

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UNIDAD VII

OBJETIVO ESPECIFICOS

Fuerzas en Cables DURACION

ƒ

Aplicar las ecuaciones que definen el comportamiento de un cable

06 HORAS UNIDAD EVALUACION 07/100

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA ƒ

Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

ƒ

CONTENIDOS Cables con cargas concentradas

ƒ

Cables con cargas distribuidas

ƒ

Cables parabólicos

ƒ

Catearías

ƒ

Condiciones de tracción y flecha máxima

ƒ

Ecuaciones que definen el comportamiento de un cable

ƒ

Ejercicios de aplicación

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, Mecánica para Ingenieros

ƒ

Apuntes del Ing. Aquiles Cordero M.

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Horas 2

2

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UNIDAD VIII Razonamiento DURACION 06 HORAS

OBJETIVO ESPECIFICOS ƒ

Estudiar las leyes del rozamiento.

ƒ

Aplicación de las mismas a casos particulares.

UNIDAD EVALUACION 07/100

ƒ

ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

ƒ

CONTENIDOS Leyes de rozamientos seco, coeficientes de rozamiento seco.

ƒ

Ángulos de rozamientos.

ƒ

Problemas de rozamiento en seco.

ƒ

Cunas.

ƒ

Tornillos de rosca cuadrada.

ƒ

Chumaceras. Rozamiento en ejes.

ƒ

Resistencia a la rodadura. Rozamiento en ruedas.

ƒ

Rozamiento en correas.

ƒ

Ejercicios de aplicación.

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, Mecánica para Ingenieros

ƒ

Timoshenko, Mecánica Técnica

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Horas

2

2

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UNIDAD IX

OBJETIVO ESPECIFICOS

Método del trabajo virtual DURACION 12 HORAS

ƒ

Calcular reacciones en pórticos y vigas

ƒ

Calcular la función potencial

ƒ

Estudiar los tipos de equilibrio

UNIDAD EVALUACION 12/100 ESTRATEGIA DE ENSEÑANZA ƒ

Exposición teórica sobre los principios físicos en los cuales se fundamentan los postulados

ƒ

Ilustración practica mediante la resolución de ejercicios, y asociación con situaciones reales de campo

CONTENIDOS

Horas

ƒ

Trabajo de una fuerza

ƒ

Principio del trabajo virtual

ƒ

Aplicaciones del trabajo virtual

ƒ

Maquinas reales. Eficiencia mecánica

ƒ

Trabajo de una fuerza en un desplazamiento finito

ƒ

Energía potencial

ƒ

Energía potencial y equilibrio

ƒ

Estabilidad del equilibrio

3

ƒ

Ejercicios de aplicación

3

ƒ

BIBLIOGRAFIA Bear and Jhonston, mecánica para ingenieros

ƒ

Timoshenko, Mecánica Técnica

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