IN ST IT U T O P OL IT É CN ICO N A CION A L SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
PROGRAMA SINTÉTICO CARRERA: Ingeniería Civil ASIGNATURA: Estática
SEMESTRE:
Tercero
OBJETIVO GENERAL: El alumno aplicará principios de algebra vectorial para obtener resultantes de fuerzas y equilibrio de una partícula en el espacio, así como reacciones en vigas, cuerpos rígidos y fuerzas de fricción en seco, centroides de inercia y momentos de inercia de áreas compuestas.
CONTENIDO SINTÉTICO: I II III IV V
Estática de partículas Sistemas de fuerzas equivalentes Equilibrio de cuerpos rígidos Fricción Propiedades de las áreas
METODOLOGÍA: Desarrollo del pensamiento abstracto por parte de los alumnos aplicando el algebra vectorial a diversos problemas buscados y recolectados por los alumnos con la guía del profesor para resolverlos de acuerdo a los diversos grados de dificultad. Exposición oral o de experiencias de diferentes temas por parte de los alumnos.
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: Tres exámenes parciales: 70% del examen escrito. 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua, participaciones en clase Primer examen parcial, unidades I y II. Segundo examen parcial, unidades III y IV. Tercer examen parcial, unidad V.
BIBLIOGRAFÍA: Beer y Johnston Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática Editorial Mc. Graw Hill. 1997. México D.F., 445 págs. Macias y Alva Estática Editorial Spanta. 1997. México D.F., 346 págs. Hibbeler Mecánica para Ingenieros, Estática Editorial CECSA. 1997. México D.F., 586 págs. Huang, T. C. Mecánica para Ingenieros, Estática Rep.Servicios Ingeniería.1998. México D.F., 480 págs. Mc Gill David G. y King W. W. Mecánica para Ingenieros y sus aplicaciones, Estática Editorial Iberoamericana. Carmona y Espino, Poli libro Aplicaciones de la Estática; http://www.te.ipn.mx. 2004, México D.F., 245 págs.
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ESCUELA: Superior de Ingeniería y Arquitectura
Unidad Zacatenco CARRERA: Ingeniería Civil OPCIÓN: COORDINACIÓN: DEPARTAMENTO:
ASIGNATURA: Estática SEMESTRE: Tercero CLAVE: ESTIII1404 CRÉDITOS: 9.0 VIGENTE: Agosto-2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórica
MODALIDAD: ESCOLARIZADA.
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA: 4.5 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA:
HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 81.0 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA:
HORAS/TOTALES: 81.0
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:
Academia de Estructuras REVISADO POR: Subdirección Académica APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar
Ing. José Luis Minaburo Castillo
Comisión de Planes y Programas de Estudio del Consejo General Consultivo Escolar del IPN.
AUTORIZADO POR:
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ASIGNATURA: ESTÁTICA
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 2
DE 8
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura de Estática es fundamental en la carrera de Ingeniería Civil ya que es una asignatura de Ciencias Básicas, en ella se establecen las bases para el análisis y cálculo de estructuras, de diferentes características en reposo. Como antecedentes son necesarios los conocimientos de las siguientes asignaturas: Geometría, Álgebra, Geometría Analítica, Trigonometría y Cálculo Diferencial e Integral. Las asignaturas colaterales son: Matemáticas III, Economía, Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Topografía y Expresión Gráfica II. Las asignaturas consecuentes son: Estructuras Isostáticas y Mecánica de Materiales, entre otras.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno aplicará principios de algebra vectorial para obtener resultantes de fuerzas y equilibrio de una partícula en el espacio, así como reacciones en vigas, cuerpos rígidos y fuerzas de fricción en seco, centroides de inercia y momentos de inercia de áreas compuestas.
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ASIGNATURA: ESTÁTICA No. UNIDAD
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 3 DE 8 NOMBRE: Estática de partículas
I
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará resultantes de sistemas de fuerzas concurrentes y problemas de equilibrio de una partícula en el plano y en el espacio.
No. TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1.1
Definiciones: mecánica y estática, leyes de Newton. 1.5 Sistemas de unidades.
1.5
1.2
Fuerzas en el plano. Descomposición de fuerzas y 6.0 equilibrio de una partícula.
4.5
1.3
Fuerzas en el espacio. Resultante de fuerzas y 6.0 equilibrio de una partícula en el espacio.
6.0
Subtotal 13.5
1B, 2B, 3B, 4C y 5C
12.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de conceptos por parte de los alumnos, realización de ejercicios por parte del alumno, apoyados en material didáctico disponible. Realización de ejercicios extraclase. Modelaje de las fuerzas en plano y en el espacio por parte del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación tendrá los siguientes componentes: 70% del examen escrito 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua participación en clase
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ASIGNATURA: ESTÁTICA No. UNIDAD
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 4
DE 8
NOMBRE: Sistemas de fuerzas equivalentes
II
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno calculará momentos de una fuerza con respecto a un punto, a un eje y el momento de un par. Transformará una fuerza en un sistema de una fuerza y un par. Obtendrá sistemas equivalentes a un sistema dado.
No. TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
2.1
6.5 Momento de una fuerza con respecto a un punto. Teorema de Varignon. Momento de una fuerza respecto a un eje.
6.0
2.2
Par de fuerzas. Pares equivalente fuerza-par.
Sistemas 6.0
6.0
2.3
Reducción de un sistema de fuerzas a una fuerza y 3.0 un par.
3.0
2.4
Resultante de cargas distribuidos.
equivalentes.
1B, 2B, 3B, 4C, 5C y 6B
3.0
Subtotal 18.5
15.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA Búsqueda de conceptos como: momento, par de fuerzas, sistemas de fuerzas. Cálculo del momento de una fuerza por parte de los alumnos con la supervisión del profesor. Realización de ejercicios por parte del alumno, previa exposición del profesor, apoyados en material didáctico disponible.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación tendrá los siguientes componentes: 70% del examen escrito 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua participación en clase
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ASIGNATURA: ESTÁTICA No. UNIDAD
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 5
DE 8
NOMBRE: Equilibrio de cuerpos rígidos
III
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno determinará reacciones en vigas simplemente apoyadas y en general de cuerpos rígidos.
No. TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.1
Cuerpos rígidos. Tipos de apoyos. Equilibrio en dos 4.5 dimensiones.
4.0
3.2
Reacciones en vigas simplemente apoyadas, con 6.0 voladizos, en cantiliver con diferentes tipos de carga.
4.0
3.3
Equilibrio de cuerpos rígidos en el espacio.
4.0
6.0
Subtotal 16.5
1B, 2B, 3B, 4C, 5C y 6B
12.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA Determinación de reacciones en vigas simplemente apoyadas por parte del alumno; además de la realización de ejercicios con apoyo, guía y asesoría del profesor. Exposición del profesor, apoyado en material didáctico disponible.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación tendrá los siguientes componentes: 70% del examen escrito 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua participación en clase
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ASIGNATURA: ESTÁTICA No. UNIDAD
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 6
DE 8 NOMBRE: Fricción
IV
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno resolverá problemas que involucren fuerzas de fricción en seco.
No. TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
4.1
Características de la fricción en seco.
1.0
0.5
4.2
Teoría de la fricción en seco.
1.0
1.0
4.3
Movimiento inminente.
1.0
1.0
4.4
Movimiento.
1.0
1.0
4.5
Ángulo de fricción.
1.0
1.0
4.6
Tipos de problemas de fricción.
3.5
4.5
Subtotal 8.5
9.0
1B, 3B, 4C, 5C
ESTRATEGIA DIDÁCTICA Realización de ejercicios por parte del alumno, previa exposición del Profesor con el apoyo de material didáctico disponible.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación tendrá los siguientes componentes: 70% del examen escrito 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua participación en clase
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ASIGNATURA: ESTÁTICA No. UNIDAD
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 7
DE 8
NOMBRE: Propiedades de las áreas
V
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno determinará centroides de líneas y de áreas, así como fuerzas distribuidas y también los momentos de inercia.
No. TEMA
TEMAS
HORAS
T
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
5.1
Cálculo de centroides por integración.
4.5
2.0
5.2
Cálculo de centroides de áreas compuestos.
6.0
2.0
5.3
Momentos de inercia. Por integración. Radio de giro 4.5 teorema ejes paralelos.
2.0
5.4
Momento de inercia de áreas compuestas.
6.0
3.0
5.5
Producto de inercia ejes principales y momentos 3.0 principales de inercia.
1.5
Subtotal 24.0
1B, 2B, 3B, 4C, 5C y 6B
10.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA Determinación de centroides, momentos de inercia por parte del alumno así como la realización de ejercicios con guía y asesoría del profesor, apoyados en material didáctico disponible.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación tendrá los siguientes componentes: 70% del examen escrito 20% de tareas y búsqueda de información 10% evaluación continua participación en clase
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ASIGNATURA: ESTÁTICA
CLAVE: ESTIII1404
HOJA: 8
DE 8
PERÍODO UNIDAD PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN 1er. parcial
I y II
2do. parcial
III y IV
3er. parcial
V
Las tres evaluaciones se integrarán de la siguiente manera:
70% Examen escrito. 20% Tareas y búsqueda de información 10% Evaluación continua participación en clase
El promedio de las tres evaluaciones parciales será el resultado de la evaluación del curso, cuya calificación mínima aprobatoria será de seis (6).
CLAVE
B
1
X
C
Beer y Johnston Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática Editorial Mc. Graw Hill. 1997. México, D.F., 445 págs.
BIBLIOGRAFÍA
2
X
Macias y Alva Estática Editorial Spanta. 1997. México D.F., 346 págs.
3
X
Hibbeler Mecánica para Ingenieros, Estática CECSA. 1997. México D.F., 586 págs.
4
X
Huang, T. C. Mecánica para Ingenieros, Estática Rep. de Ingenieros. 1998. México D.F., 480 págs.
5
X
Mc Gill, David G. y King, W. W. Mecánica para Ingenieros y sus aplicaciones, Estática Editorial Iberoamericana. México.
6
X
Carmona y Espino, Poli libro Aplicaciones de la Estática; http://www.te.ipn.mx. 2004. México D.F., 245 págs.
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PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA 1. DATOS GENERALES ESCUELA: Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad Zacatenco CARRERA:
ÁREA:
Ingeniería Civil
BÁSICAS
ACADEMIA:
Tercero
SEMESTRE
C. INGENIERÍA
D. INGENIERÍA
Estructuras
C. SOC. y HUM.
ASIGNATURA: Estática
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Ingeniero Civil preferentemente con estudios de posgrado
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno aplicará principios de algebra vectorial para obtener resultantes de fuerzas y equilibrio de una partícula en el espacio, así como reacciones en vigas, cuerpos rígidos y fuerzas de fricción en seco, centroides de inercia y momentos de inercia de áreas compuestas. 3. PERFIL DOCENTE: CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA HABILIDADES PROFESIONAL Dominio de la Estática y Un año impartiendo cursos Comunicación. su aplicación en la de estática para ingeniería. Establecimiento de climas carrera de Ingeniería Experiencia práctica de la favorables para el Civil. aplicación de la Estática en aprendizaje. la Ingeniería Civil. Manejo de grupos y facilidad para transmitir conocimientos. Uso de didácticos
ACTITUDES Positivas alumnado.
ante
el
Respeto (buena relación maestro-alumno) Ética. Responsabilidad científica.
materiales Superación docente y profesional. Compromiso social. Criterio.
ELABORÓ
Ing. Carlos J. Carmona González (T.M.) Ing. Hazael Huerta Romero (T.V) PRESIDENTE DE ACADEMIA
REVISÓ
M. en C. Demetrio Galíndez López SUBDIRECTOR ACADÉMICO
AUTORIZÓ
Ing. José Luis Minaburo Castillo DIRECTOR DEL PLANTEL
FECHA: Agosto 2005
