CURSO : ESTATICA Y DINAMICA
TRADUCCION : STATICS & DINAMICS
SIGLA : ICE1513
CRÉDITOS : 10
MÓDULOS : 05
REQUISITOS : FIS1503 y MAT1203 y MAT1620
CARÁCTER : MINIMO
DISCIPLINA : INGENIERIA
I. DESCRIPCION
Este curso presenta los principios fundamentales para el estudio de la estatica y dinamica de sistemas
mecanicos y estructurales discretos rigidos y deformables. El curso se basa en la aplicacion de los tres pilares
fundamentales de la mecanica clasica: la cinematica, el equilibrio, y las leyes constitutivas. El curso comienza
con el estudio detallado de la cinematica del movimiento de particulas, sistemas de particulas y cuerpos. Se
plantean luego las leyes y ecuaciones constitutivas fundamentales que relacionan la cinematica con las fuerzas
que actuan sobre los cuerpos, conjuntamente con los principios fundamentales de energia mecanica y trabajo.
Utilizando, la cinematica y las leyes constitutivas, se estudian distintas herramientas para plantear el
equilibrio de los sistemas mecanicos y estructurales, con enfasis en los principios de energia y trabajos
virtuales. El curso enfatiza la construccion y analisis de modelos fisicos y matematicos de sistemas mecanicos
y estructurales reales.
II. OBJETIVOS
Una vez finalizado el curso los alumnos deben ser capaces de:
1. Construir modelos fisicos y matematicos de sistemas mecanicos y estructurales discretos;
2. Establecer las ecuaciones del movimiento y equilibrio de sistemas utilizando la cinematica, la leyes
constitutivas, y las condiciones de equilibrio;
3. Resolver problemas de equilibrio estatico y dinamico de sistemas;
4. Plantear el equilibrio de sistemas utilizando los principios de energia y trabajo virtual;
5. Manejar el concepto de restricciones cinematicas y fuerzas de vinculo;
6. Transformar fuerzas y desplazamientos entre distintos sistemas coordenados;
7. Conocer planteamientos algoritmicos y numericos para resolver eficientemente problemas de la
mecanica clasica;
III. CONTENIDOS
1. Sistemas discretos
1.1. Concepto de un sistema mecanico discreto, particulas y cuerpos rigidos
1.2. Modelo discreto de un sistema mecanico
1.3. Representacion de particulas, cargas, restricciones y notacion general
1.4. Sistemas de Unidades
1.5. Coordenadas, grados de libertad.
1.6. Transformaciones lineales y no-lineales de coordenadas
1.7. Campos escalares y vectoriales, (ejemplos: energia y desplazamientos)
2. Sistemas de fuerza
2.1. Concepto de fuerza y sistemas de fuerzas
2.2. Descomposicion y proyeccion de fuerzas
2.3. Concepto de momentos de una fuerza y pareja
2.4. Resultantes de sistemas de fuerzas y momentos
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3. Cinematica de deformaciones y movimiento
3.1. Movimiento de la particula (recto y curvilineo)
3.2. Movimiento del sistema de particulas
3.3. Movimiento relativo
3.4. Restricciones cinematicas y deformaciones.
3.5. Movimiento del cuerpo plano (traslacion, rotacion, general)
3.6. Matrices de restriccion y formulacion computacional.
3.7. Movimiento de sistemas de cuerpos planos interconectados.
3.8. Deformaciones peque?as y finitas
4. Leyes y ecuaciones fundamentales
4.1. Leyes de Newton y momentum lineal
4.2. Ecuaciones del movimiento de la particula.
4.3. Principio de D'Alambert.
4.4. Ley de gravitacion de Newton
4.5. Trayectoria de una particula bajo fuerza central
4.6. Mecanica Espacial
4.7. Leyes de Kepler del movimiento planetario
4.8. Trabajo de fuerzas y parejas
4.9. Fuerzas no conservativas, Friccion
4.10. Energia mecanica (cinetica y potencial).
4.11. Centros de masa y momentos de inercia
4.12. Ecuaciones del movimiento de sistemas de particulas y cuerpos planos.
4.13. Principio de trabajo y energia
4.14. Conservacion de la energia mecanica
4.15. Potencia y eficiencia.
4.16. Momentum angular y su conservacion.
4.17. Principio de impulso y momentum.
4.18. Conservacion del momentum
4.19. Principio de los trabajos virtuales
5. Relaciones constitutivas
5.1. Elasticidad y Ley de Hooke.
5.2. Inelasticidad de un material (histeresis).
5.3. Friccion seca de Coulomb
6. Equilbrio
6.1. Equilibrio estatico directo de sistemas.
6.2. Equilibrio dinamico mediante D'Alambert (Newton).
6.3. =0 y trabajo virtual.
6.4. Formulacion algoritmica y resolucion numerica del problema
6.5. Estabilidad del equilibrio.
6.6. Aplicaciones de la estatica y dinamica en ingenieria (estructuras)
6.7. Aplicaciones de la estatica y dinamica en ingenieria (mecanismos)
IV. METODOLOGIA
Modulos semanales:
- Catedras: 3
- Laboratorio: 1
- Ayudantias: 1
El curso se realiza utilizando metodologias de ense?anza centradas en el alumno que permitan a los
estudiantes desarrollar las competencias definidas en los objetivos del curso.
Este curso esta dise?ado de forma tal que el alumno dedique al estudio personal un promedio de 4 hrs. a la
semana.
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V. EVALUACION
El curso cuenta con un laboratorio, en el que se realiza un minimo de seis experiencias relacionadas con el
contenido teorico (30% laboratorio, 70 % nota de catedra).
VI. BIBLIOGRAFIA
Textos Minimos
Beer, F.P., Johnston, E.R. Vector Mechanics for Engineers: Statics and Dynamics. Mc Graw
Hill, 2003.
Hibbeler, R.C. Engineering Mechanics: Statics & Dynamics, Prentice Hall,
Edicion 11, 2006.
Textos Complementarios
Benguria R. y Depassier M.C Problemas Resueltos de Mecanica Clasica, Alfaomega. 1999.
Chiang, L.E. Analisis Dinamico de Sistemas Mecanicos. Editorial Alfaomega,
1995.
Kleppner D. and Kolenkow R. An Introduction to Mechanics.
Meriam, J.L. and Kraige, L.G. Engineering Mechanics: Statics (Engineering Mechanics). John
Wiley, 2006.
Meriam, J.L. and Kraige, L.G Engineering Mechanics: Dynamics (Engineering Mechanics), John
Wiley, 2006.
Shames, Irving H Mecanica para Ingenieros (Estatica, Dinamica), Prentice Hall. 1999
.
Warner, W.H. Dynamics. Lawrence E. Goodman, Dover Publications.
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