FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
Programa de la Asignatura: ESTÁTICA
Clave: 0065 Número de créditos: 09
Carrera: ICi, ICo, IEe, IGf, IGl, IIn, IMe, IMm, IPe, ITg
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 72
Semestre: 2º
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Prácticas: 0.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno conocerá los elementos y principios básicos de la mecánica
clásica; analizará y resolverá problemas de equilibrio isostático.
TEMAS
Núm. Nombre Horas
I FUNDAMENTOS DE LA MECANICA CLASICA 7.5
II CONCEPTOS BASICOS DE LA ESTATICA 12.0
III ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE FUERZAS 19.5
IV DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE 6.0
V FRICCION 6.0
VI PRIMEROS MOMENTOS Y CENTROIDES
DE SUPERFICIES PLANAS 6.0
VII EQUILIBRIO DE SISTEMAS DE FUERZAS
Y DE CUERPOS 15.0
72.0
ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
GEOMETRÍA ANALÍTICA
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
ÁLGEBRA
CÁLCULO I
FÍSICA EXPERIMENTAL
ASIGNATURA CONSECUENTE :
DINÁMICA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. FUNDAMENTOS DE LA MECANICA CLASICA.
ANTECEDENTES: Física Experimental.
OBJETIVO:
El alumno tendrá conocimiento de qué es la mecánica clásica, de las
partes en que se divide, de las leyes que la rigen y de la aplicación
de éstas.
CONTENIDO:
I.1 Resumen histórico de la mecánica clásica; personajes principales
y aportaciones.
I.2 Definiciones de modelo de cuerpo, partícula, cuerpo rígido y cuerpo
deformable. Enunciados y explicación de la primera, segunda y tercera
leyes de Newton. Enunciado y aplicaciones sencillas de la ley de
Newton de la gravitación universal.
II. CONCEPTOS BASICOS DE LA ESTATICA.
ANTECEDENTES: Algebra.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno tendrá conocimiento de cuáles son los elementos indispensables
para poder efectuar el estudio de los sistemas de fuerzas y será capaz
de obtener dichos elementos.
CONTENIDO:
II.1 Diversos tipos de fuerzas: descripción; efectos internos y externos
producidos por ellas. Vector representativo de una fuerza. Postulado
de Stevin. Resultante de un conjunto de fuerzas concurrentes. Enun-
ciados de los principios de equilibrio, de transmisibilidad y de su-
perposición de causas y efectos. Procesos de composición y descompo-
sición de fuerzas.
II.2 Momento de una fuerza con respecto a un punto y momento de una fuerza
con respecto a un eje.
III. ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE FUERZAS.
ANTECEDENTES: Algebra.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno obtendrá la resultante y el momento de un sistema de fuerzas y
reducirá dicho sistema a un sistema más simple o, en su caso, detectará
que es irreductible.
CONTENIDO:
III.1 Definición de coordenadas vectoriales de una fuerza. Ecuaciones
vectorial y escalar de la línea de acción de una fuerza. Obtención
de coordenadas vectoriales de fuerzas con diferentes características.
Teorema de Varignon. Sistema general de fuerzas: definición; casos
particulares más importantes en el plano y en el espacio. Coordenadas
vectoriales correspondientes a sistemas de fuerzas concurrentes,
colineales, paralelas y generales, en el plano y en el espacio.
III.2 Definición de equivalencia de sistemas de fuerzas. Par de fuerzas.
Momento de un par de fuerzas. Definiciones de traslación de una
fuerza y de par de transporte.
III.3 Descripción de los sistemas de fuerzas irreductibles. Condiciones
para que un sistema de fuerzas pueda reducirse a una sola fuerza.
Método para reducir sistemas de fuerzas reductibles a una sola
fuerza. Condiciones para que un sistema de fuerzas pueda reducirse
a un par de fuerzas. Método para reducir sistemas de fuerzas reduc-
tibles a un par de fuerzas. Eje central de un sistema de fuerzas:
definición; ecuaciones vectoriales y ecuaciones cartesianas.
Condición para que un sistema de fuerzas sea reductible a un motor
(fuerza y par no coplanares; llave de torsión). Método para reducir
sistemas de fuerzas reductibles a un motor.
IV. DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE.
OBJETIVO:
El alumno elaborará diagramas de cuerpo libre claros y completos.
CONTENIDO:
IV.1 Definiciones de restricciones al giro y al desplazamiento de un
cuerpo. Descripción de los apoyos más empleados en la ingeniería.
Definición de sistema de referencia inercial.
IV.2 El diagrama de cuerpo libre: definición; su importancia y secuencia
para obtenerlo. Elaboración de diagramas de cuerpo libre donde inter-
vienen diversos tipos de fuerzas y/o pares: para cuerpos rígidos que
están en contacto con otros, y para cuerpos rígidos conectados a sus
apoyos, o conectados con otros cuerpos.
V. FRICCION.
ANTECEDENTES: Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno explicará el concepto de fuerza de fricción límite y resolverá
problemas donde intervienen uno o varios tipos de fuerzas de fricción.
CONTENIDO:
V.1 Fuerza de fricción: definición general; casos en que ocasiona el
movimiento de un cuerpo, y casos en que se opone a que se mueva.
Descripción de las fuerzas de fricción estática, dinámica, en seco
y fluida. Definición de fuerza de fricción límite.
V.2 Leyes de Coulomb Morin para fricción en seco. Determinación de
fuerzas de fricción en casos donde intervienen dos, y casos donde
se encuentran más de dos, cuerpos en contacto, contemplando situa-
ciones en que los módulos de dichas fuerzas son proporcionales a
las magnitudes de las fuerzas normales, y situaciones en que no
lo son.
VI. PRIMEROS MOMENTOS Y CENTROIDES DE SUPERFICIES
PLANAS.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno obtendrá primeros momentos de áreas de superficies planas de
configuración sencilla, determinará los centroides de esas superficies
y empleará dichas propiedades geométricas en la determinación de centros
de fuerzas de diversos sistemas.
CONTENIDO:
VI.1 Primeros momentos de áreas de superficies planas con respecto a
diversos ejes. Centroides de áreas de superficies planas simples,
de configuración sencilla.
VI.2 Centros de fuerzas correspondientes a sistemas de fuerzas paralelas
distribuidas continuamente, para casos en que las fuerzas tienen
magnitud constante, y para casos en que su magnitud varía lineal-
mente. Centroides de áreas de superficies planas compuestas, de
configuración sencilla.
VII. EQUILIBRIO DE SISTEMAS DE FUERZAS Y DE
CUERPOS.
ANTECEDENTES: Algebra.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno resolverá problemas de equilibrio de sistemas generales de
fuerzas, detectará si un cuerpo se encuentra o no en estado de equili-
brio isostático y resolverá problemas de equilibrio isostático de
cuerpos rígidos sujetos a fuerzas cualesquiera.
CONTENIDO:
VII.1 Definición de sistema de fuerzas en equilibrio. Establecimiento
de las condiciones vectoriales y de las condiciones escalares
para el equilibrio de un sistema de fuerzas en el espacio. Obten-
ción y aplicación de las condiciones para el equilibrio de sistemas
de fuerzas coplanares.
VII.2 Definición de cuerpo en equilibrio. Estados de equilibrio estático
y de equilibrio dinámico: definiciones e identificaciones de dichos
estados.
VII.3 Obtención de reacciones en los apoyos de estructuras isostáticas
típicas, así como en soportes de elementos de máquinas.
VII.4 Aplicación de condiciones vectoriales y escalares, de equilibrio,
a cuerpos rígidos en estado de equilibrio isostático, sujetos a
cargas coplanares, y a sistemas generales de fuerzas en el espacio.
TÉCNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACIÓN:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula (X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajos de investigación ( )
Prácticas de taller o laboratorio. ( )
Prácticas de campo ( )
Otras: Prácticas de laboratorio a realizarse en
tiempos adicionales a las 72 horas de teoría,
aprobadas para desarrollar los temas de esta
asignatura.
Bibliografía
Texto Temas de la asignatura para los que se recomienda:
LIBROS DE TEXTO
ORDOÑEZ R., Luis et al. TODOS
“Mecánica Vectorial para Ingenieros,
Estática”
CECSA, 2a. impresión
México, 1987
HIBBELER, Russell C. TODOS
“Mecánica para Ingenieros, Estática”
CECSA, 2a. ed. en español
México, 1993
LIBROS DE CONSULTA
BEER, Ferdinand P. y JOHNSTON, E.Russell TODOS
“Mecánica Vectorial para Ingenieros,
Estática”
McGraw - Hill de México, 5a. ed. en español
México, 1992
HUANG, T.C. TODOS
“Mecánica para Ingenieros, Estática”
Versión en español
Alfaomega
México, 1990
SOLAR G., Jorge II, IV y V
“Cinemática y Dinámica Básicas
para Ingenieros”
Trillas - Facultad de Ingeniería, UNAM
México, 1989