FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE MECÁNICA
Programa de la Asignatura: DINÁMICA
Clave: 1301 Número de créditos: 06
Carrera: ICi, ICo, IEe, IGf, IGl, IIn, IMe, IMm, IPe, ITg , ITc
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 48
Semestre: 4º
Horas a la semana:
Teoría: 3.0 Obligatoria: SI
Prácticas: 0.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO :
El alumno analizará y resolverá problemas de movimiento de
partículas y de cuerpos rígidos, conectados y no conectados con
otros, donde intervienen las causas que lo producen.
TEMAS
Núm. Nombre Horas
I LA DINAMICA DE LA PARTICULA APLICANDO
ECUACIONES DE MOVIMIENTO 15.0
II TRABAJO Y ENERGIA E IMPULSO Y CANTIDAD
DE MOVIMIENTO EN LA DINAMICA DE LA PARTICULA 9.0
III DINAMICA DE SISTEMAS DE PARTICULAS 6.0
IV LA DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO CON MOVIMIENTO
PLANO, APLICANDO ECUACIONES DE MOVIMIENTO 10.5
V TRABAJO Y ENERGIA E IMPULSO Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO EN LA DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO 7.5
TOTAL DE HORAS 48.0
ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
CINEMÁTICA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. LA DINAMICA DE LA PARTICULA APLICANDO ECUACIONES
DE MOVIMIENTO.
ANTECEDENTES: Algebra.
Cálculo I.
Cálculo II.
Cinemática.
Ecuaciones Diferenciales.
Estática.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno aplicará ecuaciones vectoriales y escalares establecidas con
base en la Segunda Ley de Newton, en la resolución de problemas de movi-
miento de la partícula, donde intervienen las causas que lo producen.
CONTENIDO:
I.1 El modelo matemático de la Segunda Ley de Newton, para partículas
de masa constante, como ecuación de movimiento; ecuaciones escala-
res en coordenadas rectangulares, para movimientos: cualesquiera
en el espacio, de trayectoria plana, y rectilíneos.
I.2 Dinámica del movimiento rectilíneo de la partícula:
Movimientos rectilíneos donde la fuerza resultante es:
a) constante,
b) función del tiempo,
c) función de la velocidad, y,
d) función de la posición.
I.3 Dinámica del movimiento curvilíneo de la partícula: Empleo de
ecuaciones vectoriales y escalares, obtenidas con base en la
Segunda Ley de Newton, en el análisis del comportamiento de
partículas que realizan diversos tipos de movimiento curvilíneo.
Fuerza central y movimiento central.
I.4 Dinámica del movimiento de partículas conectadas: Empleo de
ecuaciones obtenidas con base en la Segunda Ley de Newton, en
la determinación de características cinemáticas de partículas
cuyos movimientos están ligados.
I.5 Introducción a la dinámica de las vibraciones de un grado de
libertad:
a) naturales (libres sin amortiguamiento),
b) forzadas, sin amortiguamiento,
c) libres, con amortiguamiento viscoso, y,
d) forzadas, con amortiguamiento viscoso.
II. TRABAJO Y ENERGIA E IMPULSO Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO EN LA DINAMICA DE LA PARTICULA.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo II.
Cinemática.
Estática.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno sabrá cuándo es posible y cómo aplicar idóneamente el método
de trabajo y energía, así como el de impulso y cantidad de movimiento,
en la resolución de problemas de dinámica de la partícula.
CONTENIDO:
II.1 Trabajo realizado por una fuerza cualquiera que actúa sobre una
partícula. Energía cinética de una partícula. Primera forma de
la ecuación del trabajo y la energía (trabajo total igual al
incremento de energía cinética) para una partícula. Fuerzas
conservativas, fuerzas no conservativas, y energías potenciales.
Segunda forma de la ecuación del trabajo y la energía (trabajo
de las fuerzas no conservativas igual a la suma de incrementos
de energías cinética y potencial) para una partícula. Principio
de la conservación de la energía mecánica (tercera forma de la
ecuación del trabajo y la energía) para una partícula. Potencia
media, potencia instantánea y eficiencia.
II.2 Primera y segunda formas de la ecuación del trabajo y la energía
para partículas conectadas. Principio de la conservación de la
energía para partículas conectadas.
II.3 Ecuación del impulso y la cantidad de movimiento lineales para
una partícula. Momento de la cantidad de movimiento lineal de
una partícula.
TEMA III DINAMICA DE SISTEMAS DE PARTICULAS
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo II.
Cinemática.
Estática.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno conocerá los elementos que le van a servir de liga entre el
estudio de la dinámica de la partícula y la de los cuerpos rígidos, y
aplicará el principio de la conservación de la cantidad de movimiento
lineal para sistemas de partículas.
CONTENIDO:
III.1 Ecuación de movimiento del centro de masa de un sistema de
partículas.
III.2 Trabajo realizado por las fuerzas que actúan sobre las partículas
de un sistema. Energía cinética total de un sistema de partículas,
en función de las energías cinéticas de las partículas del sistema.
Energía cinética de un sistema de partículas relativa al centro de
masa de dicho sistema. Relación entre la energía cinética total de
un sistema de partículas, la energía cinética de éste relativa a su
centro de masa, y la energía cinética de tal centro.
III.3 Ecuaciones de impulso y cantidad de movimiento lineales: para un
sistema de partículas y para su centro de masa. Principios de la
conservación de la cantidad de movimiento lineal: para un sistema
de partículas y para su centro de masa. Impacto.
IV. LA DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO CON MOVIMIENTO PLANO,
APLICANDO ECUACIONES DE MOVIMIENTO.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo II.
Cinemática.
Estática.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno aplicará ecuaciones vectoriales y escalares que relacionen al
sistema de fuerzas, que actúa sobre un cuerpo rígido, con la aceleración
que adquiere éste y con la que adquiere el centro de masa de dicho cuerpo,
en la resolución de problemas de movimiento plano donde intervienen las
causas que lo producen.
CONTENIDO:
IV.1 Definición de plano de movimiento. Modelo matemático de la cantidad
de movimiento angular de un cuerpo rígido. Establecimiento de
las ecuaciones vectoriales y escalares, de movimiento, para cuerpos
rígidos con movimiento plano general.
IV.2 Dinámica de los movimientos de traslación:
Traslaciones rectilínea y curvilínea.
IV.3 Dinámica de los movimientos de rotación alrededor de un eje fijo:
Rotaciones baricéntrica y no baricéntrica.
IV.4 Dinámica del movimiento plano general de un cuerpo rígido:
Movimiento de rodadura sin deslizamiento. Determinación de caracte-
rísticas cinemáticas de cuerpos rígidos, conectados y no conectados
con otros, que realizan movimientos planos de tipo general, y de
partículas de esos cuerpos. Ecuación de movimiento, para cuerpos
rígidos, donde interviene el eje instantáneo de rotación.
V. TRABAJO Y ENERGIA E IMPULSO Y CANTIDAD DE
MOVIMIENTO EN LA DINAMICA DEL CUERPO RIGIDO.
ANTECEDENTES: Cálculo I.
Cálculo II.
Cinemática.
Estática.
Física Experimental.
Geometría Analítica.
OBJETIVO:
El alumno sabrá cuándo es posible y cómo aplicar idóneamente el método
de trabajo y energía, así como el de impulso y cantidad de movimiento,
en la resolución de problemas de movimiento plano de cuerpos rígidos,
conectados y no conectados con otros, donde intervienen las causas que
lo producen.
CONTENIDO:
V.1 Trabajo realizado por las fuerzas que actúan sobre un cuerpo
rígido que realiza un movimiento plano general. Trabajo total
realizado por la fuerza de fricción que actúa sobre un cuerpo
rígido, circular y homogéneo, que rueda sin deslizar.Trabajo
realizado por un par de fuerzas. Energía cinética de cuerpos
rígidos que realizan movimiento plano general.
V.2 Primera forma de la ecuación del trabajo y la energía para el
cuerpo rígido. Energía potencial gravitatoria de cuerpos rígidos
con peso constante. Segunda forma de la ecuación del trabajo y
la energía para el cuerpo rígido. Principio de la conservación
de la energía para el cuerpo rígido.
V.3 Primera y segunda formas de la ecuación del trabajo y la energía
para cuerpos rígidos conectados con otros. Principio de la conser-
vación de la energía para cuerpos rígidos conectados con otros.
V.4 Ecuaciones de impulso y cantidad de movimiento, tanto lineales
como angulares, para el cuerpo rígido. Ecuación de impulso y
cantidad de movimiento angulares donde interviene el eje instan-
táneo de rotación. Principio de la conservación de la cantidad de
movimiento angular de un cuerpo rígido. Ecuaciones de impulso
y cantidad de movimiento, tanto lineales como angulares, aplicadas
a cuerpos rígidos conectados con otros que se mueven.
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)
Trabajos de investigación ( )
Prácticas de taller o laboratorio. ( )
Prácticas de campo ( )
Otras: Prácticas de laboratorio a realizarse en
tiempos adicionales a las 48 horas de teoría,
aprobadas para desarrollar los temas de esta
asignatura.
BIBLIOGRAFIA :
Texto Temas de la asignatura para los que se recomienda:
LIBROS DE TEXTO
SOLAR G., Jorge TODOS
“Cinemática y Dinámica Básicas
para Ingenieros”
Trillas - Facultad de Ingeniería, UNAM
México, 1989
BEER, Ferdinand y JOHNSTON, E.Russell TODOS
“Mecánica Vectorial para Ingenieros,
Dinámica”
McGraw - Hill de México, 5a. ed. en español
México, 1992
LIBROS DE CONSULTA
HUANG, T.C. TODOS
“Mecánica para Ingenieros, Dinámica”
Versión en español
Representaciones y servicios de ingeniería, S.A.
México, 1984
HIBBELER, Russell C. TODOS
“Mecánica para Ingenieros, Dinámica”
Versión en español
CECSA
México, 1992
SINGER, Ferdinand L. TODOS
“Mecánica para Ingenieros, Dinámica”
Versión en español
HARLA
México, 1982