Francisco Fernández Zacarías

El objetivo fundamental es sentar las bases y fomentar el desarrollo de
capacidad
analítica para que puedan resolver una gran variedad de problemas de ingeniería
mecánica, mediante la aplicación de unos pocos principios básicos bien
asimilados.

Otros objetivos que pueden destacarse son los siguientes:
-  Adquirir la capacidad suficiente para precisar adecuadamente diagramas
de
cuerpo libre. En particular sobre cuerpos rígidos, estructuras y máquinas;
aplicando los principios de la Mecánica e incorporando las hipótesis físicas y
las aproximaciones matemáticas adecuadas.
-  Dominar los conceptos básicos sobre fuerzas, trabajo y energía.
-  Conocer y evitar las formas inadecuadas de fijar un eslabón o
inmovilizar un
sistema.
-  Manejar adecuadamente las fuerzas distribuidas y conceptos relacionados.
-  Distinguir claramente los diferentes tipos de solicitación de los
materiales:
tracción-compresión.
-  Aplicar los conocimientos adquiridos en la obtención de ecuaciones que
describan el comportamiento de elementos resistentes: estructuras, ejes, vigas y
cables.
-  Aplicar los conocimientos adquiridos en la obtención de ecuaciones que
describan el funcionamiento de elementos de máquinas: cuñas, tornillos, frenos,
embragues, correas, etc.
-  Manejar con soltura los métodos gráficos de polígonos de fuerzas.

Bloque I    ESTÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO

Tema 1.    Sistemas de fuerzas equivalentes.

1.1.  Las fuerzas: concepto y características.
1.1.1.  Fuerzas concurrentes en el plano. Polígono de Fuerzas.
1.1.2.  Fuerzas concurrentes en el espacio.
1.1.3.  Fuerzas  externas e internas.
1.1.4.  Principio de transmisibilidad. Fuerzas equivalentes.
1.2.  Momentos de una fuerza.
1.2.1.  Momento polar de una fuerza.
1.2.2.  Teorema de Varignon.
1.2.3.  Momento  axial de una fuerza.
1.3.  Par  de  fuerzas.
1.4.  Sistemas de fuerzas y su simplificación.
1.4.1.  Sistemas fuerza-par.
1.4.2.  Sistemas de fuerzas coplanarias.
1.4.3.  Sistemas de fuerzas paralelas no coplanarias.
1.4.4.  Sistemas de fuerzas tridimensionales.


Tema 2.    Equilibrio del cuerpo rígido

2.1.  Diagrama  de cuerpo libre.
2.2.  Reacciones en los apoyos y conexiones  (dos  dimensiones).
2.3.  Equilibrio de un cuerpo rígido en el plano.
2.4.  Reacciones estáticamente indeterminadas.  Ligaduras parciales.
2.5.  Equilibrio de un cuerpo sujeto a dos fuerzas.
2.6.  Equilibrio de un cuerpo sujeto a tres fuerzas.
2.7.  Reacciones en los apoyos  y conexiones (tres dimensiones).
2.8.  Equilibrio de un cuerpo rígido en el espacio.


Tema 3.    Fuerzas distribuidas: centros de gravedad.

3.1.  Fuerzas distribuidas y centros  de  gravedad.
3.2.  Centroides de volúmenes, superficies y líneas.
3.3.  Figuras y cuerpos compuestos. Aproximaciones.
3.4.  Teoremas de Pappus-Guldin.
3.5.  Cargas distribuidas   en   vigas.
3.6.  Cables sometidos a cargas distribuidas.
3.6.1.  Cable parabólico.
3.6.2.  Catenaria.


Bloque II    APLICACIONES FUNDAMENTALES EN LA INGENIERÍA

Tema 4.    Análisis de estructuras: armaduras, entramados y máquinas

4.1.  Definiciones.
4.2.  Tipos de armaduras. Determinación estática.
4.3.  Análisis de armaduras por el método de  los  nudos.
4.4.  Análisis de  armaduras por el método de las secciones.
4.5.  Entramados.
4.6.  Máquinas.


Tema 5.    Rozamiento

5.1.  Tipos de rozamiento. Características del rozamiento en seco.
5.2.  Aplicaciones del rozamiento a las máquinas.
5.2.1.  Cuñas.
5.2.2.  Tornillos.
5.2.3.  Cojinetes de apoyo. Rozamiento en ejes.
5.2.4.  Cojinetes de empuje. Rozamiento en discos.
5.2.5.  Correas planas y trapeciales.
5.3.  Resistencia a la rodadura.


Bloque III    DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO


Tema 6.  Dinámica plana del sólido rígido.
6.1.  Reseña de dinámica de la partícula y sistemas de partículas.
6.2.  Momento angular.
6.3.  Principio de D’Alembert.
6.4.  Trabajo y energía.
6.4.1.  Trabajo de fuerzas y pares.
6.4.2.  Trabajo virtual.
6.4.3.  Teorema de las fuerzas vivas.
6.4.4.  Energía cinética del sólido en movimiento plano.
6.5.  Teorema de los momentos.
6.5.1.  Conservación del momento angular.
6.6.  Principio de los trabajos virtuales.


Tema 7.  Vibraciones mecánicas.
7.1.  Introducción.
7.2.  Vibraciones libres del sólido rígido.
7.3.  Vibraciones forzadas. Rotor desequilibrado.
7.4.  Vibraciones libres amortiguadas.
7.5.  Vibraciones forzadas amortiguadas.
7.6.  Analogías eléctricas.

•  Controles de ejercicios periodicos (Cuadernillos de ejercicios).
•  Supervisión directa del trabajo en las tutorías colectivas.
•  Examen final.

Se usa una metodología muy práctica, basada en el planteamiento y resolución de
una gran cantidad de ejercicios; bien planteados por el profesor como ejemplos
de
apoyo a los conceptos, bien resueltos por el alumno bajo la supervisión del
docente.

El temario descansa completamente sobre el texto-base, tanto en teoría como en
problemas. Esto hace innecesario el reparto de listas adicionales de ejercicios
y
permite el estudio autodidacta.

Orientaciones metodológicas para el alumno:

-  Se recomienda encarecidamente preparar uno o dos folios, de cada tema,
con los
conceptos teóricos  básicos. Los textos de Beer y Riley traen estos resúmenes ya
preparados (unas 40 páginas para toda la asignatura); aunque siempre será más
útil el material preparado por el propio estudiante.
-  El alumno debe equilibrar su tiempo. No sirve de nada resolver 50
problemas de
un tema y ninguno de otro. A tal fin, los ejemplos resueltos del texto-base
constituyen una magnífica batería de problemas: breve, completa y representativa
del nivel exigido.
-  Plantee la mayor cantidad posible de ejercicios, pero no gaste su
tiempo en
solucionar por entero cada problema.
-  Aplique distintos procedimientos para resolver un mismo problema, y
reflexione
qué método le ha resultado más ventajoso.
-  Bajo ningún concepto intente memorizar ejercicios. Si sufre esa
tentación
consulte el listado de exámenes anteriores.

Nº de Horas (indicar total): 112,5

• Clases Teóricas: 21  
• Clases Prácticas: 10,5  
• Exposiciones y Seminarios: 3  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 3  
  • Individules: 2,1  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 7,5  
  • Sin presencia del profesorado: 16  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 39,5  
  • Preparación de Trabajo Personal: 8  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 4  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal): 0  

•  Controles de ejercicios periodicos (Cuadernillos de ejercicios).
•  Supervisión directa del trabajo en las tutorías colectivas.
•  Examen final.

Criterios de evaluación:

Aparte de la fidelidad de los resultados, se evalúa favorablemente:
-  La adecuación de los razonamientos
-  Claridad en la exposición (diagramas, expresión verbal, notación,
tabulación de
resultados, limpieza...)
-  El uso de un método adecuado, que proporcione las soluciones de la
manera más
sencilla y breve posible.
-  Las soluciones originales, ‘imaginativas’ sin dejar de ser correctas; no
expuestas en clase pero que revelan que el alumno domina realmente la Mecánica.

Sistema de evaluación:

La evaluación de la asignatura se apoya en ejercicios periódicos relacionados
con
el temario y examen final.

Controles de conceptos básicos:

Se trata de tres controles de conceptos básicos o alternativamente cuadernillos
de ejercicios. Éstos estarán relacionados con cada uno de los bloques del
temario
(en total 3).

Aquellos alumnos que no obtenga un aprobado en cada uno de los controles durante
el curso dispondrán de otra oportunidad junto con el examen final. En cualquier
caso es necesario conseguir el aprobado para la realización del examen final, se
entiende que aquel alumno que no tiene los conocimientos básicos difícilmente
podrá desarrollar, por méritos propios, un ejercicio más complejo.

Los controles de conceptos básicos supondrá 1 punto/control, con un total de 3
puntos para los tres controles.

Examen Final (convocatoria de Junio):

El examen final consta problemas de acorde con el temario de la asignatura y se
permite el uso del libro de texto de la asignatura. Los problemas propuestos
tienen una o más de las siguientes características:
-  se han de aplicar conocimientos de varios temas,
-  se requieren herramientas matemáticas avanzadas,
-  son sistemas complejos (con muchos eslabones),
-  presentan soluciones múltiples,
-  la resolución es necesariamente larga implican deducciones simbólicas
que no se han visto en clase...

El examen final sólo se corregirá si el alumno ha superado los controles de
conceptos/cuestiones básicas. Para compensar la nota del examen final se exige
una calificación mínima de cuatro (sobre diez).
La calificación final se obtiene, para la convocatoria de Junio:

Un 70% de la nota del examen final, siempre que ésta sea superior a 4.
Un 30% de las notas de los cuadernillos de ejercicios.

TEXTO BASE

Beer, F.P. y Johnston, E.R.   MECÁNICA VECTORIAL PARA INGENIEROS (dos tomos).
Ed. McGraw-Hill, 6ª edición.
Edición actualizada de un un libro clásico en la docencia de la
Mecánica. Cubre todo el programa de la asignatura. Es un texto excelente, muy
didáctico, diseñado para ser autosuficiente. Dispone de una gran cantidad de
ejemplos resueltos paso a paso, más de mil quinientos problemas propuestos (la
mayoría de ellos con el resultado final), resúmenes de los temas y guías
metodológicas para la resolución de problemas. Con profusión de ilustraciones y
facilidad de lectura.

TEXTOS-BASE ALTERNATIVOS

Meriam, J.L. y Kraige, L.G.   MECÁNICA PARA INGENIEROS (dos
tomos). Ed. Reverté, 3ª edición, 1998.
Este libro también puede ser utilizado como texto base en la
preparación de la asignatura. Los comentarios elogiosos realizados al texto de
Beer se le aplican igualmente. El tratamiento matemático es algo más fuerte. El
nivel medio y la variedad de los problemas también es mayor.

Riley, W.F. y Sturges, L.D.   INGENIERÍA MECÁNICA (dos
tomos).  Ed. Reverté.
Un segundo texto alternativo como libro-base, igualmente excelente.

MATERIAL BÁSICO ADICIONAL

-  Documentación de Aula Virtual:
-  Colección de transparencias por temas o bloques.
-  Listado de exámenes anteriores.
-  Listados de ejercicios para resolución en clase.
-  Colección de ejercicios resueltos.

TEXTOS-BASE ALTERNATIVOS con carácter específico

Vázquez, M. y López, E.    MECÁNICA PARA INGENIEROS   Ed. Noela
Una edición en un solo tomo, mucho más económica, y sin embargo de gran
calidad. Merecen destacarse los interesantes problemas sobre estructuras, vigas
y fuerzas internas.