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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
PROGRAMA ANALÍTICO FIME
Nombre de la unidad de aprendizaje: Mecánica Vectorial
Frecuencia semanal:
Horas presenciales: Horas de trabajo extra-aula:
Modalidad:
Período académico:
Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria
( ) optativa
Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura
() Formación básica profesional
( ) Formación profesional
( ) Formación general Universitaria
( ) Libre elección
Créditos UANL:
Fecha de elaboración:
Fecha de la última actualización:
Responsables del diseño:
MC Pablo Ernesto Tapia González
MA Jorge Alejandro Cúpich Guerrero
Presentación:
El estudio de los cuerpos rígidos se basa en las leyes de la física, y se engloba en una unidad de aprendizaje llamada Mecánica Vectorial, donde se
relacionan aplicaciones reales y metodologías para resolver las fuerzas en sistemas estáticos y los efectos de las fuerzas en sistemas en movimiento,
para la solución de problemas en ingeniería.
Esta unidad de aprendizaje se divide en 4 fases, en la primera fase se verán sistemas en equilibrio estático, la fuerza presente en los
elementos de una estructura se verá en la segunda fase, en la tercera fase se estudiará el movimiento, velocidad y aceleración de barras articuladas
y en la cuarta fase se considerarán las fuerzas que generan el movimiento en un sistema.
Propósito:
La finalidad de esta unidad de aprendizaje es resolver planteamientos reales, donde se involucren fuerzas en sistemas estáticos y en
movimiento, utilizando metodologías específicas que le permitirán relacionar las fuerzas en casos estáticos y su relación con el movimiento de los
cuerpos, aplicando las ciencias básicas, como lo son la física y las matemáticas.
Competencias del perfil de egreso:
Analizar problemas de cuerpos rígidos estáticos y en movimiento, seleccionando la metodología apropiada, aplicando modelos establecidos y
basándose en las ciencias básicas para obtener las fuerzas involucradas y sus efectos.
a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:
Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:
Competencias instrumentales:
 Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones
oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.
 Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y
expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.
 Domina su lengua materna en forma oral y escrita con corrección, relevancia, oportunidad y ética adaptando su mensaje a la situación o
contexto, para la transmisión de ideas y hallazgos científicos.
 Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su
profesión y la generación de conocimientos.
Competencias personales y de interacción social
 Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a
la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una
sociedad sostenible.
Competencias integradoras
 Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma
de decisiones.
b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:
Resuelve problemas de ingeniería seleccionando la metodología apropiada, aplicando modelos establecidos, basados en las ciencias básicas,
verificando los resultados obtenidos con un método analítico o con el apoyo de una herramienta tecnológica, de forma que la solución sea
pertinente y viable, cumpliendo con estándares de calidad y políticas de seguridad.
Representación gráfica
Considerando el propósito, las competencias y el producto integrador de aprendizaje, bosquejar mediante una representación gráfica el proceso global de
construcción del aprendizaje, partiendo de la problematización del objeto de estudio de la unidad de aprendizaje, para desarrollar las competencias descritas y elaborar el producto integrador de
aprendizaje.
Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes
niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de
decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal,
académico y profesional.
Utiliza métodos y
técnicas de análisis.
En el cálculo de momentos.
En la aplicación de equilibrio de fuerzas.
Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no
verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y
expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con
un enfoque ecuménico.
En el cálculo de la posiciones, velocidades
y aceleraciones de mecanismos.
Toma de desiciones
argumentada.
En el cálculo de velocidades de los
engranes en un tren de engranes.
Instrumentales
Domina su lengua materna en forma oral y escrita con
corrección, relevancia, oportunidad y ética adaptando su
mensaje a la situación o contexto, para la transmisión de
ideas y hallazgos científicos.
Utiliza los métodos y técnicas de investigación
tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su
trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la
generación de conocimientos.
Muestra pleno
dominio escrito dela
lengua materna.
Utiliza métodos y técnicas de
solución aprendidos
previamente.
Competencias de la
Unidad de Aprendizaje
En la selección del método de
análisis de armaduras.
En la selección del método más
adecuado para dterminar el
movimiento de un sistema.
En la solución de sistemas de
fuerzas.
Interacción
Social
Integradoras
Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad,
solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética
profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para
contribuir a construir una sociedad sostenible.
Resuelve conflictos personales y sociales
conforme a técnicas específicas en el ámbito
académico y de su profesión para la adecuada
toma de decisiones
Soluciona
problemas en
ingeniería
En la creación de un diagrama de
cuerpo libre.
En la solución un problema
propuesto por la academia que
involucre el apoyo de un
software.
Unidad temática 1: Estática de Partículas.
Competencias particulares:
Aplicar la primera ley de newton del movimiento para la solución de problemas que involucren el equilibrio de partículas, las fuerzas que actúan
sobre cables concurrentes desarrollando el pensamiento crítico, el trabajo en grupo, y la investigación.
Elementos de Competencia
Aplicar la primera ley de
Newton del movimiento para
resolver problemas de
equilibrio de una partícula que
involucran cables concurrentes,
desarrollando el pensamiento
crítico mediante dinámicas de
grupo
Evidencias de
aprendizaje
Solución de
problemas
respecto a
equilibrio de
una partícula.
Criterios de desempeño
Problemas resueltos
respecto a equilibrio de
partículas en el espacio
 DCL
 Componentes de
las fuerzas
 Ecuaciones de
Equilibrio
 Resultados
Actividades de aprendizaje
Contenidos
Resolución de problemas
empleando los principios
básicos utilizando diversas
técnicas de aprendizaje
- Principios y
conceptos
fundamentales
Componentes
rectangulares de
una fuerza en el
espacio
Equilibrio de una
partícula en el
espacio
Recursos



Libro de texto o
de apoyo
Pintarrón
Salón de clase
Unidad temática 2: Estática de Cuerpos Rígidos
Competencias particulares:
Analizar las fuerzas desconocidas que actúan sobre una estructura cuando son sometidos a fuerzas externas aplicando las ecuaciones de
equilibrio de fuerzas lineales y de momentos desarrollando el pensamiento crítico, el trabajo en grupo, y la investigación
Elementos de Competencia
Aplicar las ecuaciones de equilibrio de
fuerzas lineales y de momentos para
resolver problemas de equilibrio de
cuerpos rígidos determinando las fuerzas
de reacción ejercidas para el equilibrio de
estructuras que están sometidas a fuerzas
externas, desarrollando el pensamiento
crítico
Evidencias de
aprendizaje
Problemas
resueltos
respecto a
cuerpos rígidos
Criterios de
desempeño


Contenidos
Resolución de problemas  Reacciones en
relacionados con el
apoyos en dos
cálculo de las fuerzas que
dimensiones
intervienen en un cuerpo
rígido en equilibrio:
 Análisis de
Estructuras
DCL

Armaduras por

Análisis
de
Armaduras
Componentes
método de nodos y
por el método de
de las fuerzas
secciones
nodos y secciones
Ecuaciones

Análisis
de
Bastidores

Bastidores
de Equilibrio
y Maquinas Análisis
 Maquinas
Resultados
de Bastidores y
Maquinas
Problemas resueltos
respecto a Estructuras y
vigas en un plano
Los problemas deberán
incluir


Actividades de
aprendizaje
Recursos
Libro de texto o de
apoyo
Pintarrón
Salón de clase
Unidad temática #3: Cinemática de cuerpos rígidos.
Competencias particulares:.
Analizar mecanismos mediante métodos analíticos para validar el
especificaciones de diseño
Elementos de
Evidencias de
Criterios de desempeño
Competencia
aprendizaje
Analizar
mecanismos
mediante
Problemas resueltos de
métodos
diferentes tipo de mecanismos
analíticos para
empleando métodos gráficos y
analíticos
validar el
Puntos a evaluar
comportamiento
Problemas de
 Polígonos de velocidades
cinemático de
cinemática de
 Polígono de aceleraciones
sólidos rígidos
cuerpos rígidos
 Velocidades y Aceleraciones por
que cumplan con
el método de notación vectorial
las
 Trenes de engranes
 Tiempo de entrega
especificaciones
de diseño
comportamiento cinemático de sólidos rígidos que cumplan con las
Actividades de
aprendizaje
Contenidos
I.- Introducción a la dinámica
Cinemática y cinética
Conceptos básicos
 Diagrama cinemático
 Tipos de movimiento de un sólido
rígido en un plano
 Grados de libertad
Resolución de problemas de  Pares cinemáticos
velocidades y aceleraciones
II.- Posición y desplazamiento
empleando métodos
Ecuación de desplazamiento relativo
gráficos y analíticos de
III.- Velocidades
mecanismos manivela biela  Definición de velocidad
corredera y manivela biela  Ecuación de velocidades relativas
oscilador y análisis de trenes Análisis de velocidades por Métodos
de engranes
Analíticos
IV.- Aceleraciones
 Definición de aceleración
 Ecuación de aceleraciones
Análisis de Aceleraciones por
Métodos Analíticos
V.- Trenes de engranes
Análisis de trenes de Engranes
empleando el Método de la formula
Recursos
Libros de apoyo
Pintarrón
Salón de clase
Unidad temática #4: Cinética de cuerpos rígidos.
Competencias particulares:.
Analizar mecanismos mediante las leyes de Newton y métodos cinemáticos y por medio del Método de trabajo y conservación de la energía para
validar el comportamiento dinámico de sólidos rígidos que cumplan con las especificaciones de diseño.
Elementos de
Competencia
Analizar
mecanismos
mediante
las
leyes de Newton
y
métodos
cinemáticos y por
medio
del
Método
de
trabajo
y
conservación de
la energía para
validar
el
comportamiento
dinámico
de
sólidos
rígidos
que cumplan con
las
especificaciones
de diseño.
Evidencias de
aprendizaje
Criterios de
desempeño
Actividades de
aprendizaje
Problemas de
Cinética de sólidos
rígidos empleando
el método de
Newton y los
métodos de
trabajo y energía
Problemas resueltos de
diferentes tipos de
sistemas mecánicos
empleando el método de
Newton y métodos de
trabajo y energía
Resolución de
problemas
empleando el
Método de Newton
y los métodos de
trabajo y energía
de diferentes tipos
de sistemas
mecánicos con
movimiento de
traslación rectilínea
curvilínea y
combinado.
Puntos a evaluar
 Fecha de entrega
 Diagramas de cuerpo
libre (DCL)
 Ecuaciones de
movimiento
 Resultados
Contenidos
Movimiento plano de cuerpos rígidos ( Fuerzas y Aceleraciones)
Introducción
Movimiento rectilíneo y curvilíneo
 Movimiento rectilíneo uniforme
(velocidad constante)
 Movimiento rectilíneo uniforme mente acelerado
(aceleración constante)
 Movimiento Curvilíneo Uniforme
(velocidad constante)
Movimiento Curvilíneo Uniforme mente acelerado
(aceleración constante)
 Movimiento de varias partículas
 Movimientos dependientes
 Segunda ley de newton
 Cantidad de movimiento lineal
 Cantidad de movimiento angular
 Cambio de la cantidad de movimiento angular
 Momento de inercia de masa
 Sistemas de unidades
 Principio de D`Alembert
 Diagramas de cuerpo libre
 Análisis de diferentes tipo de sistemas mecánicos aplicando las
leyes de Newton y métodos cinemáticos
Movimiento plano de cuerpos rígidos (Métodos de la Energía y
la Cantidad de Movimiento)
Trabajo y Energía
Introducción
 Definición de trabajo
 Trabajo de una fuerza
 Trabajo de una fuerza constante en movimiento rectilíneo
 Trabajo realizado por la fuerza de la gravedad
 Trabajo de la fuerza de un resorte
 Trabajo de un par
 Energía cinética
 Energía Potencial
 Potencia y Eficiencia
Recursos
Libros de apoyo
Pintarrón
Salón de clase
Evaluación integral de procesos y productos
#
Evidencias de aprendizaje
Ponderación
1
Solución de problemas respecto a equilibrio de una partícula.
5
2
Solución de problemas respecto a cuerpos rígidos
10
3
Examen de medio curso.
30
4
Solución de problemas respecto a cinemática de cuerpos rígidos
5
5
Solución de problemas respecto a cinética de cuerpos rígidos
10
9
Examen ordinario.
30
10
Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje.
10
Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje:
Demostrar sus habilidades y conocimientos obtenidos en el curso solucionando un problema propuesto por la academia que involucre el apoyo
de un software. El problema propuesto debe involucrar la aplicación de conceptos de estática y dinámica a algún cuerpo rígido que forme parte
esencial de un sistema mecánico.
Fuentes de apoyo y consulta:
 Libro: Mecánica Vectorial para Ingenieros, Estática y Dinámica.
Autor: Beer Ferdinand P. and Johnston Jr. Russell E.
Editorial: McGraw Hill.
 Libro: Vector Mechanics for Engineers, Statics and Dynamics.
Autor: Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston Jr., Elliot R. Eisenberg and David Mazurek
Editorial: McGraw Hill
 Libro: Ingeniería Mecánica, Dinámica (2001).
Autor: Riley William F. y Sturges Leroy D.
Editorial: Reverté
 Libro: Engineering Mechanics – Dynamics (11th edition).
Autor: Russell C. Hibbeler.
Editorial: Prentice Hall.
 Libro: Diseño de Maquinaria (3ª edición, 2006).
Autor: Norton Robert L.
Editorial: McGraw Hill.
 Libro: Diseño de Mecanismo, Análisis y Síntesis (3ª edición, 1998).
Autor: Erdman Arthur G. y Sandor George N.
Editorial: Prentice Hall.
 Liga Internet:
http://www.somosmecatronica.net/2009/04/revista-somos-mecatronica-1ra-edicion.html
Perfil del docente:
Se recomienda un docente con grado de Maestría o superior en el área de Ingeniería Mecánica, con experiencia en proyectos de aplicación
ingenieril y con manejo fluido del idioma inglés.
Ficha bibliográfica del profesor:
MC Pablo Ernesto Tapia González trabaja como maestro con horas de propiedad y de contrato en la Facultad de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica desde el 2003 hasta la fecha, obtuvo su licenciatura en 2003 como Ingeniero Mecánico Electricista y su Maestría en Ciencias de la
Ingeniería de Manufactura con especialidad en Diseño de Producto en el 2005 en la FIME de la UANL.
MC Jorge Alejandro Cúpich Guerrero trabaja como maestro con horas de propiedad y de contrato en la Facultad de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica desde el 2005 hasta la fecha, obtuvo su licenciatura en el 2002 como Ingeniero Mecánico Administrador y su Maestría en Administración
con especialidad en Producción y Calidad en el 2008 en la FIME de la UANL. Además desde el 2010 de desempeña como Jefe de de Servicio
Empresarial en la FIME de la UANL.