El objeto de la asignatura Mecánica es establecer las bases de conocimiento precisas sobre la estática, cinemática y dinámica de sólidos rígidos. Íntimamente conectada con la Física y con las Matemáticas, la Mecánica debe aumentar el sentido físico y práctico de los alumnos, dotándoles de una capacidad analítica sintética que les permita descomponer los problemas en partes simples para luego relacionarlas, una vez que hayan sido especificadas sus dependencias. Además, es una de las primeras ocasiones en que los alumnos tienen oportunidad de comprobar la utilidad y aplicación de conocimientos que ya poseen o están adquiriendo.



Estos conceptos serán desarrollados en el ámbito del cálculo vectorial y el álgebra matricial sobre sistemas mecánicos descritos gráficamente usando las herramientas clásicas de representación. Además, la resolución de problemas mecánicos de gran número de variables será estructurada algorítmicamente para que sean resolubles mediante técnicas numéricas implementables en un computador. En este ámbito se articularán mecanismos de coordinación con las asignaturas correspondientes de primer curso para garantizar uniformidad en la notación, convenios y conceptos empleados.



Los conocimientos transmitidos en esta asignatura servirán para proporcionar a los alumnos de herramientas para comprender sistemas mecánicos de Automatización de procesos, y las máquinas de tecnologías de Fabricación. Así mismo transmitirán a los alumnos las leyes fundamentales que rigen fenómenos dinámicos comunes a disciplinas tales como la Mecánica de Fluidos o la Ciencia de materiales.

COMPETENCIAS BÁSICAS

Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la











base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio

Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean

las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio

Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado



COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN

Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.



COMPETENCIAS DEL MÓDULO. RAMA

Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos. Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales.

Tema 1 INTRODUCCIÓN.

El primer tema realiza una introducción con el ánimo de exponer el contenido de la asignatura y los conceptos básicos precisos. Se enmarca la Mecánica en el desarrollo histórico de la Física y se resaltan los grandes hitos en su formulación.

Tema 2 CENTRO DE GRAVEDAD Y CENTRO DE MASAS.

Se exponen una serie de conceptos que son utilizados en el desarrollo de la estática. Así, se define el concepto de centro de gravedad y los teoremas de Papus o Guldin, así como al desarrollo de diversos ejemplos de su utilización.

Tema 3 ESTÁTICA DEL PUNTO MATERIAL.

La estática considera los sistemas materiales que no pueden moverse (o con movimiento uniforme) respecto a un determinado sistema de referencia inercial, cualquiera que sean las acciones a que se les someta. Se comienza tratando el equilibrio del punto material. Se estudia el axioma fundamental del equilibrio, y se introduce al alumno en los conceptos de enlace y acción mecánica de enlace, para pasar al equilibrio del sólido rígido.

Tema 4 ESTÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO.

Se enuncia el principio de transmisibilidad, y se estudian las ecuaciones que definen el equilibrio del sólido rígido, tratándose los diversos tipos de enlace sin rozamiento, indicando los esfuerzos a que dan lugar.

Tema 5 ROZAMIENTO.

Dentro de lo complejo que resulta realmente el tema del rozamiento, se estudia una hipótesis muy simplificada, que por otra parte permite resolver gran cantidad de problemas con la suficiente aproximación. Se particulariza al estudio de la hipótesis de Coulomb, definiendo los coeficientes de rozamiento y sus características.

Tema 6 CINEMÁTICA DEL SÓLIDO RÍGIDO.

Tras exponer el concepto de sólido rígido, se analizan los movimientos simples de traslación y rotación, tanto instantáneos como permanentes, para pasar a demostrar cuál es la ley que define la relación entre las velocidades de distintos puntos de un sólido rígido, es decir, la ley del campo de velocidades. Se explica el significado del vector velocidad angular, y del eje instantáneo de rotación y deslizamiento. A continuación se estudia el campo de aceleraciones, estableciéndose la ley correspondiente. Se dedica también al estudio del movimiento relativo. Se comienza con el estudio de la ley que rige el movimiento relativo de un punto material respecto a un sistema móvil, definiéndose los conceptos de velocidad de arrastre y relativa. Posteriormente se

realiza el estudio de aceleraciones, definiéndose la aceleración de Coriolis.

Tema 7 ESTUDIO DEL MOVIMIENTO PLANO.

La Cinemática del Movimiento Plano supone una prolongación de los estudios realizados en el tema anterior. Se inicia el estudio con la exposición de las particularidades del movimiento plano, incidiendo en el centro instantáneo de rotación o polo de velocidades. A continuación se aborda el estudio de aceleraciones en el movimiento plano. Se define el polo de aceleraciones y su localización en un sólido a partir del movimiento conocido del mismo.

Tema 8 MOMENTOS DE INERCIA.

Se comienza con el cálculo de momentos de inercia puntuales, planarios y axiles, para seguir con el tensor y elipsoide de inercia, determinando el método de obtención de las direcciones principales de inercia de un sólido cualquiera. A continuación se estudian los teoremas de Steiner, y se realizan diversos ejemplos particulares para mostrar al alumno la forma de utilizarlos. Por último, se dedica un apartado al estudio de las características propias de sistemas particulares, como los sistemas planos.

Tema 9 MAGNITUDES Y TEOREMAS FUNDAMENTALES DE LA DINÁMICA.

Su contenido se dedica a la exposición de las magnitudes dinámicas que permiten definir el movimiento de un sistema mecánico (cantidad de movimiento, momento cinético, energía cinética, trabajo realizado por las fuerzas actuantes¿) para, a continuación, establecer los teoremas que permiten relacionar las causas del movimiento con sus efectos.

Tema 10 DINÁMICA DEL PUNTO MATERIAL.

Este tema trata la dinámica del punto material. En él se desarrolla el estudio del movimiento rectilíneo de una partícula, del movimiento curvilíneo ligado a una curva o a una superficie sin rozamiento y del movimiento y el equilibrio relativos respecto a otros sistemas en movimiento.

Tema 11 DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO.

Se trata de un capítulo sencillo, en el que se establecen los valores de las magnitudes que intervienen en los teoremas fundamentales para distintos casos de sólidos rígidos, a la vez que se plantean las diferentes tipologías de problemas que se presentan y el modo de resolverlos.

Tema 12 DINÁMICA DEL SÓLIDO RÍGIDO CON MOVIMIENTO PLANO.

Además de particularizar las magnitudes y las ecuaciones del movimiento al movimiento plano se realizan aplicaciones a sistemas mecánicos que conforman máquinas y mecanismos.

METODOLOGÍA DOCENTE

La docencia de la asignatura se articula semanalmente de la siguiente manera:

- Clase Teórico-práctica 1: Sesión de 1,5 horas. Se exponen los conceptos teóricos básicos de la semana, se desarrollan los Teoremas correspondientes y se exponen las limitaciones, se muestra un ejemplo explicativo.

- Práctica de Aula: Una sesión de 1 hora. Se propone un ejercicio al alumnado, se deja tiempo para el planteamiento, se expone el planteamiento más adecuado y se comentan alternativas propuestas por los alumnos.

- Tarea No presencial: Duración 2,5 horas. Se propone un problema a los alumnos en Moodle. Éstos la resuelven de forma individual o colectiva. Se articula la posibilidad que prueben la validez de sus resultados en Moodle, y se les ofrece una resolución explicativa.

- Clase Teórico-práctica 2: Sesión de 1 hora. Se resuelven dudas y se dan aclaraciones fruto del trabajo no presencial. Se profundiza sobre los conceptos teóricos básicos de la semana, se añaden conceptos relacionados, se muestra un ejemplo explicativo. Se propone una actividad no presencial.

- Tarea No presencial: Duración 3,5 horas. El alumnado hace una síntesis de los conceptos de la semana y aborda un ejercicio práctico de autoevaluación en Moodle. Se propone al alumnado un ejercicio individual de autoevaluación con preguntas numéricas de corrección automática. Se les ofrece la resolución correcta.

- Seminarios: Tres sesiones de 1,5 horas para la puesta en común de dificultades y soluciones.

- Prácticas de Laboratorio: Al final del cuatrimestre se realiza una práctica de 3 horas. Se trata de verificar las limitaciones del análisis teórico y las incertidumbres que aparecen en la práctica. Cada grupo afronta dos actividades sobre dos equipamientos mecánicos.

• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Written test to be taken (%): 90
  • Realization of Practical Work (exercises, cases or problems) (%): 10

Cuestiones Teóricas Exponer correctamente los conceptos 30%

Resolución de Problemas Planteamiento adecuado y resolución correcta 60%

Práctica de Laboratorio Asistencia e Informe de resultados 10%

La evaluación consistirá en un examen de 5 ejercicios, 1 de teoría y 4 problemas prácticos.



Para renunciar a la convocatoria bastará con no presentarse al examen final oficial

- Mecánica Aplicada: Estática y Cinemática, Armando Bilbao y Enrique Amezua. Editorial Síntesis. 2006
- Mecánica Aplicada: Dinámica, Armando Bilbao, Enrique Amezua y Óscar Altuzarra. Editorial Síntesis. 2008

Basic bibliography

- Curso de Mecánica, J. M. Bastero y J. Casellas, Ediciones Universidad de Navarra, S.A.

- Mecánica para Ingenieros (Estática y Dinámica), J.L. Meriam y L.G. Kraige, Editorial Reverté, S.A. 1998.

- Mecánica Vectorial para Ingenieros (Estática y Dinámica), F. P. Beer y E. R. Johnston, Editorial Mc-Graw Hill.

- Ingeniería Mecánica (Estática y Dinámica), W. F. Riley y L. D. Sturges, Editorial Reverté, S.A. 1996.

- Mecánica para Ingeniería (Estática y Dinámica), A. Bedford y W. Fowler, Addison-Wesley Iberoamericana. 1996.

- Ingeniería Mecánica (Estática y Dinámica), R. C. Hibbeler, Prentice Hall 1995

- Engineering Mechanics (Statics and Dynamics), E.W. Nelson, Mc Graw Hill 1997

- Fundamental Engineering Mechanics. P.J. Ogrodnik. Addison-Wesley Longman. 1997.

- Mecánica Clásica. H. Goldstein. Editorial Reverté, S.A. 1994.

In-depth bibliography

- BOTTEMA, O., ROTH, B. "Theoretical Kinematics". Nort-Holland, Amsterdam, 1979.
- KANE, T. , LEVINSON, D. "Dynamics: Theory and Applications". McGraw-Hill, New York, 1985.
- GREENWOOD, D. "Classical Dynamics". Prentice-Hall. London, 1977.

Journals

- American Society of Mechanical Engineers. Transactions: Journal of Applied Mechanics.
- Anales de Ingeniería Mecánica.
- Applied Mechanics Reviews.
- Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering.
- Computer & Structures.
- Engineering Structures.
- Experimental Mechanics.
- International Journal of Mechanical Engineering Education.
- International Journal for Numerical Methods in Engineering.
- Journal of Applied Mechanics.
- Journal of Mechanical Design.
- Journal of Mechanisms and Robotics
- Mechanism and Machine Theory.

Web addresses

http://www.physics-online.com/ http://ocw.mit.edu/OcwWeb/web/home/home/index.htm http://mit.ocw.universia.net/Mechanical-Engineering/index.htm http://imechanica.org/ http://www7.nationalacademies.org/usnctam/ http://www.mip.berkeley.edu/physics/bookadx.html