El objeto de la asignatura es establecer los conocimientos y competencias precisas sobre la estática, la cinemática y la dinámica de sólidos rígidos, que sirvan de base a las disciplinas que incorporan la teoría de mecanismos y máquinas, y la elasticidad y resistencia de materiales. Íntimamente conectada con la física y con las matemáticas, la mecánica debe contribuir a aumentar el sentido físico y práctico del alumnado, dotándole de una capacidad analítica sintética que le permita descomponer los problemas en partes simples para luego relacionarlas, una vez que hayan sido establecidas sus dependencias.



Además, es una de las primeras ocasiones en las que el alumnado tiene oportunidad de comprobar la utilidad y aplicación, en el ámbito de la ingeniería, de conocimientos que ya posee o está adquiriendo. Estos conceptos serán desarrollados en el marco del cálculo vectorial y el álgebra matricial, sobre sistemas mecánicos descritos gráficamente usando las herramientas clásicas de representación. Son precisas las competencias previas en Fundamentos Físicos de la Ingeniería y ante todo en Cálculo y Álgebra, que permitan una fluidez en la resolución de problemas matemáticos de forma tanto simbólica como numérica.



Las competencias adquiridas en esta asignatura servirán como herramientas básicas para las asignaturas Elasticidad y Resistencia de Materiales, Cinemática y Dinámica de Máquinas, Diseño de Máquinas, Estructuras y Construcciones Industriales y Tecnología Mecánica de tercer curso del Grado en Ingeniería Mecánica, con las cuales se coordinan los contenidos dado que son impartidas por el mismo departamento. Así mismo, dichos conocimientos constituyen la base de ingeniería mecánica que cualquier otro ingeniero de la rama industrial debe dominar (Grados en Ingeniería Eléctrica, o Electrónica Industrial y Automática).



Se trata de una asignatura de carácter anual de 9 créditos, pero con una distribución asimétrica en ambos cuatrimestres, impartiéndose 6 créditos en el primero y 3 en el segundo. Así mismo, los créditos se distribuyen entre 6 créditos de clases magistrales (4 en el primer cuatrimestre y 2 en el segundo) y 3 créditos de seminarios (2 en el primer cuatrimestre y 1 en el segundo).

* Competencias:



- CRI.7: Conocimiento de los principios de teoría de máquinas y mecanismos.

- CRI.8: Conocimiento y utilización de los principios de la resistencia de materiales.

- C3: 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.

- C4: 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, tecnología específica mecánica.

- C12: Adoptar una actitud responsable, ordenada en el trabajo y dispuesta al aprendizaje considerando el reto que planteará la necesaria formación continua.

- C13: Aplicar las estrategias propias de la metodología científica: analizar la situación problemática cualitativa y cuantitativamente, platear hipótesis y soluciones utilizando los modelos propios de la ingeniería industrial, especialidad Mecánica.

- C14: Trabajar eficazmente en grupo integrando capacidades y conocimientos para adoptar decisiones en el ámbito de la ingeniería industrial, especialidad Mecánica.



* Resultados de aprendizaje Específicos:



- Conocer, comprender y aplicar los conceptos y principios básicos de la resistencia de materiales y de los mecanismos y máquinas que capaciten al alumnado para el posterior aprendizaje de métodos y teorías avanzadas de la ingeniería mecánica. [CRI.7, CRI.8, C3, C4]

- Aplicar adecuadamente las estrategias propias de la metodología científica a las problemáticas que plantean los sistemas mecánicos: analizar la situación cualitativa y cuantitativamente, plantear hipótesis y soluciones utilizando los modelos propios de la mecánica aplicada. [CRI.7, CRI.8, C4, C13]

- Expresar adecuadamente los conocimientos teóricos, métodos de resolución y resultados inherentes a las problemáticas que plantean el equilibrio y movimiento de los sólidos y de los sistemas mecánicos, utilizando el vocabulario y la terminología específicos. [C4, C13]





* Resultados de aprendizaje Transversales:



- Trabajar eficazmente en grupo integrando capacidades y conocimientos para formular ideas, debatir propuestas y adoptar decisiones en el desarrollo de trabajos propios la mecánica aplicada. [C14]

- Adoptar una actitud responsable, ordenada en el trabajo y dispuesta al aprendizaje, demostrando espíritu crítico e interés hacia los aspectos relacionados con la materia. [C12]



* Resultados de aprendizaje Detallados:



- Capacidad para afrontar de forma autónoma la modelización de un sistema mecánico compuesto de sólidos rígidos y elementos mecánicos simples.

- Capacidad para evaluar la forma en que se transmiten las cargas hacia los apoyos en estructuras isostáticas simples.

- Capacidad para el análisis cinemático, obteniendo velocidades y aceleraciones, en puntos y elementos, en referencia a sistemas absolutos o relativos, de mecanismos simples.

- Capacidad para deducir los centros de gravedad y propiedades de inercia de sólidos y áreas planas elementales.

- Capacidad para el análisis dinámico de mecanismos simples, tanto planos como espaciales.

- Capacidad para evaluar la variación de esfuerzos internos en vigas simples bajo cargas puntuales o distribuidas.

- Capacidad para la evaluación de tensiones en elementos simples.

- Capacidad para transmitir esos resultados de forma comprensible a una audiencia especializada.

Tema 1: Sistemas de fuerzas

Nociones y operaciones básicas del cálculo vectorial. Definición y propiedades de momento de una fuerza respecto de un punto y de un eje. Concepto y propiedades de un par de fuerzas. Equivalencia y reducción de sistemas de fuerzas.



Tema 2: Centroides

Concepto y propiedades de centro de gravedad. Momento estático. Determinación de centroides de figuras elementales. Teoremas de Pappus-Guldin.



Tema 3: Equilibrio estático

Estudio de los sistemas estructurales, axioma fundamental del equilibrio estático del sólido rígido. Conceptos de enlace y acción mecánica de enlace. Cálculo de las solicitaciones que actúan sobre cada uno de los elementos en que puede descomponerse un sistema mecánico. Análisis de estructuras isostáticas y métodos de cálculo de celosías.



Tema 4: Rozamiento

Estudio de la hipótesis simplificada de Coulomb para el análisis del rozamiento al deslizamiento, coeficientes de rozamiento y ángulo de fricción. Aplicaciones industriales del rozamiento, autorretención.



Tema 5: Cables

Estudio del equilibrio de los sólidos funiculares, cables sometidos a fuerzas discretas y continuas. Cable parabólico. Análisis de catenarias.



Tema 6: Cinemática del sólido rígido

Conceptos de velocidad y aceleración de la partícula. Análisis de los movimientos simples de traslación y rotación del sólido rígido. Significado de los vectores velocidad y aceleración angular. Ley de derivación en bases móviles. Campos de velocidades y aceleraciones. Estudio del movimiento relativo de un punto y de un sólido respecto a un sistema móvil.



Tema 7: Cinemática del movimiento plano

Particularidades del movimiento plano. Conceptos de centro instantáneo de rotación y velocidad de sucesión. Concepto de base y ruleta. Geometría del movimiento plano, cálculo gráfico de velocidades. Estudio de aceleraciones en el movimiento de rodadura plana. Polo de aceleraciones y circunferencias notables.



Tema 8: Propiedades de inercia de sólido

Momentos de inercia respecto de ejes, planos y puntos. Productos de inercia. Teoremas de Steiner. Figuras elementales. Tensor de inercia y obtención de las direcciones principales de inercia de un sólido.



Tema 9: Dinámica del sólido rígido

Magnitudes dinámicas fundamentales de la dinámica, cantidad de movimiento y momento cinético. Teoremas fundamentales de la dinámica. Expresiones de momento cinético y energía cinética en sólidos rígidos. Concepto de fuerza de inercia y de par giroscópico. Aplicación del Principio de D'Alembert al análisis dinámico de mecanismos.



Tema 10: Dinámica del sólido con eje fijo

Estudio de los sólidos con un movimiento rotación alrededor de un eje fijo. Obtención de las reacciones en los apoyos. Equilibrado de rotores.



Tema 11: Dinámica plana

Particularización de las magnitudes y las ecuaciones de la dinámica al movimiento plano. Planteamiento de las diferentes tipologías de problemas dinámicos que se presentan y el modo de resolverlos. Aplicación a sistemas mecánicos que conforman máquinas y mecanismos.



Tema 12: Momentos de inercia de área

Descripción de los momentos y productos de inercia de áreas planas. Momentos principales de inercia y direcciones principales mediante el empleo del círculo de Mohr.



Tema 13: Esfuerzos internos

Concepto de esfuerzo interno sobre una sección de un sólido. Esfuerzos axiales, cortantes y flectores. Representación de diagramas de esfuerzos a lo largo de piezas de ejes rectilíneos.



Tema 14: Tensiones normales

Concepto de tensión normal y de deformación unitaria longitudinal. Relación entre tensión y deformación en estados uniaxiales, Ley de Hooke. Relación entre tensiones y esfuerzos de sección. Tensiones normales debidas al esfuerzo axial y al momento flector en un plano principal de inercia.

* Clases magistrales:

En las clases magistrales se expondrán los contenidos teóricos necesarios para la resolución de casos prácticos de interés técnico.



* Seminarios:

En los grupos de prácticas se abordará la resolución de problemas mediante la aplicación de los conocimientos teóricos. No obstante, algunos de los seminarios podrán llevarse a cabo en las aulas de ordenadores.



Cada crédito corresponde con 10 horas de dedicación presencial en aula, pero 25 horas de dedicación total por parte del estudiante, por lo tanto regularmente por cada 2 horas de clase se proporcionarán tareas para aproximadamente 3 horas de trabajo fuera del aula.

• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 80
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 20

La evaluación de las competencias en convocatoria ordinaria se realiza mediante un proceso de evaluación mixta, que combina exámenes con la evaluación continua de tareas, de acuerdo a lo siguiente:



Tareas: 20% de la calificación: A lo largo del curso se solicitará realización y entrega de una serie de tareas (10 aproximadamente).



Exámenes: 80% de la calificación:



* Periodo de exámenes del primer cuatrimestre:

- Parcial 1: Temas 1 a 7. Para liberar la materia es necesario obtener al menos un 5/10.



* Periodo de exámenes del segundo cuatrimestre. Se dan dos variantes:

- Parcial 2: Temas 8 a 14. Deben realizarlo quienes hayan superado el primer parcial. La nota final de examen de la asignatura será la media GEOMÉTRICA entre ambos parciales.

- Final: Temario completo. Deben realizarlo quienes no hayan superado el primer parcial, o no lo hayan realizado.



Información adicional:



- Aquel que no desee participar en este sistema de evaluación continua, tendrá derecho a un único examen final que constituya el 100% de la nota de la asignatura. Esta petición debe presentarse por escrito al profesorado antes de la semana 4 del segundo cuatrimestre.



- En todos los exámenes, parciales y finales, el peso de la teoría es 40% y el peso de los problemas es 60%.



- La no realización del segundo examen parcial, o del examen final, conlleva la calificación de la asignatura completa como "No presentado".



- Las infracciones al código ético de los estudiantes en materia de evaluación conllevan la calificación de la asignatura completa con 0.0.

- Aquel que no haya aprobado en la convocatoria ordinaria puede realizar un nuevo y único examen de la asignatura completa.



- Por defecto se mantiene la calificación de los entregables obtenida a lo largo del curso (20%), por lo que el examen extraordinario constituye, en principio, el 80% de la calificación final.



- En los casos en los que tomar como calificación final el 100% de la nota del examen extraordinario proporcione una puntuación más elevada, será ésta la considerada.



- La no realización del examen conlleva la calificación de "No presentado".

Apuntes de la asignatura: Mecánica Aplicada -Erik Macho- Edición 2021
https://web-argitalpena.adm.ehu.es/listaproductos.asp?IdProducts=UIGPD235483&titulo=Mec%E1nica%20aplicada

Software GIM: http://www.ehu.eus/compmech/software/

Bibliografía básica

Mecánica vectorial para ingenieros, Estática. Beer, Johnston. Mc Graw Hill

Mecánica vectorial para ingenieros, Dinámica. Beer, Johnston. Mc Graw Hill



Mecánica aplicada, Estática y Cinemática. Bilbao, Amezua. Síntesis

Mecánica aplicada, Dinámica. Bilbao, Amezua, Altuzarra. Síntesis



Mecánica para ingenieros, Estática. Shames. Prentice Hall

Mecánica para ingenieros, Dinámica. Shames. Prentice Hall

Bibliografía de profundización

Ingeniería mecánica, Estática. Hibbeler. Prentice Hall
Ingeniería mecánica, Dinámica. Hibbeler. Prentice Hall

Estática, Mecánica para ingeniería. Bedford, Fowler. Addison Wesley
Dinámica, Mecánica para ingeniería. Bedford, Fowler. Addison Wesley

Mecánica de materiales. Beer, Johnston, Russell. Mc Graw-Hill
Mecánica de materiales. Hibbeler. Prentice-Hall