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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

1. PREREQUISITOS:

Los temas necesarios para esta unidad son:

Cambio de unidades

Equilibrio de una partícula

Resultante de un sistema de fuerzas

Fuerzas uniformemente distribuidas

2. MATERIAL NECESARIO IMPRESCINDIBLE:

HIBBELER, R. C. “Mecánica para Ingenieros, Estática”. Editorial Prentice Hall. 10ª Edición. 2004.

Calculadora

3. ACTIVIDADES ESPECÍFICAS

Una lectura comprensiva de las definiciones, enunciados, y ejemplos desarrollados en lassecciones indicadas del texto.

Elaboracióngrupaldelasrespuestasdelcuestionario,justificación de cada etapa del desarrollo de ejercicios. Discusión grupal sobre procedimientos, resultados.

Análisis crítico de los ejercicios desarrollados.

4. METODOLOGÍADE TRABAJO

INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS

GUIA DE ESTUDIO

Nombre de la Asignatura : ESTÁTICA Código: 5828

Unidad 5: Análisis Estructural

Guía No. 5/8 Tiempo estimado para el desarrollo de la guía : 6 horas

Autor de la Guía: Ing. Robinson Portilla. Revisado por: Ing. Adriana Guamán B.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Que el estudiante logre :

1. Entender lo que significa una armadura simple.

2. Reconocer en una estructura los miembros de fuerza cero.

3. Calcular armaduras por el método de los nudos.

4. Calcular armaduras por el método de las secciones.

5. Analizar marcos y máquinas.

6. Comprender el concepto de fricción seca y analizar el equilibrio de cuerpos rígidos sometidos a

esta fuerza.

7. Reconocer cuando las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo tienden o no a moverlo a lo largo de la

superficie de contacto.

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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

El docente durante la clase definirá los conceptos necesarios para el desarrollo de la guía. Para lo

cual es imprescindible que el estudiante analice la teoría con anterioridad para facilitar el proceso

enseñanza-aprendizaje.

En clase los estudiantes organizan equipos de hasta 2 estudiantes (dependiendo del número de

estudiantes por curso) para desarrollar las actividades de la guía propuesta (segunda hora por clase

y otras actividades extraclase para la siguiente sesión).

El docente realiza el control de desarrollo de guías y califica en clase según la rúbrica de evaluación

y si no termina el grupo de desarrollar completamente la guía, entonces entregará la parte faltante

al final de la clase o en la siguiente sesión.

5. REVISIÓN DE LOS CONCEPTOS DESARROLLADOS EN LA CLASE TEÓRICA

5.1 ALGUNOS CUESTIONAMIENTOS PREVIOS

a) ¿Cuándo se desarrolla fuerzas reactiva y momentos reactivos?

b) ¿Cuáles son las condiciones para que se dé el equilibrio en un cuerpo rígido?

c) ¿Cuántas reacciones se desarrollan en un pasador?

d) ¿Qué es un miembro de dos fuerzas?

e) ¿cuándo un cuerpo está restringido impropiamente?

f) ¿Qué significa tener un problema estáticamente indeterminado?

Primera Sesión 5.2 ARMADURAS SIMPLES Y MÉTODO DE LOS NUDOS

AC1. Grafique una estructura simple y explique cómo se conforma. AC2. a) Diseñe una armadura unida a los soportes A y B que resista las cargas aplicadas en los puntos C y D de la figura. b) Determine las fuerzas axiales en los elementos de la armadura que diseñó en el inciso a).

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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

AC3.Después de saber de un ajuste en el motor del helicóptero, el ingeniero que está diseñando la armadura realiza nuevas simulaciones y concluye que las fuerzas descendentes que ejercerá la camilla en A y B, serán de 1.8kN ¿Qué valor tienen las fuerzas axiales resultantes en los elementos que conforman la estructura?

𝑹𝒆𝒔𝒑: 𝑫𝑬 = 𝟑. 𝟔𝟔 𝒌𝑵 𝑪 ; 𝑫𝑭 = 𝟏. 𝟒𝟓 𝒌𝑵 𝑪 ; 𝑫𝑮 = 𝟑. 𝟔𝟔[𝒌𝑵] 𝑻

AC4. De la estructura mostrada identifique los miembros de fuerza cero y explique por qué no soportan carga alguna.

Segunda Sesión

5.3 ANÁLISIS DE ESTRUCTURAS POR EL MÉTODO DE LAS SECCIONES AC5. Dada la figura, si se desea analizar la fuerza en los miembros DF, CE, DE y FH, establezca las secciones pertinentes para poder determinar la fuerza en estos miembros. Justifique su respuesta, dibuje el diagrama de cuerpo libre de las secciones realizadas y determine las fuerzas solicitadas.

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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

AC6. Para la armadura de puente que se muestra use el método de secciones para determinar las fuerzas axiales en los elementos CE, CF y DF.

𝑹𝒆𝒔𝒑: 𝑪𝑬 = 𝟔𝟖𝟎 𝒌𝑵 𝑻 ; 𝑪𝑭 = 𝟑𝟕𝟒 𝒌𝑵 𝑪 ; 𝑫𝑭 = 𝟑𝟕𝟓 𝒌𝑵 𝑪 Tercera Sesión 5.4 BASTIDORES Y MÁQUINAS AC7.Si se desea analizar las reacciones en A y C.Establezca teóricamente el procedimiento de análisis a seguir.

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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

AC8. Una atleta se ejercita con el aparato de gimnasio que se muestra. Para girar la barra ABD debe ejercer una fuerza vertical en A tal que la fuerza axial en el elemento BC sea de 1800 N. cuando la barra ABD está a punto de girar, ¿cuáles son las reacciones sobre la barra vertical CDE en D y E?

𝑹𝒆𝒔𝒑: 𝑫𝒙 = −𝟏𝟒𝟕𝟓 𝑵 ; 𝑫𝒚 = −𝟓𝟏𝟔 𝑵 ; 𝑬𝒙 = 𝟎; 𝑬𝒚 = −𝟓𝟏𝟔 𝑵 ; 𝑴𝑬 = 𝟔𝟏𝟗 𝑵 ∙ 𝒎

AC9.El peso del objeto suspendido que se muestra en la figura es W = 50 lb. Determine la tensión en el

resorte y la reacción en F (el elemento ranurado DE es vertical).

𝑹𝒆𝒔𝒑: 𝑻𝒆𝒏𝒔𝒊ó𝒏 = 𝟔𝟐. 𝟓 𝒍𝒃 ; 𝑭𝒙 = −𝟕𝟓 𝒍𝒃 ; 𝑭𝒚 = 𝟐𝟓 𝒍𝒃

ACTIVIDADES PREVIAS PARA LA UNIDAD 3 (Obligatorio y evaluado)

1) ¿Cuándo se desarrolla fuerzas reactivas y momentos reactivos?

2) Grafique el diagrama de cuerpo libre de los miembros ACD y BFE (independientemente).

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3) El eje del arco ABC de tres articulaciones es una parábola con vértice en B. Se sabe que P=35kips

y Q=25 kips. Determine: a) las componentes de la reacción en A y b) las componentes de la

fuerza ejercida sobre el segmento AB en B.

Problema 1 Problema2

6. OBSERVACIONES ESPECIALES

Revise los conceptos vistos en clase, que están relacionados con esta guía. Desarrollar todos los ejercicios propuestos en esta guía y los recomendados por el docente. Utilice software matemático para ayuda con las gráficas de algunos ejercicios. Ante cualquier duda, pregunte a su profesor.

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ESTÁTICA – NIVEL 2 GUIA 2

7. CRITERIOSDE EVALUACIÓNDELTRABAJO (COLABORATIVO) DE DESARROLLO DE GUIAS DE ESTUDIO

Ítem Evaluado Valoración Baja Valoraciónmedia Valoraciónalta

Valor

porcentual

Consultas sobre el

desarrollo de la guia

El grupoNo realiza consultas al docente y no usa el texto guía para el desarrollo de la misma

Aunque el grupo usa el texto guía ,no realiza consultas al docente .

El grupo ha revisado el texto guía con anticipación y además realiza consultas al docente para solventar sus dudas

10%

Puntualidad en la presentacióndelos productosesperados

El grupoNo fue puntualen la entregade los productosesperados

Aunque el grupoNo fue puntualen la entregadelos productos solicitados su justificaciónes válida.

El grupofuepuntual enla entregadelos productossolicitados

10%

Organizaciónde los productos solicitados

No setuvo encuenta las normas básicaspara la construccióndeinformes

Aunque elinformepresentauna estructurabase,lamismacarecede algunos elementos delcuerpo solicitado

El informepresentauna excelenteestructura

10%

Redaccióny ortografía

Eldocumento presenta deficienciasenredacción y erroresortográficos

Elinformepresenta algunos errores deortografía

Laredacciónes excelente, los procedimientos son clarosy adecuados.

10%

Fines del trabajo

El trabajo no darespuestas adecuadasalos problemas planteadosde la actividad y no justifica los pasos

Aunqueseresuelvenlos problemas propuestos, elprocedimiento presentafalencias y no justifica los pasos de solución

SeResolvieronlos problemasadecuadamente conelprocedimiento adecuado y justificación de pasos de solución

60%

10. ANEXO:SOBREELTRABAJOSEMANALASIGNADOPARALASCLASES PRÁCTICAS:

1. Cada grupo formado por 2 o 3estudiantes realiza un informe manuscrito en el que se indicará: Apellidoynombredelosintegrantes.Fecha.Grupo al que pertenece.Resolución detallada de los problemas.

2. Leer con atención , listar los datos o información dada, identificar el objetivoometa.Desarrollarlasoluciónjustificandocadapaso.Sedebenexpresarlasdefiniciones, conceptos o métodos usados en la resolución del mismo. Verificar el resultado final obtenido (o resultados intermedios obtenidos). Interpretar la información que brinda el resultado encontrado. Prestar atención a la notación y ala justificación de pasos.

3. En caso de no poder resolver un problema indicar claramente los procedimientos que se usaron enel intento de obtener una solución y cuáles fueron los obstáculos que se presentaron.

4. Alfinalizarlaclase(uninformeporgrupo)conlasanotaciones,se entrega al docente, quien lo devolverá la clase siguiente con sus comentarios.

5. Los trabajos que sean copias de otro grupo tendrán calificación de 0 puntos. 6. Eldocentesóloanotasieltrabajosepresentóysielequipoestuvopresenteyparticipóenla discusión de

los problemas, entregando su trabajo al final de clase. 7. Cuando exista falta de asistencia por parte del estudiante, no será recuperable la actividad

realizada durante la clase y por lo tanto no tendrá calificación alguna.