ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA MECANICA

ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA MECANICA

La parte de la Mecánica llamada Estática fue la que primero se desarrolló, según nos dice la Historia, debido a que muchos de sus principios resultan necesarios para la construcción de edificios. Los antiguos monumentos egipcios y asirios contienen representaciones pictóricas de muchos tipos de utensilios mecánicos. Los constructores de las pirámides de Egipto probablemente comprendieron y utilizaron dispositivos tales como la palanca, la narria y el plano inclinado.

Archytas de Tarento (~400 a.C.) fundo la teoría de las poleas. Los escritos de Arquímedes (287-212 a.C.) demuestran que él había conocido las condiciones de equilibrio de una palanca y el principio de la flotación. Leonardo da Vinci (1452-1519) añadió a los trabajos de Arquímedes sobre las palancas el concepto de momento y lo aplicó al equilibrio de los cuerpos rígidos. Copérnico (1473-1543) propuso que la Tierra y demás planetas del sistema solar giraban alrededor del universo. Stevin (1548-1620) fue el primero en describir el comportamiento de un cuerpo en un plano inclinado liso y utilizó la ley del paralelogramo de adición de fuerzas. Varignon (1654-1722) estableció la igualdad entre el momento de una fuerza y la suma de los momentos de sus componentes. Al parecer tanto Stevin como Galileo (1564-1642) entendieron el principio de los desplazamientos virtuales(trabajos virtuales), aunque fue Jean Bernoulli (1667-1748) quien percibió su aplicación a todos los casos de equilibrio y comunicó su descubrimiento a Varignon en una carta escrita en 1777. La parte de la Mecánica llamada Dinámica se desarrolló mucho después porque la determinación de la velocidad y de la aceleración exige una mediad precisa del tiempo.

1. UBICACIÓN DE LA ESTATICA Y DINAMICA DENTRO DE LA MECANICA

Se ha definido la Mecánica diciendo que es la rama de la Física que trata de la respuesta de los cuerpos a la acción de las fuerzas. Por conveniencia, se divide su estudio en tres partes, cuales son: Mecánica de los cuerpos rígidos, Mecánica de los cuerpos deformables y Mecánica de los fluidos. A su vez, la Mecánica de los cuerpos rígidos puede subdividirse en Estática (equilibrio del cuerpo rígido) y Dinámica (movimiento del cuerpo rígido.

LAESTATICA

La Estática fue la primera parte de la Mecánica que se desarrolló porque los principios de la Estática se necesitaban para la construcción de edificios. Los constructores de las pirámides de Egipto comprendieron y utilizaron dispositivos tales como la palanca, la polea y el plano inclinado.

La Estática abarca el estudio del equilibrio tanto del conjunto como de sus partes constituyentes, incluyendo las porciones elementales de material.

Uno de los principales objetivos de la estática es la obtención de esfuerzos cortantes, fuerza normal, de torsión y momento flector a lo largo de una pieza, que puede ser desde una viga de un puente o los pilares de un rascacielos.

DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES DEL SISTEMA INTERNACIONAL NOTACIÓN CIENTIFICA

Para poder comparar los diferentes valores que pueden tener las magnitudes es necesario medir cada una de ellas en una unidad concreta. Reflexiona acerca de si sabes responder a las preguntas siguientes.

- ¿Dónde hay más agua, en 1,2 kilogramos o en 2,3 libras?

- ¿Qué longitud es mayor, 100 metros o 110 yardas?

- ¿Cuándo hace más calor, a 30 grados Celsius o a 60 grados Farenheit?

¡No puedes saber las respuestas! Necesitarías saber la equivalencia entre kilogramos y libras, o entre metros y yardas, o la forma de transformar grados Celsius en grados Farenheit.

Para evitar estos problemas, se utiliza el Sistema Internacional de unidades (SI), en el que hay una unidad para cada magnitud, que es referencia universal y que permite que se entiendan los valores de las magnitudes en todos los países. En la imagen tienes la unidad de masa en el SI, el kilogramo patrón que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Sévres, cerca de París.

En la tabla tienes las unidades SI de masa, longitud, volumen, densidad, tiempo y temperatura, que son las que vas a utilizar habitualmente.

Observa que la temperatura se mide en Kelvin (K) en el SI. Se trata de una escala centigrada como la Celsius (ºC), aunque esta última es la más habitual en la vida diaria. La equivalencia entre ambas escalas consiste en que 0 ºC son 273 K, de manera que para pasar de una a otra puedes utilizar la relación T(K) = T(ºC) + 273.

DEFINICION DE LAS UNIDADES BÁSICAS

Magnitud física Unidad Símbolo Definición de la unidad

Longitud metro m En 1889 se definió el metro patrón como la distancia entre dos finas rayas de una barra de aleación platino-iridio que se encuentra en el Museo de Pesas y Medidas de París. El interés por establecer una definición más precisa e invariable llevó en 1960 a definir el metro como "1,650,763.73 veces la longitud de onda de la radiación rojo naranja (transición entre los niveles 2p10 y 5d5) del átomo de kriptón 86 (86Kr)" A partir de 1983 se define como " la distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299,792,458 segundos"

Masa kilogramo kg En la primera definición de kilogramo fue considerado como " la masa de un litro de agua destilada a la temperatura de 4ºC" . En 1889 se definió el kilogramo patrón como "la masa de un cilindro de una aleación de platino e iridio que se conserva en el Museo de Pesas y Medidas en París". En la actualidad se intenta definir de forma más rigurosa, expresándola en función de las masas de los átomos.

Tiempo segundo s La unidad segundo patrón. Su primera definción fue: "el segundo es la 1/86,400 parte del día solar medio". Pero con el aumento en la precisión de medidas de tiempo se ha detectado que la Tierra gira cada vez más despacio (alrededor de 5ms por año), y en consecuencia se ha optado por definir el segundo en función de constantes atómicas. Desde 1967 se define como "la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado natural del átomo de cesio-133".

Corriente eléctrica ampere A La magnitud de la corriente que fluye en dos conductores paralelos, distanciados un metro entre sí, en el vacío, que produce una fuerza entre ambos conductores (a causa de sus campos magnéticos) de 2 x 10 -7 N/m.

Temperatura kelvin K La fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del

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