La Dinamica

INTRODUCCIÓN

La dinámica estudia los movimientos de los cuerpos, transmite un conjunto de conocimientos útiles para la actividad del ingeniero, tiene el objetivo de analizar y resolver los problemas prácticos que se enfrentan en el ámbito profesional, con el proyecto de curso se ganaran experiencias asociadas al comportamiento de un sistema dinámico.

Es por tal razón que se realizó este proyecto , para demostrar experimentalmente como actúa la dinámica en nuestra vida cotidiana, en este caso se demostrara mediante una puerta de ventilación uniforme articulada en bisagras, para ello se utilizaran diversas fórmulas y conceptos que se mostraran en este informe. El proyecto se enfocará desde dos perspectivas: cinemática de cuerpo rígido y cinética de cuerpo rígido.

El cuerpo rígido es un caso especial de un sistema de partículas. Es un cuerpo ideal en el cual las partículas que lo componen no modifican su posición relativa entre ellas, cualquiera sea la fuerza o torque a la que esté sometido. Es decir, ninguna fuerza y/o torque que “actúe” sobre el sólido rígido será capaz de modificar la distancia que guarda cada una de las partículas que componen al sólido con todas las demás. Esta es su característica distintiva.

MARCO TEÓRICO

Dinamica de una particula

La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos originados. Las Leyes de Newton constituyen los tres principios básicos que explican el movimiento de los cuerpos, según la mecánica clásica (Martìn Blas,T. & Serrano Fernàndez A., 2013)

Solido Rígido

Un sólido rígido es un sistema de partículas en el cual las distancias relativas entre ellas permanecen constantes, mientras el cuerpo se mueve, sin importar el tipo de fuerzas que actúen sobre él. (Halliday, D., &Resnick, R., 2000)

Cuando un cuerpo rígido interactúa con otros cuerpos, las fuerzas que se generan tienden a imprimirle un movimiento de traslación pura, de rotación pura o un movimiento combinado de traslación y rotación (GAVIRIA, 2012)

Si el eje de rotación de un sólido no está fijo, su movimiento será una combinación de rotación y traslación, para describir el movimiento son necesarias dos ecuaciones: una que nos permita calcular la aceleración de su centro de masas y otra que nos dé su aceleración angular con respecto a un eje que pasa por el centro de masas. (Martín Blas,T. & Serrano Fernàndez A.,2013)

Tipos de movimientos

Garivia 2012 señala los siguientes tipos de movimientos de cuerpo rigido:

Movimiento de traslación pura

Cuando el cuerpo cambia de posición sin cambiar su orientación, es decir, todos los puntos del cuerpo sufren el mismo desplazamiento a medida que transcurre el tiempo. Para el movimiento de traslación de un cuerpo rígido de masa constante m, la segunda ley de Newton adquiere la forma

F = mac, donde: F es la fuerza neta o resultante

ac es la aceleración del centro de masa del cuerpo

Movimiento de rotación pura

Cuando cambia su orientación mientras se mueve, de tal forma que todas las partículas que lo conforman describen trayectorias circulares con centro en el eje de rotación. En estas condiciones, el centro de rotación permanece fijo respecto a un sistema de referencia fijo en tierra.

Movimiento combinado de traslación y rotación

Un cuerpo rígido puede tener dos movimientos simultáneos uno de traslación y otro de rotación, es decir, el movimiento más general de un cuerpo rígido, se puede considerar como una combinación de traslación y rotación. Lo anterior, permite encontrar un sistema de referencia en traslación, pero no rotante, respecto al cual el movimiento parezca solamente de rotación.

Cinética de cuerpos rígidos

El movimiento de un cuerpo es equivalente a determinar la posición de cualquier recta que pertenezca al cuerpo en cualquier instante t

Principios básicos de la mecánica de Newton

Se estudia el movimiento de una partícula considerando las causas que lo originan. Estas causas corresponden a la interacción de la partícula con el resto del universo, interacción que es representada por fuerzas.

Las relaciones entre las fuerzas que actúan sobre una partícula y el movimiento resultante de la partícula están enunciadas en las Leyes de Newton, propuestas en 1687:

Primera Ley: Una partícula tiende a permanecer en su estado de movimiento a menos que se ejerza una fuerza sobre ella. Esto significa una partícula sometida a un sistema de fuerzas en equilibrio (fuerza neta nula) mantendrá su velocidad. En particular, si la velocidad es nula, la partícula se mantendrá en reposo.

Segunda Ley: La aceleración que adquiere una partícula es proporcional a la fuerza neta ejercida sobre ella e inversamente proporcional a su masa.

Tercera Ley: Las fuerzas de interacción entre partículas son iguales en magnitud y de sentido contrario (Principio de acción y reacción).

(Anónimo)

Mecanismos de transformación del movimiento

En estos

...