Mecánica 1

MECÁNICA I

TEMARIO:

ESTÁTICA

PRINCIPIOS GENERALES

SISTEMAS DE FUERZAS CONCURRENTES

ESTÁTICA DEL PUNTO

CUERPOS RÍGIDOS: SISTEMAS EQUIVALENTES FUERZA/MOMENTO

EQUILIBRIO DE CUERPOS RÍGIDOS

ARMADURAS, ENTRAMADOS Y MÁQUINAS

ROZAMIENTO

MÉTODO DE LOS TRABAJOS VIRTUALES

DINAMICA

PRINCIPIOS GENERALES

Cinemática del punto

Cinemática del cuerpo rígido

Cinética del punto: leyes de newton

Cinética del cuerpo rígido: leyes de newton

Cinética del punto: métodos de trabajo y energía

Cinética del cuerpo rígido: métodos de trabajo y energía

Cinética del punto material: impulso, cantidad de mivimiento y momento cinético.

Cinética del cuerpo rígido: impulso, cantidad de mivimiento y momento cinético.

BIBLIOGRAFÍA:

“ESTÁTICA”, William F. Riley, Leroy D. Sturges. Editorial Reverté, S.A.

“DINÁMICA”, William F. Riley, Leroy D. Sturges. Editorial Reverté, S.A.

TEMA 1.- PRINCIPIOS GENERALES

1.1 Introducción a la Mecánica

1.2 Magnitudes fundamentales de la Mecánica

1.2.1 Leyes de Newton (del movimiento)

1.2.2 Ley de Gravitación de Newton

1.3 Unidades de medida

1.4 Consideraciones dimensionales

1.5 método de resolución de problemas

TEMA 1.- PRINCIPIOS GENERALES

1.1 Introducción a la Mecánica

La Mecánica es la rama de la física que trata de la respuesta de los cuerpos a la acción de las fuerzas.

El estudio de la Mecánica se divide en:

Mecánica de cuerpos rígidos:

Estática. Cuerpos sometidos a fuerzas equilibradas.

Dinámica

Cinemática. Se ocupa del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan.

Cinética. Cuerpos sometidos a fuerzas no equilibradas

Mecánica de cuerpos deformables.

Rama de la Mecánica que se ocupa de las distribuciones de fuerzas interiores y de las deformaciones en estructuras y componentes de maquinaria cuando están sometidos a sistemas de fuerzas.

Mecánica de fluidos.

Rama de la Mecánica que se ocupa de los líquidos y gases en reposo o en movimiento.

1.2 Magnitudes fundamentales de la Mecánica

Las magnitudes fundamentales de la Mecánica son el espacio, el tiempo, la masa y la fuerza.

El espacio, el tiempo y la masa son magnitudes absolutas (independientes entre sí).

La fuerza está relacionada con la masa del cuerpo y con la manera cómo varía la velocidad del cuerpo con el tiempo.

Consideraciones de interés:

Un punto material tiene masa pero no tiene ni forma ni tamaño. En la solución de un problema en el que podamos tratar un cuerpo como un punto material no intervendrá el concepto de rotación.

Un cuerpo rígido se puede representar como un conjunto de puntos materiales. La forma y tamaño del cuerpo se mantiene constante en todo momento y en todas las condiciones de carga.

1.2.1 Leyes de Newton (del movimiento)

Leyes fundamentales que rigen el movimiento de un punto material:

Inercia

(F=m.a

Acción y reacción

1.2.2 Ley de Gravitación de Newton

F=G.m1.m2/r2

Donde G=6,673.10-11 m3/(kg.s2)

Masa y peso.

W=G.mt.m/rt2=m.g

Donde g=9,807 m/s

Problema ejemplo 1.1

1.3 Unidades de medida

MagnitudUnidadSimboloLongitudmetromMasakilogramokgTiemposegundosFuerzanewtonNMomentonewton . metroN.mPresiónpascalPaTrabajo, EnergíajouleJPotenciawattW

1.4 Consideraciones dimensionales

Todas las magnitudes físicas que aparecen en Mecánica se pueden expresar dimensionalmente en función de las tres magnitudes fundamentales: masa, longitud y tiempo (M, L y T).

Las dimensiones de las magnitudes que no sean las fundamentales se deducen de las definiciones o de leyes físicas. Tabla 1.7

Una ecuación es dimensionalmente homogénea cuando su forma no depende de las unidades de medida. Todas las dimensiones iguales en una ecuación dada deben medirse con la misma unidad.

Problema ejemplo 1.4

1.5 método de resolución de problemas

A nivel profesional:

Fase 1: Definición e identificación del problema.

Fase 2: Desarrollo y simplificación del modelo.

Fase 3: Solución matemática e interpretación del resultado.

Los problemas de Mecánica Técnica tratan de los efectos exteriores de un sistema de fuerzas sobre un cuerpo físico, por lo que para resolver problemas en este campo es importante identificar todas las fuerzas exteriores que se ejercen sobre él. Para ello utilizamos un:

Diagrama del sólido libre:

Dibujo que muestra el cuerpo de interés aislado de todos los otros cuerpos que interactúan y que muestre también todas las fuerzas aplicadas sobre él.

Hipótesis o aproximaciones frecuentemente utilizadas:

Reducir el estudio del cuerpo sometido a esfuerzos a un punto material.

Tratar a la mayoría de los cuerpos como si fuesen rígidos.

Despreciar los pesos de muchos miembros comparado con las cargas aplicadas.

Considerar una fuerza distribuida, que actúe sobre un área pequeña, como una fuerza concentrada en un punto.

Corrientemente, un problema físico real no puede resolverse de manera exacta o completa por lo que el ingeniero debe ser consciente del problema físico real que considera y de las limitaciones asociadas al modelo matemático que utiliza.

Para

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