Mecanica Aplicada

Índice.

Introducción………………………………………………………………………….pág. I

Cuerpo Rígido………………………………………………………………………...pág. 2

Energía Cinética de un Sólido Rígido en Rotación....………………………………..pág. 4

Energía Cinética de un Sólido en Rotación…………………………………………..pág. 5

Energía y Potencia…………………………………………………………………….pág. 6

Impulso………………………………………………………………………………..pág. 7

Ejemplo de Impacto…………………………………………………………………..pág. 8

Conclusión…………………………………………………………………………….pág. 9

Bibliografía……………………………………………………………………………pág. 10

Introducción.

Un cuerpo rígido, es como decir, un cuerpo sólido con un tamaño finito al que no se le permite deformarse. En otras palabras, la distancia entre dos puntos cualesquiera de un cuerpo rígido permanece constante con el tiempo a pesar de las fuerzas externas que actúan sobre él. Por otra parte, la energía en la mecánica es "la capacidad de efectuar trabajo" y se puede decir que es uno de los conceptos más importantes en todas las áreas de la física y en otras ciencias. La energía es una cantidad que se conserva, de ahí su importancia.

Podemos decir, que la cantidad de movimiento es el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante determinado.

En fin en este trabajo se estudiará un poco la potencia y la energía para un cuerpo rígido, el trabajo para un cuerpo rígido, impulso, la cantidad de movimiento para un cuerpo rígido y el Impacto de un cuerpo rígido poco a poco se conocerán sus conceptos y fórmulas.

Cuerpo Rígido.

Un cuerpo rígido es aquel cuya forma no varía pese a ser sometido a la acción de fuerzas externas. Eso supone que la distancia entre las diferentes partículas que lo conforman resulta invariable a lo largo del tiempo.

El cuerpo rígido es un modelo ideal que se utiliza para realizar estudios de cinemática y de mecánica. Sin embargo, en la práctica, todos los cuerpos se deforman, aunque sea de forma mínima, al ser sometidos al efecto de una fuerza externa. Por lo tanto, las máquinas y las estructuras reales nunca pueden ser consideradas absolutamente rígidas.

Existen distintos modos de movimiento de un cuerpo rígido. La traslación consiste en el traslado del cuerpo, de manera que, en cada instante, las partículas que lo forman mantienen la misma velocidad y aceleración.

Con la rotación, las partículas se mueven en relación a un eje con la misma velocidad y aceleración angular.

Cuando la traslación y la rotación se combinan, aparece el movimiento general, que es estudiado a partir de la traslación y la rotación del centro de masa.

Los especialistas suelen estudiar el efecto de las fuerzas ejercidas sobre el cuerpo rígido para determinar cómo puede reemplazarse un sistema de fuerzas por otro equivalente que sea más simple. Para esto, se basan en la suposición de que el efecto de la fuerza permanece sin cambios mientras la fuerza se mueva en su línea de acción, lo que significa que las fuerzas pueden ser representadas por vectores deslizantes.

Entre los conceptos fundamentales para estos estudios, se encuentran el momento de la fuerza respecto a su eje y el momento de la fuerza respecto a un punto, que permiten concretar distintos cálculos.

La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con letra Ec o Ek (a veces también T o K).

Para una partícula, o para un sólido rígido que no esté rotando, la energía cinética va a cero cuando el cuerpo para. Sin embargo, para sistemas que contienen muchos cuerpos con movimientos independientes, que ejercen fuerzas entre ellos y que pueden (o no) estar rotando; esto no es del todo cierto. Esta energía es llamada 'energía interna'. La energía cinética de un sistema en cualquier instante de tiempo es la suma simple de las energías cinéticas de las masas, incluyendo la energía cinética de la rotación.

Un ejemplo de esto puede ser el sistema solar. En el centro de masas del sistema solar, el sol está (casi) estacionario, pero los planetas y planetoides están en movimiento sobre él. Así en un centro de masas estacionario, la energía cinética está aun presente. Sin embargo, recalcular la energía de diferentes marcos puede ser tedioso, pero hay un truco. La energía cinética de un sistema de diferentes marcos inerciales puede calcularse como la simple suma de la energía en un marco con centro de masas y añadir en la energía el total de las masas de los cuerpos que se mueven con velocidad relativa entre los dos marcos.

Esto se puede demostrar fácilmente: sea V la velocidad relativa en un sistema k de un centro de masas i:

Donde:

, es la energía cinética interna respecto al centro de masas de ese sistema

Es el momento respecto al centro de masas, que resulta ser cero por la definición de centro de masas.

, es la masa total.

Por lo que la expresión anterior puede escribirse simplemente como:

Donde puede verse más claramente que energía cinética total de un sistema puede descomponerse en su energía cinética de traslación y la energía de rotación alrededor del centro de masas. La energía cinética de un sistema entonces depende del Sistema

...