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CINETICA

El movimiento rectilíneo es aquel que ocurre en línea recta. Un objeto está en movimiento si su posición cambia. La distancia y desplazamiento nos ayudan a determinar la cantidad movida. Si te mueves más rápidamente o lentamente tu rapidez y velocidad cambian, de forma que la rapidez y la velocidad describen el cambio en posición a través del tiempo. La razón a la cual cambia la velocidad en un intervalo de tiempo dado se llama aceleración. La aceleración describe el cambio de velocidad a través del tiempo. En esta unidad de cinemática nos concentraremos en el movimiento que ocurre en línea recta.

La cinemática es la parte de la mecánica en física que estudia y describe el movimiento de los objetos. La cinemática se basa en la descripción del movimiento usando explicaciones, números y ecuaciones que incluyen la distancia, desplazamiento, rapidez, velocidad y aceleración, mientras que la Cinética es el estudio de las fuerzas sobre sistemas en movimiento.

En la ingeniería es válido considerar los movimientos cinemáticos deseados y sus consecuencias, y subsecuentemente investigar las fuerzas cinéticas asociadas con esos movimientos.

La mayoría de los sistemas mecánicos dinámicos no pueden diseñarse sin considerar a fondo ambos temas. Es lógico considerarlos en el orden en que aparecen puesto que, por la segunda ley de Newton, f=ma, en general se requiere conocer la aceleración (a) para calcular las fuerzas dinámicas (f) generadas por el movimiento de la masa (m) delsistema.

El objetivo de la cinemática es crear los movimientos de las partes mecánicas y luego calcular las posiciones, velocidades y aceleraciones que los movimientos crearan en las partes. Los esfuerzos, serán una función tanto de las fuerzas aplicadas como inerciales (ma).

En maquinaria que se mueve con frecuencia las fuerzas más grandes son las generadas por la dinámica de la máquina. Estas fuerzas dinámicas son proporcionales a la aceleración la cual nos lleva de nuevo a la cinemática. Así las decisiones en el proceso de diseño que implican principios cinemáticos pueden ser cruciales para el éxito de cualquier diseño mecánico.

Un mecanismos es un dispositivo que transforma el movimiento en un patrón deseable, desarrolla fuerzas muy bajas y transmite poca potencia. Un mecanismo se define como un un medio de transmisión, control o restricción del movimiento en cambio una maquina contiene mecanismos diseñados para producir y transmitir fuerzas significativas.

Algunos ejemplos de mecanismos pueden ser un sacapuntas, un obturador de cámara fotográfica, una silla plegable, una lámpara de escritorio ajustable y un paraguas a su vez algunos ejemplos de máquinas que poseen movimientos similares a los anteriores son un procesador de alimentos, la transición de un automóvil, un robot, y un juego mecánico de un parque de diversiones.

Si las fuerzas o niveles de energía en los dispositivos son significativos se considera como una maquina si no deberá ser considerado como un mecanismo. Un mecanismo es un sistema deelementos acomodados para transmitir movimiento de forma predeterminada.

Si un mecanismo se carga en exceso y funciona a bajas velocidades se puede tratar como un dispositivo cinemático; es decir se puede analizar cinematicamente sin considerar las fuerzas.

Las maquinas por otra parte deben tratarse como mecanismos, sus velocidades y aceleraciones analizadas cinematicamente y después como un sistema dinámico en el que sus fuerzas dinámicas y estáticas producidas por esas aceleraciones sean analizadas mediante principios de cinética.

Un poco de la historia de las máquinas y mecanismos es que están ideados desde los antiguos egipcios que idearon máquinas para la construcción de pirámides y monumentos.

La ingeniería mecánica tuvo sus principios en el diseño de máquinas a medida que las invenciones de la revolución industrial requerían soluciones más complicadas en problemas de control de movimiento. James Watt (1736-1819) fue el primer cinematiciano por su síntesis de eslabonamiento de línea recta watt fue el primero en reconocer el valor de los movimientos del eslabon acoplador en el eslabonamiento de cuatro barras. Oliver Evans (1755-1819) también diseño un eslabonamiento en línea recta para un motor de vapor. Euler (1707-1738)presento un tratamiento analítico de mecanismos en su mechanica sive motus scienta analytice expósita en el cual incluyo que el concepto de que el movimiento plano consta de dos componentes independientes también sugirió la separación del problema de análisis dinamico en“geométrico” y “mecanico” para simplificar la determinación de la dinámica del sistema.

Andre Marie Ampere(1775-1836), profesor de L’Ecole Polythecnic en parís fue el primero en utilizar el termino cinematique, derivado de la palabra griega para movimiento para describir el estudio del movimiento al omitir las fuerzas y sugirió que esta ciencia debe incluir todo lo que se refiere al movimiento.

Robert Willis (1800-1875) intento sistematizar la tarea de síntesis de mecanismos establecio cinco formas de obtener movimiento relativo entre eslabones de entrada y salida: contacto rodante y contacto deslizante, eslabonamientos, conectores envolventes y polipastos. Alexander Kennedy (1847-1928) proporciono el concepto de un par cinemático (junta) los cuales definen el tipo de movimiento transmitido entre los elementos del mecanismo.

En el siglo XX la mayor parte del trabajo cinemático se realizó en Europa, sobre todo en Alemania. En Estados Unidos, la cinemática fue ignorada hasta los 40 cuando desde la caída de la “cortina de hierro” mucho trabajo original realizado por cinematistas rusos soviéticos ha llegado a estar disponible en Estados Unidos. Muchos investigadores estadounidenses utilizaron la computadora para resolver problemas previamente intratables.

En la mecánica clásica se admite la existencia de un espacio absoluto, es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e independiente de la existencia de estos. Este espacio es el escenario donde ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone quetodas las leyes de la física se cumplen rigurosamente en todas las regiones del mismo. El espacio físico se representa en la mecánica clásica mediante un espacio puntual euclídeo.

Análogamente, la mecánica clásica admite la existencia de un tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del Universo y que es independiente de la existencia de los objetos materiales y de la ocurrencia de los fenómenos físicos.

El móvil más simple que se puede considerar es el punto material o partícula; cuando en la cinemática se estudia este caso particular de móvil, se denomina cinemática de la partícula,

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