Fundamento de la estatica. mecanica aplicada

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Fundamento de la estatica. mecanica aplicada

  1. 1. República Bolivariana de Venezuela Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Barinas. Realizado por: Ceila Osorio. C.I 20 425 175. Mecánica Aplicada. Area: Ing Industrial. SAIA Guarenas. Caracas, Noviembre de 2013.
  2. 2. División e Historia Fundamentos de la estática. En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N.
  3. 3. Fuerza en mecánica newtoniana. Fuerza de contacto y a distancia. Esta fuerza puede definirse a partir de la derivada Temporal. Del momento lineal. Pero si la masa permanece constante se puede escribir. Fuerzas de contacto. Se dan como producto de la interacción de los cuerpos en contacto directo. Fuerza a distancia. Es como la fuerza gravitatoria o la coulómbica entre cargas, debido a la interacción entre campos que se producen cuando los cuerpos están separados cierta distancia unos de los otros, por ejemplo: el peso.
  4. 4. Fuerza interna y de contacto. Fricción. Las fuerzas internas son similares a las fuerzas de contacto entre ambos cuerpos y si bien tienen una forma más complicada, ya que no existe una superficie macroscópica a través de la cual se den la superficie. La fricción en sólidos puede darse entre sus superficies libres en contacto en el tratamiento de los problemas mediante mecánica newtoniana, la fricción entre sólidos frecuentemente se modeliza como una fuerza tangente sobre cualquiera de los planos del contacto entre sus superficies.
  5. 5. Fuerza Gravitoria. Las fuerzas gravitarías entre dos partículas en la mecánica newtoniana la fuerza de atracción entre dos masas, cuyos centros de gravedad están lejos comparadas con las dimensiones del cuerpo, viene dada por la ley de la gravitación universal de Newton:
  6. 6. Fuerzas de Campos Estacionario. En mecánica newtoniana también es posible modelizar algunas fuerzas constantes en el tiempo como campos de fuerza. Por ejemplo la fuerza entre dos cargas eléctricas inmóviles, puede representarse adecuadamente mediante la ley de Coulomb: Donde. Es la fuerza ejercida por la carga 1 sobre la carga 2. Una constante que dependerá del sistema de unidades para la carga. Vector de posición de la carga 2 respecto a la carga 1. Valor de las cargas.
  7. 7. Fuerza Eléctrica La fuerza eléctrica también de acción a distancia, la internación entre los cuerpos actúa como una fuerza atractiva o puede actuar como una fuerza repulsiva.
  8. 8. Unidades de Fuerza El Sistema Internacional de Unidades (SI) constituye un catálogo de unidades en las que hay que expresar las medidas de las diferentes magnitudes. Unidades Magnitudes fundamentales Nombre Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Intensidad de corriente eléctrica amperio A Temperatura termodinámica kelvin K Cantidad de sustancia mol Intensidad luminosa candela mol cd
  9. 9. Momento de la fuerza Se denomina momento de una fuerza (respecto a un punto dado) a una magnitud (pseudo)vectorial, obtenida como producto vectorial del vector de posición del punto de aplicación de la fuerza (con respecto al punto al cual se toma el momento) por el vector fuerza, en ese orden también se denomina momento dinámico o sencillamente momento.
  10. 10. Definición El momento de una fuerza aplicada en un punto P con respecto de un punto O viene dado por el producto vectorial del vector por el vector fuerza; esto es Donde es el vector que va desde O a P. Interpretación del momento El momento de una fuerza con respecto a un punto da a conocer en qué medida existe capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para cambiar el estado de la rotación del cuerpo alrededor de un eje que pase por dicho punto. El momento tiende a provocar una aceleración angular en el cuerpo sobre el cual se aplica y es una magnitud característica en elementos que trabajan sometidos a torsión.
  11. 11. Unidades El momento dinámico se expresa en unidades de fuerza por unidades de distancia. En el Sistema Internacional de Unidades la unidad se denomina newton metro o newtonmetro, indistintamente. Su símbolo debe escribirse como N m o N•m (nunca mN, que indicaría milinewton).
  12. 12. Cálculos del momento en el plano. Se dice que momento es igual a fuerza por su brazo cuando se consideran problemas mecánicos bidimensionales, en los que todas las fuerzas y demás magnitudes vectoriales son coplanarias, el cálculo de momentos se simplifica notablemente. Eso se debe a que los momentos serían perpendiculares al plano de coplanariedad sumar momentos se reduciría a sumar tan sólo sus componentes perpendiculares al plano, que son magnitudes escalares. Calculo de Momento en el Plano.
  13. 13. Direcciones Asociadas. A un par ordenado de direcciones. Basada en la práctica de ilustración de los tres dedos consecutivos de la mano derecha, empezando con el pulgar, índice y de ultimo el dedo medio estos se posicionan apuntando a tres diferentes direcciones perpendiculares. Se inicia con la palma hacia arriba, y el pulgar determina la primera dirección vectorial, el índice la segunda y el corazón nos indicará la dirección del tercero. El ejemplo más común es el producto vectorial.
  14. 14. Direcciones asociadas a un giro. El pulgar apunta en la misma dirección que la corriente eléctrica y los demás dedos siguen la dirección del campo magnético. Aplicaciones. Muchas máquinas y procesos industriales observan este orden para ejes, vectores y movimientos axiales, incluyendo la robótica, pues sus 12 movimientos fundamentales se adhieren a esta regla.
  15. 15. Muchas Gracias por su Atención.

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