Diseño de Estructuras I

MECANICA.

Es una rama de la ciencia física que estudia el estado de reposo o

movimiento de los cuerpos que están sometidos a una acción de

fuerzas.

Cla

sifi

caci

ón

Cuerpos rígidos

Cuerpos deformables.

De fluidos.

En general, esta materia puede

dividirse a su vez en tres ramas

Presa

La mecánica de cuerpos rígidos se divide en dos áreas: Estática y Dinámica.

La estática estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir, de aquellos

que están en reposo o se mueven a una velocidad constante.

Por su parte, la dinámica estudia el movimiento acelerado de los cuerpos dinámica.

Conceptos fundamentales

Antes de comenzar nuestro estudio de la ingeniería mecánica, es importante

comprender el significado de ciertos conceptos y principios fundamentales.

La mecánica que estudiaremos, se enfoca a la mecánica de cuerpos rígidos especialmente la

ESTÁTICA. Es necesario conocer ciertos significados y principios fundamentales, como:

LONGITUD

• Se usa para localizar la posición de un punto en el espacio y por lo tanto describe el tamaño de un sistema físico. Define distancias y propiedades geométricas de un cuerpo.

CANTIDADES BÁSICAS:

Conceptos fundamentales

MASA

La cantidad de materia que contiene un cuerpo.La masa es una propiedad de la materia por medio de la cual es posible comparar la acción de un cuerpo con la de otro. Esta propiedad se manifiesta como una atracción gravitatoria entre dos cuerpos y proporciona una medida cuantitativa de la resistencia de la materia a cambios de velocidad.

TIEMPO

• Se concibe como una secuencia de eventos. Interviene en el movimiento de los cuerpos.

Conceptos fundamentales

FUERZA

En general, la fuerza es considera como un "empuje" o un "jalón" ejercido por un cuerpo sobre otro. Esta interacción puede ocurrir cuando existe contacto directo entre los cuerpos, como cuando una persona empuja una pared, o a través de una distancia cuando los cuerpos están físicamente separados (Fuerzas gravitatorias, eléctricas o magnéticas).

PARTÍCULA.

Una partícula tiene masa, pero un tamaño que puede ser ignorado. Por ejemplo, el tamaño de la Tierra es insignificante comparado con el tamaño de su órbita, y por lo tanto, la Tierra puede ser modelada como una partícula al estudiar su movimiento orbital.

Idealizaciones.

Los modelos o idealizaciones se utilizan en mecánica

a fin de simplificar la aplicación de la teoría.

CUERPO RÍGIDO.

Un cuerpo rígido puede ser considerado como una combinación de un gran número de partículas en la que todas las partículas permanecen a una distancia fija unas de otras antes y después de aplicar una carga.

FUERZA CONCENTRADA.

Una fuerza concentrada representa el efecto de una carga que se suponeestá actuando en un punto sobre un cuerpo. Podemos representar una carga por medio de una fuerza concentrada, siempre que el área sobre la cual la carga es aplicada, sea muy pequeña en comparación con el tamaño total del cuerpo.

Principios y Leyes: Leyes de Newton

La ingeniería mecánica está formulada con base en las tres

leyes del movimiento de Newton

Principios y Leyes: Leyes de Newton

PRIMERA LEY o LEY DE LA INERCIA

Una partícula originalmente en reposo, o que se mueve en línea recta con

velocidad constante, permanecerá en este estado siempre que no esté sometida

a una fuerza que no está balanceada.

Fuente: Estática 12Ed. Russel

F1+F2+F3=0

Principios y Leyes: Leyes de Newton

SEGUNDA LEY o PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINAMICA

Una partícula sobre la que actúa una fuerza desbalanceada “F” experimenta

una aceleración “a” que tiene el mismo sentido que la fuerza y una magnitud

que es directamente proporcional a la fuerza: Si “F” es aplicada a una partícula

de masa “m”, esta ley puede expresarse matemáticamente como:

Fuente: Estática 12Ed. Russel

Principios y Leyes: Leyes de Newton

TERCERA LEY o LEY DE ACCION Y REACCION

Las fuerzas mutuas de acción y reacción entre dos partículas son iguales,

opuestas y colineales.

Fuente: Estática 12Ed. Russel