Introd a la mecanica

INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA

Introducción
La mecánica es la parte de la física que estudia las condiciones de reposo o de movimiento delos cuerpos bajo la acción de fuerzas, tratando también de su respuesta frente a la acción de dichas fuerzas. En el primer caso se habla de estática, en el segundo de dinámica. Se puede diferenciar en tres partes diferentes, según sea el cuerpo estudiado(sólidos, gases y líquidos):

Mecánica de sólidos rígidos
a) Estática: proporciona métodos para la determinación de las reacciones en los apoyos y de las relaciones entre las distribuciones de fuerzas interiores y cargas exteriores en estructuras estacionarias. Es la base para iniciar, posteriormente, el estudio de la mecánica de cuerpos deformables. b) Cinemática: se trata del análisis del movimientode los cuerpos sin considerar las causas que lo producen. A partir de esta base se estudia la cinemática de máquinas (bielas, engranajes, …). c) Dinámica: Es el estudio de cuerpos sometidos a fuerzas no equilibradas. Se obtienen en estos casos movimientos acelerados y se analiza la relación entre el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo producen. Está basada en las leyes de Newton y enlas ecuaciones integradas del movimiento (trabajo y energía, impulso, cantidad de movimiento).

Mecánica de sólidos deformables (o mecánica de los materiales): se trata del estudio de las
fuerzas internas y de las deformaciones que tienen lugar en las estructuras cuando se aplican cargas externas.

Mecánica de fluidos(o hidráulica): se analizan los gases o los líquidos en condiciones de
reposoo de movimiento. Los fluidos se pueden separar en dos grupos: a) Fluidos compresibles: cuando la densidad (ρ) cambia con la presión (P) y la temperatura (T). b) Fluidos incompresibles: cuando el volumen V del fluido es constante frente a variaciones de presión (∆P).

1.1 Conceptos fundamentales
Los conceptos básicos que se han de conocer para iniciar el estudio de la mecánica son lossiguientes:

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Espacio: se trata de la región geométrica donde tienen lugar los sucesos de interés en la mecánica. En el espacio se define la posición del sólido estudiado o e un punto determinado a partir de un origen y a unas coordenadas definidas. La medida que se utiliza para describir el tamaño de un sistema físico se denomina longitud, y se define la distancia como las veces que cabe entredos puntos determinados una medida patrón. Al trabajar en este curso, consideraremos siempre un sistema de referencia fijo en el espacio, es decir, un sistema de referencia absoluto. Tiempo: es el intervalo que transcurre entre dos sucesos, con el que se define el instante en el que ocurre el evento determinado. Las medidas de tiempo se efectúan por comparación con un suceso repetible, como puedeser la traslación y la rotación de la Tierra. Para medir fracciones de tiempo se utiliza un reloj; se trata de un dispositivo que sirve para indicar el paso del tiempo. Básicamente, los relojes funcionan por: Masa: propiedad que caracteriza a la materia y, en concreto, a los cuerpos. Se llama materia a toda sustancia que ocupa un espacio, denominando cuerpo a aquella materia limitada por unasuperficie cerrada. Se define el concepto de inercia como la propiedad de un cuerpo que hace que éste se resista a cualquier cambio de movimiento. La masa es una medida cuantitativa de la inercia. Se define como el cociente entre la densidad el cuerpo y su volumen. La resistencia que ofrece un cuerpo a la variación de su movimiento de traslación sólo depende de su masa, y no de la forma y del tamañodel cuerpo. Por este motivo, también puede definirse como la proporcionalidad entre la fuerza resultante aplicada sobre un cuerpo y la aceleración alcanzada por éste: Sin embargo, la resistencia que un cuerpo opone a la variación de su movimiento de rotación no depende únicamente de su masa, sino también de cómo está distribuida ésta respecto al centro de rotación. Hablamos en este caso de su...