Apuntes Fisica Mecanica

FISICA I – MECANICA Plan Especial Ingeniería Mecánica 2011

Prof: Dr. Fernando Maass Artigas

Apuntes basados en los apuntes del Prof. Juan Inzunza B. de la Universidad de Concepción

INDICE
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN A LA FÍSICA. 1.1 Introducción 1.2 Definiciones 1.3 El método científico 1.4 Sistemas de magnitudes y unidades 1.5 Múltiplos, submúltiplos y prefijos 1.5.1 Orden de magnitud1.5.2 Estimación 1.5.3 Transformación de unidades 1.5.4 Análisis dimensional 1.6 Sistemas de referencia 1.6.1 Coordenadas cartesianas o rectangulares 1.6.2 Coordenadas polares 1.7 Conceptos básicos de vectores 1.7.1 Igualdad de vectores 1.7.2 Multiplicación de un vector por un escalar 1.7.3 Vectores especiales 1.7.4 Adición de vectores y algunas de sus propiedades 1.7.5 Representación de losvectores en coordenadas cartesianas 1.7.6 Igualdad de vectores en componentes 1.7.7 Suma, resta y multiplicación por un escalar 1.7.8 Producto escalar entre vectores 1.7.9 Producto vectorial de vectores Problemas CAPÍTULO 2. MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION. 2.1 Definiciones 2.2 Velocidad y aceleración 2.2.1 Velocidad media 2.2.2 Velocidad instantánea 2.2.3 Aceleración media 2.2.4 Aceleración instantánea 2.3Descripción del movimiento en una dimensión con aceleración constante 2.4 Cálculo gráfico de x y v 2.5 Cuerpos en caída libre 2.5.1 Efectos de g en las personas Problemas CAPÍTULO 3. MOVIMIENTO EN DOS DIMENSIONES. 3.1 Descripción del movimiento en dos dimensiones 3.2 Movimiento de proyectiles 3.3 Movimiento circunferencial 3.4 Velocidad y aceleración angular 3.4.1 Cinemática de rotación 3.4.2Relación entre las variables angulares y lineales. 3.5 Movimiento relativo Problemas CAPÍTULO 4. DINAMICA DE LA PARTICULA. 4.1 Introducción 4.2 Primera ley de Newton 4.3 Concepto de masa 13 13 16 18 19 21 22 24 24 24 25 25 26 28 28 29 29 30 30 31 32 32 33 36 39 39 42 42 43 44 44 47 55 59 62 64 75 75 77 84 89 90 91 94 99 105 105 109 110

4.4 Segunda ley de Newton 4.5 Peso 4.6 Tercera ley de Newton4.7 Fuerza de roce 4.8 Fuerza centrípeta 4.8.1 La descripción de peralte 4.9 Breve descripción de aplicaciones de algunas fuerzas en la medicina 4.9.1 Fuerza peso 4.9.2 Fuerza muscular 4.9.3 Fuerza de roce Problemas CAPÍTULO 5. TRABAJO Y ENERGIA. 5.1 Trabajo realizado por una fuerza constante 5.2 Trabajo realizado por una fuerza variable 5.3 Energía cinética 5.4 Potencia 5.5 Fuerzas conservativas yno conservativas 5.6 Energía potencial 5.7 Conservación de la energía mecánica 5.8 Energía y la máquina humana 5.8.1 ¿Cómo camina la máquina humana? 5.8.2 Articulaciones artificiales Problemas CAPÍTULO 6. TORQUE Y EQUILIBRIO DE CUERPO RIGIDO. 6.1 Torque de una fuerza 6.2 Equilibrio de un cuerpo rígido 6.2.1 Centro de gravedad 6.2.2 Centro de masa 6.3 Aplicaciones del torque al cuerpo humanoProblemas CAPÍTULO 7. MOMENTO LINEAL Y CHOQUES. 7.1 Momento lineal 7.2 Impulso 7.3 Conservación del momento lineal 7.4 Choques 7.4.1 Ejemplos de choques en una dimensión 7.5 Choques en dos dimensiones Problemas CAPÍTULO 8. DINAMICA DE ROTACIÓN. 8.1 Energía cinética de rotación 8.2 Relación entre torque y aceleración angular 8.3 Trabajo, energía y potencia en el movimiento de rotación 8.4 Movimiento derodadura de un cuerpo rígido 8.5 Momento angular de una partícula 8.6 Rotación de un cuerpo rígido en torno a un eje fijo 8.7 Conservación del momento angular Problemas CAPÍTULO 9. LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL. 9.1 La Ley y la fuerza gravitacional 9.2 Fuerza gravitacional y peso

111 112 114 121 126 128 131 131 131 132 135 143 143 146 149 150 153 154 157 160 162 163 164 171 171 176 177 177 182186 193 193 194 199 201 202 205 209 215 215 217 222 226 229 231 235 239 247 247 248

9.3 Energía potencial de la fuerza gravitacional 9.3.1 Velocidad de escape 9.4 Las leyes de Kepler 9.4.1 La tercera ley de Kepler 9.4.2 La segunda ley de Kepler y la conservación del momento angular 9.5 El campo gravitacional Problemas CAPÍTULO 10. NOCIONES DE MECANICA DE FLUIDOS. 10.1 Estructura de la materia...