Biología

Ingeniería de la Energía

FISICA 1
Mecánica
Programa adaptado
a los nuevos Grados
Javier F. Urchueguía Schölzel

Grado de Ingeniería en Energía

FÍSICA 1

2

por el Prof. Javier F. Urchueguía Schölzel
Catedrático de Físca Aplicada – E.T.S.I.I. – UPV
Enero de 2013

Índice general
I

Mecánica del punto

1 Cinemática del punto

11
17

1.1 Los cinemas . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.1.1 Velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2 La aceleración. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.3 Las sobre–aceleraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

20

22

1.2 Casos particulares delmovimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2 Cinemática relativa

27

2.1 Sistemas de referencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.2 Velocidades de arrastre, relativa y absoluta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.3 Aceleraciones y teorema de Coriolis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.3.1 Aceleración relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

2.3.3 Aceleración absoluta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

2.3.2 La aceleración de arrastre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

3

Índice general

3 Conceptos fundamentales de la dinámica

39

3.1 Formas deequilibrio y fuerzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1.1 Equilibrios absoluto, cinético y relativo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

3.1.2 Fuerzas y su naturaleza, momentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

40

3.2.1 Postulados de la dinámica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

3.2 Las leyes de ladinámica del punto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.2 Masa inerte y masa gravitatoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

3.3.1 Cantidad de movimiento del punto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

3.3.3 Teorema del Centro de Masa (CDM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51

3.3 Magnitudes dinámica y leyesdel movimiento de los sistemas de N puntos . . 47
3.3.2 Cantidad de movimiento de un sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

3.3.4 El momento cinético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

52

3.3.6 El concepto de potencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

3.3.5 Trabajo mecánico en traslaciones y rotaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

3.3.7 Energía cinética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59

3.4.1 Relación entre trabajo y energía para un sistema de un único punto–masa .

59

3.4 Energía mecánica y su conservación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.4.2 La energía mecánica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .

II Mecánica de los sistemas indeformables
4 Estática

61

71
73

4.1 Las fuerzas actuando sobre sólidos indeformables (SI) como vectores
deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.1.1 Tratamiento vectorial de los vectores deslizantes: momento y campo de
momentos de un sistema de vectores (SV). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

74

Índice general

4.1.2 Condiciones de equilibrio en un sólido indeformable: Método de las
Reacciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

74

4.2.1 Las fuerzas de la gravedad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

4.2 Estudio de las fuerzas que...