Fisica (Movimientos )

FÍSICA APLICADA A LA INGENIERÍA
Prof. María Victoria Carbonell

Las imágenes de la presentación han sido obtenidas del libro: Physics for Scientists and Engineers Paul A. Tipler • Gene Mosca Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

Programa

1. Teoría de Campos y operadores diferenciales 2. Mecánica de Fluidos 3. Mecánica de Hilos y Cables 4. Vibraciones mecánicas. Aplicaciones a laingeniería

Programa
Generalidades Ecuación diferencial general del movimiento de las vibraciones mecánicas Vibraciones libres sin amortiguamiento Vibraciones libres amortiguadas: Estudio energético Amortiguamiento supercrítico Amortiguamiento crítico Amortiguamiento subcrítico Vibraciones forzadas sin amortiguamiento Resonancia, fenómenos de batimiento Vibraciones forzadas conamortiguamiento. Aplicaciones a desequilibrios rotatorios Transmisión de vibraciones. Coeficiente de transmisibilidad

Objetivos
Distinguir los movimientos armónico y no armónico. Identificar las fuerzas que actúan sobre un sistema vibrante. Clasificar las vibraciones en función de la presencia o ausencia de amortiguamiento y de estímulos externos. Saber deducir la ecuación diferencial que rige el movimientoen cada tipo de vibración. Analizar los distintos movimientos vibratorios desde el punto de vista energético. Conocer los efectos resonantes, su trascendencia y aplicación en el ámbito de la ingeniería. Diseñar amortiguadores para evitar la transmisión de vibraciones.

Bibliografía
ALONSO, M. FINN, E. (1995). Física. Addison Wesley Iberoamericana. Capítulo 10 BEER, F.; JOHNSTON, E.R. (2005).Mecánica vectorial para ingenieros. Dinámica. Cap.19. Mc Graw Hill, 7ª Ed. CRAWFORD, J. (1977). Ondas, Berkeley Physics Course. Ed. Reverté Capítulos 1 y 3 LAFITA, F.; MATA, H. (1968). Introducción a la teoría de vibraciones mecánicas. Ed. Labor LEA, S.M.; BURKE, J.R. (1998). Física .La naturaleza de las cosas. Capítulo 14 SERWAY, R.A. (1992). Física. Ed. Mc Graw Hill. Capítulo 13 TIPLER, P.A.;MOSCA, G. (2005). Física para la ciencia y la tecnología. 5ª edición. Ed. Reverté http://www.sc.ehu.es/sweb/fisica/oscilaciones/oscilacion.htm Videos: El Universo mecánico. Movimiento armónico, Resonancia

Generalidades
Movimiento vibratorio o vibración es la variación o cambio de configuración de un sistema en torno a una posición de equilibrio estable. Característica fundamental:

periódicoEs frecuente el movimiento armónico simple

Generalmente, se suponen vibraciones relativamente pequeñas, porque fuera de ellas dejan de tener validez la mayoría de las hipótesis que se establecen para su estudio.

Generalidades
Movimiento periódico: cuando la configuración del sistema que realiza el movimiento se repite o toma los mismos valores en intervalos iguales de tiempo (PERIODO:T)
Posición Velocidad Aceleración

x(t ) = x(t + T ) = x(t + 2T ) = ...... = x(t + nT ) x′(t ) = x′(t + T ) = x′(t + 2T ) = ...... = x′(t + nT ) x′′(t ) = x′′(t + T ) = x′′(t + 2T ) = ...... = x′′(t + nT )

Movimiento aperiódico: cuando no se repite. • Amortiguados: los parámetros se hacen cada vez más pequeños • Amplificados: algún parámetro aumenta con el tiempo

Generalidades
Lasvibraciones pueden ser: Mecánicas Eléctricas Electromagnéticas Térmicas etc. Sistemas Mecánico Circuito Eléctrico Campo Electromagnético Oscilaciones Térmicas etc.

Vibraciones Mecánicas

Ejemplos

Ejemplos

Ejemplos

Ejemplo: Vibraciones libres sin amortiguamiento

Posición de Equilibrio

Ejemplo: Vibraciones libres sin amortiguamiento

Generalidades

La fuerza ejercida por unmuelle es semejante a la ejercida por un átomo sobre otro en una molécula. Para pequeños desplazamientos del equilibrio, la fuerza restauradora es proporcional al desplazamiento.

Generalidades
Importancia en la ingeniería
Perturban el normal funcionamiento de un sistema mecánico Causan molestias en el personal Acortan la vida útil de los mecanismos

Aplicaciones
Plan de mantenimiento de...