Mecanica

OBJETIVO
1. Analizar diferentes sistemas sometidos a la acción de fuerzas que se encuentran en equilibrio estático.
2.- Lograr el equilibrio de objetos que pueden rotar en torno a un eje, por medio de la aplicación de fuerzas y torques.

Concepto de Fuerza


Todos tenemos una idea intuitiva de lo que es una fuerza. Cuando realizamos un esfuerzo muscular para empujar, tirar o sostenerun objeto, decimos que estamos ejerciendo una fuerza sobre el objeto. También se ejerce una fuerza impulsiva cuando se lanza, o se patea una pelota.
El concepto de fuerza implica no sólo un número y una unidad sino que además tiene dirección y sentido Una fuerza es lo que se conoce en física como una cantidad vectorial y obedece a las leyes del álgebra vectorial. La tierra por ejemplo ejerceuna fuerza sobre los cuerpos que se conoce con el nombre de fuerza peso.

Para medir fuerzas se usa un resorte calibrado llamado DINAMÓMETRO, que puede encontrarse calibrado en unidades de fuerza tales como Newton (N), Dina, Kilogramo-fuerza(kgf).

Concepto de momento de una fuerza o torque ( [pic])

El momento de una fuerza también es una magnitud vectorial. Intervienen los conceptos deposición( [pic] ) y de fuerza ( [pic]). El mayor momento de una fuerza o torque se produce cuando se aplica una fuerza en un punto de un cuerpo de tal modo que sea perpendicular al vector posición.











Analizaremos el estudio de la aplicación de torques para aquellos casos en que el torque es máximo. Bajo esta situación denominaremos momento de una fuerza (() respecto de un ejeque pase por un punto (A), al producto de la fuerza F (módulo) por la distancia del eje al punto de aplicación (b), el cual se le conoce como brazo de palanca.

El efecto del torque es producir un movimiento de rotación respecto del eje que pasa por el punto A, el cual en este caso es perpendicular al plano de la figura.

Las figuras 1 y 2 muestran una regla la cual puede rotarrespecto de un eje perpendicular a la hoja y que pasa por el punto O. A estas barras se le aplica una fuerza en un extremo, produciendo torques en diferente sentido.













CENTRO DE GRAVEDAD

Los cuerpos están formados por un gran número de partículas sobre las cuales actúa la fuerza de gravedad. Se puede demostrar que la fuerza de todas esas fuerzas individuales tiene el efectoequivalente de una sola fuerza que actúa en un solo punto que se le conoce como “centro de gravedad”(c.g) y que corresponde a la fuerza peso m[pic] del cuerpo

MAQUINAS SIMPLES:

Las máquinas son dispositivos que multiplican una fuerza o bien cambian la dirección de una fuerza, entre las máquinas simples podemos citar a las palancas, las poleas, gatas hidráulicas, tornos, planos inclinados.Estas máquinas simples nos proporcionan una “ventaja mecánica”. Si se llama Fa a la fuerza de entrada (esfuerzo) que es la que se aplica a la palanca para mantener o levantar una carga y FL a la fuerza de salida o fuerza de carga o resistente), entonces la ventaja mecánica ideal (no se considera perdida por roce) viene dada por:
VENTAJA MECANICA = V.M = [pic]

LA PALANCA


Lapalanca es una máquina simple bastante eficiente. Básicamente está formada por una barra rígida que se puede hacer rotar respecto de un punto línea que recibe el nombre de FULCRO.



Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y el fulcro, se definen tres clases de palancas:

Primera clase: el fulcro se encuentra entre ambas fuerzas
Segunda clase: la carga está entre el fulcro y elesfuerzo.
Tercera clase: el esfuerzo está entre el fulcro y la carga.

En el conjunto de figuras siguiente están esquematizadas los tipos de palancas:













PRIMERA CLASE SEGUNDA CLASE TERCERA CLASE





Las poleas


Las poleas, al igual que las palancas, son máquinas simples. Una polea no es más que una rueda que puede girar libremente alrededor de...