Mecanica
La ciencia de la mecánica se ocupa de los conocimientos relativos al estado de reposo o movimiento de los cuerpos sujetos a fuerzas.
Como dichos fenómenos estáticos o dinámicos aparecen virtualmente en todos los problemas de ingeniería, la mecánica ha sido y es el tema fundamental en el estudio y la práctica de esta rama de la técnica.
La mecánica se divide por lo general en trespartes: de los cuerpos rígidos, de los cuerpos deformables, y de los fluidos.
Alcance de la mecánica
(1) la estática es el estudio de equilibrio de los cuerpos bajo la acción de fuerzas.
(2) la dinámica es el estudio del movimiento de los cuerpos considerando, tanto cinemática como cinéticamente.
(a) la cinemática es el estudio de la geometría del movimiento sin referencias a las causas delmismo. Se ocupa de la posición del desplazamiento o de la velocidad, de la aceleración y del tiempo. Estas cantidades se conocen como cantidades cinemáticas.
(b) la cinética es el estudio de las relaciones entre las fuerzas y el movimiento en los cuerpos en los cuales ellas actúan.
Como las relaciones cinéticas están invariablemente involucradas en el estudio de la cinética, la palabra dinámica seutiliza con frecuencia para referirse a la cinética.
Modelos básicos
(1) una partícula es el modelo matemático de un punto de masa. No tiene dimensiones pero si tiene masa, y su posición se puede especificar en el espacio.
(2) un cuerpo rígido es un modelo matemático de un cuerpo material o de un sistema de partículas en el cual la distancia entre dos puntos masa cualesquiera permanececonstante. En otras palabras, un cuerpo rígido es un sistema tal que el cambio de distancia entre dos cualesquiera de su partícula, entendiendo como deformación, no tiene lugar.
Cantidades básicas: masa, fuerza, longitud y tiempo
(1)La masa, que es una propiedad de la materia definida por los resultados de ciertos experimentos fundamentales, se utiliza para determinar y comparar cuerpos. Por ejemplodos cuerpos de la misma masa son atraídos por la tierra de la misma manera; presentan también la misma resistencia a un cambio en el movimiento de traslación.
La segunda proporción se demuestra empujando los cuerpos hacia abajo una distancia igual, soltándolos y observando después que ambos tienen el mismo movimiento de oscilación.
(2) la fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro y que afectael estado de movimiento o de reposo del cuerpo sobre el cual actúa. Puede ejercerse mediante contacto real, entendido como un empuje o un jalón. O atreves de la distancia, tal y como ocurre con las fuerzas gravitacionales o magnéticas. Una fuerza queda completamente definida por su magnitud, su punto de aplicación y su dirección y sentido. Es decir, la idea de fuerza implica la acción mutua de doscuerpos; o en otras palabras siempre se presentan por parejas, de iguales magnitudes y direcciones, coloniales y de sentidos contrarios.
(3) longitud es el concepto utilizado para definir, cuantitativamente, el tamaño de un objeto, comparándolo con otro de dimensiones conocidas. El concepto de longitud está asociado también con la noción del lugar donde ocurre un evento. La longitud seespecifica mediante comparación con un patrón determinado, contando tanto el número de veces enteras que de este correspondan, como el de fracciones del mismo que integran en ella.
(4) tiempo es el concepto que determina la secuencia de los elementos; es decir, establece la noción de cuando ocurren. El ordenamiento se verifica contando el número de acciones repetibles y fracciones de ella.
Cantidadessecundarias
Cuando se aceptan como cantidades básicas la masa o la fuerza, la longitud y el tiempo, todas las otras cantidades que surgen en mecánica clásica, son designadas como secundarias o derivadas, porque se pueden expresar en función de ellas. Por ejemplo, la velocidad se define en términos de la longitud por unidades de tiempo, el volumen en función de la longitud al cubo, y la densidad...
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