Sistemas de unidades en ingenieria

ESTÁTICA

Sistema de Unidades en Ingeniería
Capítulo I Ing. Luis Ballena Rentería

CONCEPTOS Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES

Los conceptos básicos que se emplean en la mecánica son longitud, tiempo, masa y fuerza.

Longitud.- La Longitud es necesaria para localizar la posición de un punto en
el espacio y así describir el tamaño de un sistema físico.

Tiempo.- El Tiempo es concebido comouna sucesión de eventos. Masa.- La Masa es una propiedad de la materia por medio de la cual es posible
comparar la acción de un cuerpo con la de otro.

Fuerza.- La Fuerza es considerado como un “empuje” o un “jalon” ejercido por
un cuerpo sobre otro.

IDEALIZACIONES

Los modelos o idealizaciones, se usan en mecánica para simplificar la aplicación de la teoría.

Partícula.- Una partículatiene masa, pero un tamaño que puede ser ignorado.
Cuando un cuerpo es idealizado como una partícula, los principios de la mecánica se reducen a una forma un tanto simplificada ya que la geometría del cuerpo no estará implicada en el análisis del problema.

Cuerpo Rígido.- Un cuerpo rígido puede ser considerado como una
combinación de un gran número de partículas en la que todas laspartículas permanecen a una distancia fija unas de otras antes y después de aplicar una carga.

Fuerza concentrada.- una fuerza concentrada representa el efecto de una
carga que se supone está actuando en un punto sobre un cuerpo. Ej. La fuerza de contacto entre una rueda y el terreno.

LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON

El tema de la mecánica del cuerpo rígido está formulado con base en las tres leyesdel movimiento de Newton Fueron formulada por Sir Isaac Newton a finales del siglo XVII y pueden enunciarse como sigue:

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Primera Ley.- Una partícula originalmente en reposo, o que se mueve en línea
recta con velocidad constante, permanecerá en este estado siempre que no esté sometida a una fuerza que no está balanceada.

Segunda Ley.- Una partícula sobre la que actúa una fuerzadesbalanceada F
experimenta un aceleración a que tiene el mismo sentido que la fuerza y una magnitud que es directamente proporcional a la fuerza. F = ma

Tercera ley.- Las fuerzas mutuas de acción y reacción entre dos partículas son
iguales, opuestas y colineales.

LEY DE LA ATRACCIÓN GRAVITATORIA DE NEWTON

La Ley De Gravitación Universal, presentada por Isaac Newton en su libro publicado en1687, "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" establece, la forma y explica el fenómeno natural de la atracción que tiene lugar entre dos objetos con masa. Todo objeto en el universo que posea masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, independientemente de la distancia que los separe. Según explica esta ley, mientras más masa posean los objetos, mayor serála fuerza de atracción, y paralelamente, mientras más cerca se encuentren entre sí, será mayor esa fuerza. Expresando lo anterior en términos formales, esta ley establece que la fuerza que ejerce un objeto dado con masa m1 sobre otro con masa m2 es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa: Poniendo lo anterior en unafórmula, tenemos:

Donde m1 y m2 son las masas de los dos objetos, d es la distancia que separa sus centros de gravedad y G es constante de gravitación universal.

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UNIDADES DE MEDICION.
Las cuatro cantidades básicas – fuerza, masa , longitud y tiempo – no son todas independientes una de otra ; de hecho están relacionadas por la segunda ley de Newton; F = m.a. Debido a esto en generaluna unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades. Las primeras se denominan unidades básicas y las segundas son unidades derivadas. Todas las unidades denotan cantidades escalares. En el caso de las magnitudes vectoriales, se interpreta que cada una de las componentes está expresada en la unidad indicada. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (Unidades...