sistemas mecanicos

Sistema mecánico.
Antes de analizar los sistemas mecánicos,repasemos las definiciones de masa, fuerza y sistemas de unidades. Masa. La masa de un cuerpo es la cantidad de materia que contiene, misma que se supone constante. Físicamente, la masa es la propiedad de un cuerpo que le da inercia, es decir, resistencia a moverse o detenerse. Un cuerpo es atraído por la Tierra y la magnitud de lafuerza que ejerce la Tierra sobre él se denomina peso. En situaciones prácticas, conocemos el peso w de un cuerpo pero no su masa m. Calculamos la masa m a partir de



En donde g es la constante de aceleración gravitacional. El valor de g varía ligeramente deun punto a otro de la superficie terrestre. Como resultado, el peso de un cuerpo varía ligeramente en diferentes puntos de la superficie dela Tierra, pero su masa permanece constante. Para propósitos de ingeniería, g se considera como
g = 9.81 m/s2 = 981 cm/s2 = 32.2 pies/s2 = 386 plg/s2

Fuerza. La fuerza se define como la causa que tiende a producir un cambio en el movimiento de un cuerpo al cual se aplica. Para mover un cuerpo, debe aplicarse una fuerza sobre él. Dos tipos de fuerza pueden actuar sobre un cuerpo: las fuerzas decontacto y las fuerzas de campo. Las fuerzas de contacto son aquellas que tienen un contacto directo con el cuerpo, en tanto que las fuerzas de campo, tales como la fuerza gravitacional y la fuerza magnética, actúan sobre el cuerpo sin entrar en contacto con él.

Las unidades para la fuerza son el newton (N), la dina (din), el kgf y la lbf. En unidades del SI (sistema internacional) y delsistema mks (un sistema métrico absoluto) la unidad de fuerza es el newton. El newton es la fuerza que le dará a una masa de un kilogramo una aceleración de 1 m/s2 o

1 N = 1 kg-m/s2

Esto significa que 9.81 newtons le darán a una masa de un kilogramo una aceleración de 9.81 m/s2. Dado que la aceleración gravitacional es g = 9.81 mls2 (como se mencionó antes, para cálculos en ingeniería el valor deg se considera como de 9.81 m/s* o 32.2 pies/s2, una masa de un kilogramo producirá una fuerza en su base de 9.81 Newtons.
La unidad para la fuerza en el sistema CGS (un sistema métrico absoluto) es la dina, que le dará a una masa de un gramo una aceleración de 1 cm/s* o

1 dina = 1 g-cm/s*



La unidad para la fuerza en el sistema métrico de ingeniería (gravitacional) es el
kgf, que esuna dimensión primaria en el sistema. Asimismo, en el sistema británico de ingeniería, la unidad de fuerza es la lbf. También es una dimensión primaria en este sistema de unidades.

Comentarios. Las unidades del SI para la fuerza, la masa y la longitud son el newton (N), el kilogramo masa (kg) y el metro (m). Las unidades del mks para la fuerza, la masa y la longitud son iguales a las del SI.Asimismo, las unidades cgs para la fuerza, la masa y la longitud son la dina (din), el gramo (g) y el centímetro (cm) y las del sistema británico son la libra fuerza (lbf), el slug y el pie. Cada uno de los sistemas de unidades es consistente en que la unidad de fuerza acelera la unidad de masa una unidad de longitud por segundo.

Un sistema mecánico es un conjunto de elementos dinámicamenterelacionados, que permiten producir, transmitir, regular o modificar movimiento. Cada operador cumple una función específica dentro del sistema.

Cuando aparecieron las primeras máquinas todas se basaban en este tipo de sistema, y se utilizaba la energía de los músculos de los seres humanos para moverlas. Luego fueron apareciendo otras formas de energía que ayudaron a generar movimiento para queoperaran estos mecanismos como la energía térmica proveniente del carbón y la energía eléctrica.

Considere el sistema masa-resorte-amortiguador montado en un carro sin masa, que aparece en la figura 3-1.5. Un amortiguador es un dispositivo que proporciona fricción viscosa o amortiguamiento. Está formado por un pistón y un cilindro lleno de aceite. El aceite resiste cualquier movimiento relativo...