Este documento presenta una introducción a la mecánica, la cinemática y el rozamiento. Brevemente describe la historia y definición de cada tema, y los conceptos básicos relacionados. La mecánica estudia el movimiento de los cuerpos y se divide en cinemática y dinámica. La cinemática describe el movimiento sin considerar las fuerzas, mientras que la dinámica estudia las fuerzas y causas del movimiento. El rozamiento es la fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto.

1. Mecánica Elemental- Ing. Edwin Alexis
Sánchez Guzmán
José Antonio Estévez Tejeda (12-
0625)
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2. Índice
• Introducción……………………………………………………………………….. pág.3
• Mecánica: historia y definición………………………………………….. pág.4
-Agrupaciones de la mecánica……………………………………………. pág.5
-Conceptos Básicos…………………………………………………………….....pág.6
• Cinemática: Historia y Definición…………………………………………pág.7
-Conceptos Básicos…………………………………………………………..……pág.8
• Historia y Definición del Rozamiento…………………………………...pág.9
-Conceptos Básicos…………………………………………………………………….pág.10
• Conclusión……………………………………………………………………………..pág.11
• Bibliografía…………………………………………………………………………….pág.12
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3. Se expondrá todo lo concerniente a la mecánica como ente
completo, y lo anterior será acompañado de dos fenómenos que
forman parten de la misma, estas son cinemática y rozamiento.
Se decide tomar como punto de partida el sentido que involucra el
tema a investigar en cuestión, así como su evolución a través del
tiempo y finalmente, los conceptos finales que acabaron formándose
para con el mismo, y por tanto, rige el comportamiento y las
características a las cuales aplican todos los factores para el tópico
en cuestión.
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4. Historia y Definición de la Mecánica
(La mecánica: es la parte de la Física que describe el movimiento de los
cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas.
Se divide en dos partes: Cinemática, que describe como se mueven los
objetos, y Dinámica, que estudia a la fuerza y a las causas que provocan el
movimiento de los objetos).
Como ciencia apareció en el periodo helenístico por medio de
Arquímedes, quien describió las leyes de la palanca y otras maquinas, las
cuales con su uso dieron origen a las primeras nociones de dinámica y
estática. El físico y astrónomo italiano Galileo reunió las ideas de otros
grandes pensadores de su tiempo y empezó a analizar el movimiento a
partir de la distancia recorrida desde un punto de partida y del tiempo
transcurrido. Demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta
continuamente durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetos
pesados o ligeros, siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire
(rozamiento). El matemático y físico británico Isaac Newton mejoró este
análisis al definir la fuerza y la masa, y relacionarlas con la aceleración.
Para los objetos que se desplazan a velocidades próximas a la velocidad de
la luz, las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría de la
relatividad de Albert Einstein. Para las partículas atómicas y subatómicas,
las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría cuántica. Pero para
los fenómenos de la vida diaria, las tres leyes del movimiento de Newton
siguen siendo la piedra angular de la dinámica (el estudio de las causas del
cambio en el movimiento).
Arquímedes Galileo Galilei
Isaac Newton Albert Einstein
Aristóteles
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5. Agrupaciones de la Mecánica
Mecánica Clásica: Compuesta por el estudio de
sólidos rígido y de fluidos. Las mismas se abarcan
en dos tipos de formulaciones: La Newtoniana
(abarca la cinemática y la estática) y La Analítica
(apoyada en formulas matemáticas que
formalizan las variedades diferenciables). Todo lo
anterior se basa en la “Predictibilidad” (donde se
supone que se conoce un instante de tiempo y por
ende se realizan cálculos a futuro).
Mecánica Relativista: Comprende la Teoría de
la relatividad especial (comportamiento de
cuerpos a grandes velocidades), La Teoría
general de la relatividad, (asociada a la teoría
de la gravitación). Se le considera como una
ciencia determinista ya que aplica lo siguiente:
La fuerza y la aceleración (como fuerzas
tangenciales) y el intervalo de tiempo (como un
factor variable).
Mecánica Cuántica: abarca sistemas
mecánicos de pequeña escala . Aquí los
sistemas pueden evolucionar en ciertos
momentos de manera no determinista , por eso
toma el enfoque probabilístico (renunciando al
concepto de trayectoria y posición de una
partícula). La estructura interna de algunos
sistemas físicos de interés como los átomos o
las moléculas sólo pueden ser explicados
mediante un tratamiento cuántico, ya que la
mecánica clásica hace predicciones sobre
dichos sistemas que contradicen la evidencia
física.
Teoría Cuántica de Campos: Combina la
mecánica relativista y la mecánica cuántica, y
no trata la mecánica de partículas, sino que las
trata por grupos. Esta teoría logra aunar
principios cuánticos y teoría de la relatividad
especial (aunque no logra incorporar los
principios de la relatividad general). Dentro de
esta teoría, no se consideran ya estados de las
partículas sino del espacio-tiempo
(caracterizado por numero de partículas de
cada tipo).
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6. Conceptos Básicos
Masa: carácter comparativo de un cuerpo.
Fuerza: La fuerza representa la acción de
un cuerpo sobre otro cuerpo,
caracterizada por su punto de aplicación,
magnitud, dirección y el vector.
Tiempo: Duración de las cosas sujetas a
un cambio.
Inercia: propiedad de los cuerpos de no
modificar su estado de reposo o
movimiento uniforme hasta que se aplique
una fuerza en sentido contrario.
Potencia: es la cantidad de trabajo
efectuado por unidad de tiempo.
Energía: capacidad para realizar un trabajo.
Trabajo: es la energía necesaria que aplica un
cuerpo para desplazar otro.
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7. Historia y Definición de la Cinemática
(La cinemática: es una rama de la física dedicada al estudio del
movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo
producen (fuerzas). Se basa en el estudio de la aceleración y la rapidez que
describen el cambio de posición en función del tiempo. El Análisis
Vectorial es la herramienta matemática más adecuada para ellos ya que
describe el movimiento de los objetos utilizando palabras, diagramas,
números, gráficas y ecuaciones.)
Los primeros en intentar describir el movimiento fueron los astrónomos y
los filósofos griegos. Luego las aportaciones de Nicolás Copérnico, y
Johannes Kepler expandieron los horizontes en la descripción del
movimiento, luego Galileo Galilei empezó a comprender aspectos del
movimiento relevantes en su tiempo, esto lo completa Evangelista
Torricelli que fue configurando lo que se conocería como geometría del
movimiento. Continuado por Isaac Newton que estableció tres leyes de
movimiento (inercia, dinámica y acción-reacción).A esta nueva ciencia que
describe el movimiento usando ecuaciones le llamamos cinemática. Pierre
Varignon definió la noción de aceleración y mostró cómo es posible
deducirla de la velocidad instantánea con la ayuda de un simple
procedimiento de cálculo diferencial. El vocablo cinemática fue creado
por André-Marie Ampère, quien delimitó el contenido de esta disciplina y
aclaró su posición dentro del campo de la mecánica. Desde entonces y
hasta nuestros días la cinemática ha continuado su desarrollo hasta
adquirir una estructura propia.
Nicolás Copérnico
Johannes Kepler Evangelista Torricelli
André-Marie Ampère
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8. Conceptos
Modelo -físico: Para estudiar la
realidad con cierta aproximación y
determinadas condiciones, se usan para
realizar cálculos teóricos.
Posición: referente a la localización
con respecto a un sistema de
referencia (lo que en física se llama
'observador').
Sistema de referencia: Es aquel
sistema coordenado con respecto
al cual se da la posición de los
puntos y el tiempo.
Aceleración: magnitud vectorial que
nos indica el cambio de velocidad
por unidad de tiempo.
Velocidad: magnitud física de
carácter vectorial que expresa el
desplazamiento de un objeto-
por unidad de tiempo.
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9. Historia y Definición del Rozamiento
(Rozamiento: fuerza entre dos superficies en contacto, que se
opone al movimiento entre ambas superficies o a la fuerza que se
opone al inicio del deslizamiento. Actúa siempre en sentido
opuesto al del movimiento y sus causas principales son la
rugosidad de las superficies y la aparición de fuerzas
electrostáticas, las cuales originan una atracción entre ambas).
Históricamente, comienza con Leonardo da Vinci que dedujo las
leyes que gobiernan el movimiento de un bloque rectangular que
desliza sobre una superficie plana. Luego, Guillaume Amontons,
redescubrió las leyes del rozamiento estudiando el deslizamiento
seco de dos superficies planas. Las conclusiones de Amontons
son esencialmente las que estudiamos en los libros de Física
General: la fuerza de rozamiento se opone al movimiento de un
objeto sobre una superficie, sabiendo que la fuerza será
proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el
bloque y la misma no depende del área aparente de contacto.
El científico francés Coulomb añadió una propiedad más:
Una vez empezado el movimiento, la fuerza de rozamiento es
independiente de la velocidad.
Leonardo da Vinci
Guillaume Amontons
Coulomb
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10. Conceptos
Coeficiente de rozamiento:
expresa la oposición al
deslizamiento que ofrecen
las superficies de dos cuerpos en
contacto.
Rozamiento Estático: es la
resistencia que se debe superar
para poner en movimiento un
cuerpo con respecto a otro que se
encuentra en contacto.
Leyes de Amontons: A volumen
constante las presiones ejercidas
por una determinada gaseosa son
directamente proporcionales a sus
temperaturas termodinámicas.
Rozamiento Dinámico: es la
resistencia, de magnitud
considerada constante, que se
opone al movimiento pero una vez
que éste ya comenzó.
Desplazamiento: cambio de
posición de un cuerpo entre dos
instantes o tiempos bien definidos.
Coordenadas: valor que ubica
virtualmente a un punto.
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11. Conclusión
Gracias a la curiosidad y a la experimentación constante por parte de ciertos personajes
de la historia, se sentaron las bases no solamente de fenómenos que explican algunas
cualidades tanto de un material como de un momento sino que también se dio paso a la
conversión, reinterpretación y planeación a futuro gracias a la invención de formulas y de
gráficos que facilitan el calculo de diversos factores (durabilidad, resistencia, maleabilidad,
etc.) que son imperantes conocer y poner en practica ya en lo que es mi carrera, que es
arquitectura, la cual se nutre directamente del conocimiento del fenómeno mecánico así
como de sus demás vertientes que la componen para asegurar un diseño excepcional que
salga de lo convencional y generar una obra que pueda mantenerse en optimas
condiciones a pesar de los posibles factores climáticos y/o de características internas
que podrían dañar la estructura, y por tanto, destruirse completamente.
Dicho de otra forma, la dinámica, el rozamiento y la mecánica sirven para prevenir, para
conocer y para mejorar algún ente en relación a los datos que se conocen y que se pueden
obtener.
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12. Bibliografía
• http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanica
• http://html.rincondelvago.com/historia-de-la-mecanica.html
• http://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1tica
• http://estudiarfisica.wordpress.com/2008/11/09/fisica-general-5-cinematica-movimiento-rectilineo-y-
circular-espacio-y-angulo-recorrido-velocidad-aceleracion-centripeta-aceleracion-tangencial-movimiento-
angular-componentes-radial-y-trasve/
• http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Cinem%C3%A1tica
• http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100121155943AAM5Xxv
• http://es.thefreedictionary.com/rozamiento
• http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n
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