Clase 1. Principio Generales de Mécanica

1. Mecánica Técnica I
ing-221
Ing. Roberto A. Castillo Zavala
ingmt221@Gmail.com

2. Principios Generales de
Mecánica

3. Mecánica
• Mecánica del cuerpo rígido
• Mecánica del cuerpo deformable
• Mecánica de fluidos

4. Mecánica del cuerpo rígido
• Estática
• Dinámica

5. Desarrollo histórico

6. Conceptos Fundamentales:
• Cantidades básica:
1. Longitud [L]
2. Tiempo [T]
3. Masa [m]
4. Fuerza [F]

7. • Longitud
Localización de un punto en el espacio, su tamaño en un sistema físico.
Por ejemplo: 5 metros, 6 pies, a 7 metros.
• Tiempo
Es una sucesión de eventos, los principios de la Estática son
independientes del tiempo.

8. • Masa
La masa es una propiedad de la materia por medio de la cual es posible
comparar la acción de un cuerpo con otro.
Es la atracción gravitatoria entre dos cuerpos y proporciona una
medida cuantitativa de la resistencia de la materia a cambios de
velocidad.

9. Fuerza
Una fuerza se caracteriza por tener magnitud, dirección y punto de
aplicación
Se considera como un “empujón” o un “jalón” ejercido por un cuerpo
sobre otro.
Puede ser física o puede ocurrir cuando los cuerpos están separados
físicamente.

10. Idealizaciones o modelos
• Partícula
• Cuerpo rígido
• Fuerza concentra
• Las tres leyes del movimiento de Newton

11. Partícula
Tiene masa pero tiene un tamaño que puede pasarse por alto.
Beneficios:
Los principios de la mecánica se simplifican.
¿Por qué se simplifican?

12. Cuerpo rígido
Es una combinación de un gran número de partículas y todas
permanecen a una distancia fija entre sí.

13. Fuerza concentrada
Representa el efecto de una carga que se supone actúa en cierto punto
de un cuerpo. Una carga puede representarse mediante una fuerza
concentrada.

14. Las tres leyes del movimiento de Newton
La Ingeniería mecánica está basada en las tres leyes del movimiento de
Newton.
Estas leyes aplican al movimiento de una partícula cuando se mide a
partir de un marco de referencia sin aceleración.

15. Primera ley
Una partícula originalmente en reposo, o que se mueve en
línea recta con velocidad constante, tiende a permanecer en
este estado siempre que la partícula no se someta a una
fuerza no balanceada.

16. Segunda ley
• Una partícula sobre la que actúa una fuerza no balanceada F
experimenta una aceleración a que tiene la misma direccion que la
fuerza y una magnitud directamente proporcional a la fuerza.

17. Tercera ley
• Las fuerzas mutuas de acción y reacción entre dos partículas son
iguales, opuestas y coliniales.

18. Ley de la atracción gravitatoria de Newton
F = fuerza de gravitación entre las dos partículas
G= constante universal de gravitación; de acuerdo con la evidencia
experimental.
m1, m2= masa de cada una de las dos partículas
r= distancia entre las dos partículas

19. Peso
Sea

20. Unidades de medición
El sistema internacional de unidades (SI)
Longitud Metros m
Tiempo Segundos s
Masa Kilogramos kg
*Fuerza Newton N

21. Sistema internacional de unidades (SI)
F = ma
푁 =
푘푔 ∙ 푚
푠2
푤 = 푚푔
*La unidad de fuerza newton, se deriva de F = ma

22. Uso común en Estados Unidos y sistema británico
de unidades
Longitud Pies Feet ft
Tiempo Segundos seconds s
*Masa Slug Slug Slug
Fuerza Libras pounds lb
Este sistema también se conoce como FPS (Feet, Pounds, Seconds).

23. Unidad de masa FPS
푚 =
푊
푔
g = 32.2 pies/s2
*La unidad de masa slug se deriva, m = W/g

26. Reglas para su uso
• Cantidades definidas por varias unidades que son múltiplos de otras se
separan mediante un punto
푁 =
푘푔 ∙ 푚
푠2 = 푘푔 ∙ 푚 ∙ 푠−2
• Potencia exponencial de una unidad que tiene prefijo
μN2 = (μN)2 = μN ∙ μN
(mm)2 = mm ∙ mm
• Evitar el uso de prefijos en el denominador de las unidades compuestas,
con excepción de kilogramo (kg)
No escriba Escriba
N/mm kN/m
m/mg Mm/kg

27. Cálculos numéricos
• Homogeneidad Dimensional
• Cifras significativas
El rol de la cifras significativa con relación a la precisión.
• Redondeo de número
Seguir las reglas de redondeo
• Cálculos
Cálculos intermedios usar por lo menos cuatro dígitos, y las respuestas
finales que tengan tres dígitos

28. Procedimiento general para el análisis
1. Leer cuidadosamente el problema y correlacionar la situación física con
la teoría estudiada
2. Utilizar diagramas y tabule los datos
3. Aplicar principio importantes, preferiblemente en forma matemática
4. Resolver algebraicamente las ecuaciones necesarias en tanto que esto
sea practico y asegurando que son dimensionalmente homogénea
5. Presente la respuesta con no más cifras significativas que las precisadas
en los datos dados
6. Estudie la respuesta con juicio técnico, y sentido común sí parece
razonable

29. Práctica 1
1.1,1.2, 1.5,1.6, 1.10,1.16,1.14,1.18,1.19