Mecanica aplicada

1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
SANTIAGO MARIÑO
EXTENSION VALENCIA
Mecánica Aplicada
Valencia, octubre 2.015
La mecánica como ciencia

2. 1. Objeto de la mecánica
2. Partes de la mecánica
3. Magnitudes físicas y unidades
4. Leyes de Newton
5. Actividades complementarias
La mecánica como ciencia

3. La mecánica como ciencia
“ La Mecánica es la parte de la Física que estudia el
comportamiento mecánico (en contraposición con los
comportamientos químicos y térmicos) de cuerpos
sobre los cuales actúan perturbaciones mecánicas”
(Irving Shames)
“ La Mecánica Racional es la ciencia que estudia la relación
existente entre el estado de reposo o movimiento de un
determinado conjunto de cuerpos o partículas materiales y el
sistema de fuerzas que se aplican sobre dichas partículas. ”
(M. Prieto Alberca)
La Mecánica Clásica, Racional o Newtoniana fue la
primera rama de la física clásica que se desarrolló como
ciencia exacta¹, ya que los fenómenos mecánicos afectan
directamente a nuestros sentidos (movernos, sostener,
apretar, estirar un cuerpo, etc.).
¹ Utiliza las matemáticas para su desarrollo

4. La mecánica como ciencia
Es una ciencia causal. Isaac Newton
desarrolló una precisa y poderosa teoría con
relación al movimiento, según la cual los cambios
de movimiento de cualquier cuerpo son el resultado
de las fuerzas que actúan sobre él.
𝐹 = 𝑚𝑎
Causas Efectos
Fuerzas Movimientos

5. La mecánica como ciencia
LIMITACIONES de la Mecánica Racional:
• Cuando las velocidades de los cuerpos se acercan a la velocidad de
la luz (300.000 km/s) la mecánica newtoniana no es aplicable, hay
que utilizar la Mecánica Relativista de Einstein.
• Para fenómenos a pequeña escala (atómica) se debe utilizar la
Mecánica Cuántica.
La Mecánica Analítica está dentro del mismo
paradigma que la Newtoniana. La diferencia
reside en la formulación matemática empleada.

6. La mecánica como ciencia
La Mecánica Racional es una ciencia antigua, muy
elaborada y con gran aplicación en la ingeniería.
Dentro de la relación de materias que estudia el
ingeniero, ocupa el primer escalón en el objetivo de
dar un contenido físico al bagaje de conocimientos
matemáticos anteriores.
Aunque se trata per se de una asignatura de
aplicación, su finalidad principal es la de servir
de base para otras más orientadas hacia la
práctica como pueden ser los Mecanismos, la
Resistencia de Materiales, el Cálculo de Estructuras, la
Mecánica de Vuelo, etc. (M. Prieto Alberca)

7. La mecánica como ciencia
El estudio de la Mecánica se divide en dos partes:
• Estática: que estudia el equilibrio de las fuerzas sobre el cuerpo en
reposo.
• Dinámica: que estudia el movimiento mecánico teniendo en cuenta
las causas que lo producen. Se divide a su vez en dos partes:
• Cinemática: se ocupa del movimiento
independientemente de las fuerzas que lo
producen.
• Cinética: que relaciona las fuerzas con los
movimientos originados por ellas.

8. La mecánica como ciencia
Por magnitud física se entiende cualquier propiedad de los cuerpos
que se puede medir o cuantificar. Medir una magnitud consiste en
asignarle un valor numérico igual al número de veces que contiene a
una cantidad patrón (arbitrariamente elegida) denominada unidad.
Se distinguen dos tipos de magnitudes:
• Fundamentales: conjunto de
magnitudes independientes a partir de
las cuales se pueden definir todas las
demás. Las unidades correspondientes
reciben el nombre de unidades
fundamentales.
• Derivadas: aquellas magnitudes que se
pueden definir a partir de otras
mediante una ley física.

9. La mecánica como ciencia
No existe un conjunto único de magnitudes fundamentales. Un conjunto
dado de magnitudes fundamentales y sus respectivas unidades constituye
lo que se llama un Sistema de Unidades.
El sistema de unidades más importante es el Sistema Internacional (SI),
también denominado MKS (Metro, Kilogramo, Segundo)
Las magnitudes físicas fundamentales
presentes en todo fenómeno mecánico
son: Materia, Espacio y Tiempo.
Los cuerpos (Materia) se mueven (en el
Espacio) mientras transcurre el Tiempo
SI: Materia masa kilogramo
Espacio longitud metro
Tiempo tiempo segundo

10. La mecánica como ciencia
Asociada con cada magnitud medida o
calculada hay una dimensión y las unidades en
que se expresan estas magnitudes no afectan a las
dimensiones de las mismas.
La ecuación de dimensiones de una
magnitud física (o, simplemente, sus
dimensiones) consiste en la expresión de dicha
magnitud en función de las magnitudes
fundamentales. La dimensión de una magnitud se
designa entre corchetes, [t] = [T]
Ejemplo: Obtener las dimensiones de
1
2
𝑎𝑡2
, siendo «a» la
aceleración y «t» el tiempo.
𝟏
𝟐
𝒂𝒕 𝟐
= 𝒂𝒕 𝟐
= 𝒂 𝒕 𝟐
= 𝑳 . 𝑻−𝟐
= 𝑳

11. La mecánica como ciencia
Según su forma matemática se distinguen dos tipos de magnitudes:
• Magnitudes escalares: quedan completamente definidas por una
cantidad y las unidades utilizadas para su medida (masa, energía,
trabajo, etc.)
• Magnitudes vectoriales: quedan definidas por una cantidad
(intensidad o módulo) + una dirección + sentido y las unidades
(velocidad, fuerza, momento, etc.)
Los vectores pueden ser: ƒ
• Iguales: igual módulo, dirección y sentido. ƒ
• Equivalentes: igual efecto.
• Libres: en cualquier punto del espacio (velocidad de
traslación)
• Deslizantes: en cualquier punto de la recta de dirección
(fuerza en un punto)
• Fijos: aplicados en un punto fijo

12. La mecánica como ciencia
Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia.
Toda partícula permanece en estado de
reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a
menos que sea impulsada a cambiar dicho
estado por las fuerzas que le sean aplicadas.
Segunda Ley de Newton.
El cambio en el movimiento es proporcional a
la fuerza ejercida y su dirección es la de la
recta según la cual se ejerce dicha fuerza.
Tercera Ley de Newton.
Para toda acción siempre existe una reacción
igual y opuesta.

13. La mecánica como ciencia
• Investiga todo lo relacionado con las
conversiones de unidades.
• Revisa en la web, o en cualquier bibliografía
de física, cuales son los múltiplos y los sub
múltiplos de los sistemas de unidades.
• Repasa todo lo relacionado con la notación
vectorial, y la teoría de vectores.
• Realiza un repaso de todo lo relacionado con
los sistemas de fuerzas y sus cosenos
directores.