Este documento presenta los conceptos fundamentales de la mecánica técnica, incluyendo cantidades básicas como longitud, tiempo, masa y fuerza. Explica conceptos como partícula, cuerpo rígido y fuerza concentrada, así como las tres leyes del movimiento de Newton y la ley de la gravitación universal. También describe las unidades del Sistema Internacional (SI) y otros sistemas de medición, y ofrece un procedimiento general para el análisis de problemas de mecánica.

1. Mecánica Técnica Iing-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 Fexperimenta 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
Longitud
Metros
m
Tiempo
Segundos
s
Masa
Kilogramos
kg
*Fuerza
Newton
N
El sistema internacional de unidades (SI)

21. Sistema internacional de unidades (SI)
F= ma
푁푁= 푘푘푘푘ȉ푚푚 푠푠2
푤푤=푚푚푚
*La unidad de fuerza newton, se derivade 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. Unidadde masa FPS
푚푚= 푊푊 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
•
Potencia exponencial de una unidad que tiene prefijo
μN2= (μN)2= μN ȉμN
(mm)2= mm ȉmm
•
Evitar el uso de prefijos en el denominador de las unidades compuestas, con excepción de kilogramo (kg)
푁푁= 푘푘푘푘ȉ푚푚 푠푠2=푘푘푘푘ȉ푚푚ȉ푠푠−2
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. Práctica1
1.1,1.2, 1.5,1.6, 1.10,1.16,1.14,1.18,1.19