Este documento resume los principios fundamentales de la mecánica newtoniana aplicada a la robótica industrial. Explica la cinemática y dinámica de puntos materiales y sólidos rígidos, incluyendo conceptos como velocidad, aceleración, fuerzas, momento lineal, trabajo, energía cinética y potencial. También cubre el movimiento de traslación y rotación de sólidos rígidos y la aplicación de estos principios a articulaciones lineales y de revolución en robots.

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TSTC
Mecánica NewtonianaMecánica Newtoniana
Seminario Robótica Industrial

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Contenidos
Cinemática del Punto Material1
Dinámica del Punto Material2
Trabajo y Energía3
Dinámica del Sólido Rígido4
Resumen5

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1. Cinemática del punto material
Definición magnitudes básicas:
Vector de posición del punto.
Velocidad.
Aceleración.
Ejemplos:
Movimiento rectilíneo uniforme.
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
Movimiento circular uniforme.
Movimiento de un proyectil.

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2. Dinámica del punto material
Definición del momento lineal o cantidad de movimiento:
Regido por las 3 leyes de Newton:
Todo punto material (o cuerpo) sobre el que no actúa ninguna fuerza
mantiene constante su momento lineal.
Un cuerpo sobre el que actúa una fuerza sufre una aceleración que
está relacionada con la fuerza mediante:
Principio de Acción y Reacción. Las fuerzas siempre actúan por
parejas. La fuerza de reacción tiene la misma magnitud, dirección y
sentido contrario a la de acción.

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2. Dinámica del punto material
Otras definiciones:
Momento angular (o momento de la cantidad de
movimiento).
Momento de una fuerza o par:

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3. Trabajo y Energía
El trabajo realizado por una fuerza entre dos puntos se
define como:
Energía Cinética:
El trabajo realizado por la fuerza entre los dos puntos es igual a
la variación de la energía cinética de la partícula en dichos
puntos:

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3. Trabajo y Energía
Energía Potencial:
Toda fuerza puede definirse como el gradiente de una cierta
función escalar denominada energía potencial:
El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es igual a la
variación de energía potencial de la partícula entre dichos
puntos:
Principio de Conservación de Energía:

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4. Dinámica del Sólido Rígido
El movimiento de todo sólido rígido puede
descomponerse en dos movimientos:
El movimiento de su centro de gravedad (Translación).
El movimiento de todo el cuerpo en torno a su centro
(Rotación).

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4. Dinámica del Sólido Rígido
Movimiento de translación (=movimiento del
punto material):
Toda la masa del cuerpo (m) se considera concentrada
en un punto, el centro de gravedad.

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4. Dinámica del Sólido Rígido
Movimiento rotacional
Considerando que el sólido gire respecto a un único eje:
Donde J es el momento de inercia:

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5. Resumen
Movimiento Lineal (articulaciones lineales):
Movimiento Rotacional (articulaciones de revolución):
Paralelismo entre los movimientos lineal y rotacional.