clase # 1 mecanica como ciencia

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICOSANTIAGO MARIÑO

EXTENSION VALENCIA

Mecánica Aplicada

Valencia, octubre 2.015

La mecánica como ciencia


1.Objeto de la mecánica

2.Partes de la mecánica

3.Magnitudes físicas y unidades

4.Leyes de Newton

5.Actividades complementarias


1. Objeto de la mecánica


“ 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



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.

Causas Efectos Fuerzas Movimientos



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.



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)

2. Partes de la mecánica


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.

3. Magnitudes físicas y unidades


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.



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



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 , siendo «a» la aceleración y «t» el tiempo.



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: �• Iguales: igual módulo, dirección y

sentido. �• 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

4. Leyes de Newton


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.

5. Actividades complementarias


• 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.

clase # 1 mecanica como ciencia

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