7/17/2019 ESTÁTICA

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MOVIMIENTO RECTILÍNEO (MECÁNICA-DINÁMICA-CINEMÁTICA)

Objetivos:

Que los alumnos a través de sus equipos e investigaciones identifiquen lostipos de movimiento sus principales características y sus diferencias entres si,

de igual forma relacionaremos los conceptos teóricos de la clase con su

aplicación en el campo de la ingeniería civil, analizaremos los conceptos y a

partir de ahí sentaremos las bases de estas ramas de la física para

posteriormente darle continuación en otras materias

!ntroducción:

"n este trabajo de investigación hablaremos acerca del movimiento que es una

rama de la física que a su vez se divide en din#mica, cinem#tica y est#tica

$st#tica: se encarga del equilibrio de las fuerzas donde menciona que la suma

de fuerzas de un sistema es igual a cero

%in#mica: estudia el origen de los movimientos de los cuerpos

&inem#tica $studia el movimiento de los cuerpos sin tomar en cuenta el origen

que causo el movimiento

'ero en este trabajo nos enfocaremos a hablar principalmente sobre ladin#mica y cinem#tica, sus relaciones entre si y los principales problemas que

hay acerca del tema

MECANICA

(a mec#nica es la rama de la física que estudia los movimientos efectuados

por los cuerpos) se divide en cinem#tica, din#mica y est#tica (a rama de la

física que se ocupa del estudio del movimiento, lo que lo produce y lo afecta se

llama mec#nica (os orígenes de la mec#nica y del interés humano en el

movimiento se remontan a las civilizaciones m#s antiguas $l estudio de los

movimientos de los cuerpos celestes *la mec#nica celestial+ nació de lanecesidad de medir el tiempo y la ubicación arios científicos de la antigua

-recia, entre quienes destacaba .ristóteles, propusieron teorías del

movimiento que eran descripciones /tiles, aunque m#s tarde se demostró que

eran incorrectas o que estaban incompletas -alileo *012340235+ e !saac

6e7ton *023540858+ formularon buena parte de los conceptos sobre el

movimiento que tiene amplia aceptación (a mec#nica suele dividirse en dos

partes: 0+ cinem#tica y 5+ din#mica (a cinem#tica se ocupa de describir el

movimiento de los objetos, sin considerar qué lo causa (a din#mica analiza las

causas del movimiento $ste capítulo cubre la cinem#tica y reduce la

descripción del movimiento a sus términos m#s simples considerando el

movimiento en línea recta .prenderemos a analizar los cambios de

movimiento: aceleración, disminución de la rapidez y parado .l hacerlo, nos

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ocuparemos de un caso especialmente interesante del movimiento acelerado:

caída libre bajo la influencia /nicamente de la gravedad

ESTÁTICA

(a Estática es la parte de la mec#nica que estudia el equilibrio de fuerzas,

sobre un cuerpo en reposo (a est#tica proporciona, mediante el empleo de la

mec#nica del sólido rígido solución a los problemas denominados isostáticos

$studia los cuerpos sobre los que act/an fuerzas y momentos cuyas

resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento

no acelerado $l objeto de la est#tica es determinar la fuerza resultante y el

momento resultante de todas las fuerzas que act/an sobre un cuerpo para

poder establecer sus condiciones de equilibrio O en otras palabras es la parte

de la mec#nica física que se ocupa de los sistemas de fuerza $n estos

problemas, es suficiente plantear las condiciones b#sicas de equilibrio, que

son:

0 $l resultado de la suma de fuerzas es nulo

5 $l resultado de la suma de momentos respecto a un punto es nulo

Aplicaciones

(a est#tica abarca el estudio del equilibrio tanto del conjunto como de sus

partes constituyentes, incluyendo las porciones elementales de material

"no de los principales objetivos de la est#tica es la obtención de esfuerzos

cortantes, fuerza normal, de torsión y momento flector a lo largo de una pieza,que puede ser desde una viga de un puente o los pilares de un rascacielos

9u importancia reside en que una vez trazados los diagramas y obtenidas sus

ecuaciones, se puede decidir el material con el que se construir#, las

dimensiones que deber# tener, límites para un uso seguro, etc mediante un

an#lisis de materiales 'or tanto, resulta de aplicación en ingeniería estructural,

ingeniería mec#nica, construcción, siempre que se quiera construir una

estructura fija 'ara el an#lisis de una estructura en movimiento es necesario

considerar la aceleración de las partes y las fuerzas resultantes

$l estudio de la $st#tica suele ser el primero dentro del #rea de la ingeniería

mec#nica, debido a que los procedimientos que se realizan suelen usarse a lo

largo de los dem#s cursos de ingeniería mec#nica

CINEMÁTICA

(a cinem#tica es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de

los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo producen *lo que

llamamos fuerzas+ 'or tanto la cinem#tica sólo estudia el movimiento en sí, a

diferencia de la din#mica que estudia las interacciones que lo producen $l

 .n#lisis ectorial es la herramienta matem#tica m#s adecuada para ellos

$n cinem#tica distinguimos las siguientes partes:&inem#tica de la partícula

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&inem#tica del sólido rígido

(a &inem#tica estudia o engloba los siguientes conceptos para un estudio

profundizado del movimiento

Modelo !sico: 'ara estudiar la realidad, los físicos se sirven de modelos que,

con cierta apro;imación y en determinadas condiciones, corresponden con ella

9e usan para realizar c#lculos teóricos .sí, puede modelarse un balón con una

esfera para, por ejemplo, calcular su volumen con cierta apro;imación

conociendo su radio apro;imado, aunque no es e;actos

"#nto: $s un modelo físico 9e refiere a un elemento de volumen despreciable

*se considerar# sin volumen+ situado en el espacio *en <% =usca espacio

euclidiano para m#s detalles+

"osici$n% (lamamos posición de un punto a su localización con respecto a un

sistema de referencia *lo que en física se llama observador+

Siste&a de 'ee'encia: $s aquel sistema coordenado con respecto al cual se

da la posición de los puntos y el tiempo *a determinadas velocidades el tiempo

cambia, buscad la paradoja de los gemelos+ 'rofundizaremos m#s en este

tema cuando se aborde el de >ovimiento relativo

Tie&po: 'or nuestro lenguaje parece complicado de definir (os griegos dieron

una solución que, por ahora, nos puede valer (lamamos tiempo al continuo

transcurrido entre dos instantes

"a't!c#la p#nt#al: $s un modelo físico 9e refiere a un elemento de tama?o

diferencial *muy peque?o+ y masa concentrada en su posición

S$lido '!ido o si&ple&ente s$lido: $s otro modelo físico 'uede definirse

de varias formas (a m#s usada es la que lo hace como un cuerpo cuyas

distancias entre partículas permanecen constantes con el tiempo .unque esto

no ocurre en la realidad, para esfuerzos moderados una mesa seguir# siendo

rígida, pero un globo puede no responder a éste modelo

Aplicaci$n

9us resultados se aplican en el c#lculo y dise?o de obras, accesorios y

controles para el manejo de fluidos que escurren o se mueven) siendo ésta una

importante rama para la hidrología y dise?o de algunas obras como obras

viales ya que en estas influyen movimientos acelerados de los diferentes

transportes en la vida cotidiana

'ara diferenciar los conceptos de cinem#tica y din#mica recordando que los

dos estudian el movimiento consideramos lo siguiente:

(a cinem#tica es la parte de la mec#nica cl#sica que estudia las leyes del

movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen,

limit#ndose esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo

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(a din#mica es la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de

un sistema físico en relación a las causas que provocan los cambios de estado

físico y@o estado de movimiento $l objetivo de la din#mica es describir los

factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y

plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho

sistema

DINÁMICA

$s la rama de la física enfocada en estudiar el movimiento de los cuerpos

tomando en cuenta las causas que originan el movimiento $;isten fórmulas

que nos permiten analizar el movimiento, describiendo las alteraciones de un

sistema físico

 . palabra dynamos, que procede del griego, es de donde surge el concepto de

din#mica que hoy conocemos "n término el heleno que se puede traducir 

como fuerza o potencia, y que est# muy en relación a uno de los variados

significados que tiene el término que en estos momentos vamos a analizar en

profundidad

$l estudio de la din#mica fue iniciada por .ristóteles en torno a <A3 a &

 .ristóteles desarrolló una teoría en un intento de e;plicar los movimientos de

los cuerpos $sta teoría sigue siendo v#lida hasta la edad media m#s

precisamente en la época del Benacimiento

%espués cuando ne7ton publico sus tres leyes y entre ellas la segunda ley que

habla precisamente sobre el movimiento y es esta la base de la din#mica a

partir de aquí se desarrolla todo lo referente a la din#mica

'ara resolver un problema de din#mica se recomienda a los estudiantes seguir 

un procedimiento consistente en el uso de diagramas e;tendidos de fuerzas

que proporcionan una imagen visual de las ecuaciones de la din#mica $n

dichos diagramas, las fuerzas y las aceleraciones se representan por flechas,

pero no se debe confundir una aceleración con una fuerza (a aceleración se

debe poner separada de las fuerzas, o identificada por una flecha de distinto

color o de distinta forma

9ería conveniente que cada fuerza fuese descrita en palabras junto con el

diagrama "na descripción verbal indica la naturaleza de la fuerza y enuncia

qué objeto ejerce una fuerza sobre cual otro 'or ejemplo, la fuerza

gravitacional que ejerce la Cierra sobre el bloque de la izquierda, la fuerza de

contacto ejercida por el plano inclinado sobre dicho bloque, la fuerza de fricción

ejercida por el plano inclinado sobre el bloque, etc

Concl#siones

 .l desarrollar los temas tratados observamos que est#n en relación directa

entre si, pues todos hablan sobre vectores y sobre el estudio de las fuerzas en

el movimiento de cualquier cuerpo como un automóvil, avión o incluso una

persona, todo el sistema de fuerzas esta analizado por la cinem#tica y por la

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din#mica, donde la din#mica toma en cuenta el origen que causo el movimiento

y la cinem#tica no hace referencia a la causa del movimiento, pero cuando el

sistema de fuerzas se encuentra en equilibrio entonces la est#tica se hace

cargo de su estudio y es en ese momento donde la suma de fuerzas es igual a

cero

*i+lio'a!a

•  .lonso, Dinn Dísica $ditorial .ddison4Eesley !beroamericana *0FF1+

&apítulos < y 3

• Cipler Dísica $ditorial Beverté *0FF3+ &apítulos 5 y < Bepasa el c#lculo

diferencial, integral y el c#lculo vectorial %a importancia a la

interpretación de las gr#ficas del movimiento

• >urphy, Games) Dísica, principios y problemas) &ompa?ía $ditorial

&ontinental) >é;ico 0FF8