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tipos de movimiento rectilineiTRANSCRIPT
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE
INGENIERÍA EN MECATRÓNICA
ASIGNATURA:
MECÁNICA PARA LA AUTOMATIZACIÓN
PROFESOR:
ING. MARCELO MORALES CLEMENTE
TRABAJO: ANALISIS CINEMATICA.
ALUMNO:
MIGUEL ÁNGEL RODRÍGUEZ GALINDO
GRADO: 8° GRUPO “C”
GENERACIÓN:
2014-2016
San Antonio Cárdenas, Carmen, Campeche 09 de Febrero de 2015
ÍNDICE
Pág.
1. INTRODUCCIÓN......................................................................................................2
2. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVO................................................................................3
3. DESARROLLO........................................................................................................3
3.1. MOVIMIENTO RECTILINEO Y CIRCULAR....................................................3
3.1.1. Posición.................................................................................................3
3.1.2. Velocidad...............................................................................................4
3.1.3. Aceleración............................................................................................4
3.2. ANALISIS GRAFICOS Y ANALITICOS DE LA POSICION.............................5
3.2.1. Movimiento plano..................................................................................5
3.2.2. Movimiento helicoidal............................................................................5
3.2.3. Movimiento esférico...............................................................................5
3.2.4. Movimiento espacial..............................................................................6
3.3. TRANSFORMACION DE MOVIMIENTO E INVERSION CINEMATICA.........6
3.3.1. Transformación de circular a lineal........................................................6
3.3.2. Transformación de lineal a circular........................................................6
3.3.3. Transformación de circular a oscilatorio................................................7
3.3.4. Transformación de circular a doble oscilatorio......................................7
3.4. VENTAJAS MECANICA..................................................................................7
3.3.1. Relación de fuerza de entrada y salida.................................................7
3.5. ANALISIS DE ACELERACION........................................................................9
3.3.1. Relación de fuerza y aceleración...........................................................9
3.3.2. Relación de torque y aceleración angular.............................................9
4. CONCLUSIONES...................................................................................................12
5. FUENTES DE INFORMACIÓN..............................................................................13
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2. JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVO
3. DESARROLLO
3.1. MOVIMIENTO RECTILINEO Y CIRCULAR
Se denomina movimiento rectilíneo, aquél cuya trayectoria es una línea
recta.
Se define movimiento circular como aquél cuya trayectoria es una
circunferencia.
3.1.1. Posición
La posición de una partícula física se refiere a la localización en el espacio-
tiempo de ésta. Tiempo: El tiempo es la magnitud física con la que medimos
la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambio.
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3.1.2. Velocidad
En física, velocidad es la magnitud física que expresa la variación de
posición de un objeto en función del tiempo, o distancia recorrida por un
objeto en la unidad de tiempo. Se suele representar por la letra V.
3.1.3. Aceleración
Es la magnitud física que mide la tasa de variación de la velocidad respecto
del tiempo.
La aceleración mide directamente la rapidez con que cambia la velocidad.
Si un vehículo se desplaza por una carretera, su velocidad varía muchas
veces durante el viaje; estos cambios en la velocidad se deben porque es
imposible mantener una velocidad constante durante un trayecto ya que
pueden ocurrir situaciones que obliguen al conductor a aumentar la misma
o a disminuirla.
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3.2. ANALISIS GRAFICOS Y ANALITICOS DE LA POSICION.
3.2.1. Movimiento plano.
3.2.2. Movimiento helicoidal.
Es un movimiento rototraslatorio que resulta de combinar un movimiento de
rotación en torno a un eje dado con un movimiento de traslación a lo largo
de ese mismo eje; el resultado es un movimiento helicoidal.
3.2.3. Movimiento esférico.
Cuando un cuerpo rígido se mueve de tal manera que cada punto del
cuerpo tiene un movimiento alrededor de un punto fijo en tanto que
permanece a una distancia constante del mismo, el cuerpo tiene un
movimiento esférico.
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3.2.4. Movimiento espacial.
Si un cuerpo tiene un movimiento de rotación alrededor de tres ejes no
paralelos y de traslación en tres direcciones independientes, se dice que
tiene un movimiento espacial general.
3.3. TRANSFORMACION DE MOVIMIENTO E INVERSION CINEMATICA
3.3.1. Transformación de circular a lineal
En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que
el elemento de salida tiene movimiento lineal. Ejemplo: El mecanismo piñón-
cremallera.
3.3.2. Transformación de lineal a circular.
En este caso, el elemento de entrada tiene movimiento circular, mientras que
el elemento de salida tiene movimiento alternativo. Ejemplo: El mecanismo de
biela-manivela.
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3.3.3. Transformación de circular a oscilatorio.
Permite obtener un movimiento giratorio continuo a partir de uno oscilante, o
también, obtener un movimiento oscilante a partir de un giratorio continuo.
3.3.4. Transformación de circular a doble oscilatorio.
3.4. VENTAJAS MECANICA.
3.3.1. Relación de fuerza de entrada y salida.
Un conjunto de máquinas simples del que se puede formar máquinas más
complejas. Una forma de caracterizar una "máquina simple", es decir que no
tiene fuente de energía interna. No obstante, puede ser muy útil, ya que
multiplica la fuerza de entrada para realizar una tarea. El factor por el cual se
multiplica la fuerza de entrada, se llama a menudo "ventaja mecánica". Si
idealizamos la máquina, no teniendo en cuenta la fricción, podemos entonces
establecer la "ventaja mecánica ideal" o IMA de la máquina. Abajo se muestra
un conjunto típico de máquinas simples.
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Puesto que sabemos por la ley de conservación de la energía que ninguna
máquina puede proporcionar más energía de la que se pone en su entrada, el
caso ideal se representa mediante una máquina en la cual, la energía de
salida es igual a la energía de entrada. Para geometrías simples en las que las
fuerzas aplicadas están en la dirección del movimiento, podemos caracterizar
la máquina ideal en términos del trabajo realizado, según sigue:
Máquina ideal: Energía de entrada = Energía de salida
Trabajo de entrada = Fed entrada = Frd salida = Trabajo de salida
Desde esta perspectiva, viene a ser evidente que una máquina simple, puede
multiplicar la fuerza. O sea, una pequeña fuerza de entrada puede realizar una
tarea que requiera, una fuerza de salida grande. Pero la restricción es que se
debe ejercer una pequeña fuerza sobre una distancia grande, de modo que el
trabajo de entrada sea igual al trabajo de salida. Tu estás intercambiando, una
pequeña fuerza actuando sobre una distancia larga, por una fuerza mayor
actuando sobre una distancia menor. Esta es la naturaleza de todas las
máquinas simples, según fueron mostrándose.
Por supuesto que también es posible intercambiar una gran fuerza de entrada
actuando sobre una distancia pequeña, por una fuerza de salida pequeña
actuando sobre una distancia grande. Esto también es útil si lo que queremos
conseguir es una mayor velocidad. Muchas máquinas funcionan de esta
manera.
Las expresiones para las ventajas mecánicas ideales de estas máquinas
simple, fueron obtenidas determinando que fuerzas se requieren para producir
el equilibrio, puesto que para mover la máquina en la dirección deseada,
primero debes conseguir el equilibrio y luego añadir la fuerza de entrada para
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producir el movimiento. Se aplican ambos equilibrio de fuerzas y equilibrio de
pares.
3.5. ANALISIS DE ACELERACION.
3.3.1. Relación de fuerza y aceleración.
La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la
resultante de las fuerzas que actúan en él, y tiene la misma dirección y el
mismo sentido que dicha resultante.
R = m a, o bien, å F = m a.
Consideremos un cuerpo sometido a la acción de varias fuerzas (F1, F2, F3,
etc.). Sabemos que al suceder esto, es posible sustituir el sistema de fuerzas
por una fuerza única, la resultante R del sistema.
La aceleración que el cuerpo vaya a adquirir por la acción del sistema de
fuerza, se obtendrá como si el cuerpo estuviese sometido a la acción de una
fuerza única, igual a R. La ecuación F = ma será en este caso, sustituida por R
= ma, y el vector a tendrá la misma dirección y el mismo sentido que el vector
R. La ecuación R = ma es la expresión matemática de la Segunda Ley de
Newton en su forma más general.
3.3.2. Relación de torque y aceleración angular.
Para una partícula de masa m, que gira como se muestra en la figura, en
Una circunferencia de radio r con la acción de una fuerza tangencial Ft,
además
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De la fuerza centrípeta necesaria para mantener la rotación. La fuerza
tangencial
Se relaciona con la aceleración tangencial at por Ft = mat. El torque
Alrededor del centro del círculo producido por Ft es:
t =Ft r = (mat) r
Como la at se relaciona con la aceleración angular por at = rα, el torque se
Puede escribir como:
t = (m rα) r = (m r2) α
Y como mr2 es el momento de inercia de la masa m que gira en torno al
centro
De la trayectoria circular, entonces:
t = Iα
El torque que actúa sobre una partícula es proporcional a su aceleración
angular
α, donde Ι es la constante de proporcionalidad. Observar que τ = Ια es el
Análogo rotacional de la segunda ley de Newton F = ma.
Se puede extender este análisis a un cuerpo rígido arbitrario que rota en torno
A un eje fijo que pase por Ο, como se ve en la figura. El cuerpo rígido se
Puede considerar formado por elementos de masa dm, que giran en torno a Ο
En una circunferencia de radio r, por efecto de alguna fuerza tangencial
externa
DFt que actúa sobre dm.
Por la segunda ley de Newton aplicada a dm, se tiene:
DFt = (dm) at
El torque dτ producido por la fuerza dFt es:
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Dτ = dFt = (rdm) at = (rdm) rα = (r2 dm)α
El torque neto se obtiene integrando esta expresión, considerando que α tiene
El mismo valor en todo el cuerpo rígido,
Tτ = ∫ dτ = ∫ α r2 dm = α ∫ r 2 dm
Pero la integral es el momento de inercia I del cuerpo rígido alrededor del eje
de rotación que pasa por Ο, entonces,
τ t = Iα
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4. CONCLUSIONES
En este apartado se deben generalizar los logros obtenidos del trabajo con base en
la problemática, objetivos y plan de trabajo, son las consecuencias y los aspectos
más importantes del trabajo, actividades y proyectos desarrollados durante la
Estadía. Se deben incluir recomendaciones para otras investigaciones. Este apartado
deberá utilizarse con un lenguaje propio y sencillo.
Los aspectos a rescatar en esta apartado son los siguientes: aprendizaje obtenido,
cumplimiento del objetivo, contribuciones realizadas a la empresa, trabajo futuro para
mejorar el proyecto.
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5. FUENTES DE INFORMACIÓN
https://sites.google.com/site/inescedenofisica/relacin-entre-torque-y-aceleracin-
angular
http://www.monografias.com/trabajos35/newton-fuerza-aceleracion/newton-fuerza-
aceleracion.shtml
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mechanics/simmac.html
http://www.iesantoniodenebrija.es/tecnologia/images/stories/departamento/
TIndustrial/mecanismos/elementosmecanicos.pdf
http://mecasalinasa.mex.tl/1066750_1-5-TIPOS-DE-MOVIMIENTOS-.html
http://recursostic.educacion.es/descartes/web/materiales_didacticos/
Movimientos_en_el_plano_ralonso/Ricardo_alonso_ud.htm
http://www.profesorenlinea.com.mx/fisica/aceleracion.htm
http://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%ADsica/Cinem%C3%A1tica/Velocidad
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