Diseño de Estructuras I

Transcripción

1 Diseño de Estructuras I

2 Clasificación MECANICA. Es una rama de la ciencia física que estudia el estado de reposo o movimiento de los cuerpos que están sometidos a una acción de fuerzas. Cuerpos rígidos En general, esta materia puede dividirse a su vez en tres ramas Cuerpos deformables. De fluidos.

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7 La mecánica de cuerpos rígidos se divide en dos áreas: Estática y Dinámica. La estática estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir, de aquellos que están en reposo o se mueven a una velocidad constante. Por su parte, la dinámica estudia el movimiento acelerado de los cuerpos dinámica.

8 Conceptos fundamentales Antes de comenzar nuestro estudio de la ingeniería mecánica, es importante comprender el significado de ciertos conceptos y principios fundamentales.

9 La mecánica que estudiaremos, se enfoca a la mecánica de cuerpos rígidos especialmente la ESTÁTICA. Es necesario conocer ciertos significados y principios fundamentales, como: CANTIDADES BÁSICAS: LONGITUD Se usa para localizar la posición de un punto en el espacio y por lo tanto describe el tamaño de un sistema físico. Define distancias y propiedades geométricas de un cuerpo.

10 Conceptos fundamentales MASA La cantidad de materia que contiene un cuerpo.la masa es una propiedad de la materia por medio de la cual es posible comparar la acción de un cuerpo con la de otro. Esta propiedad se manifiesta como una atracción gravitatoria entre dos cuerpos y proporciona una medida cuantitativa de la resistencia de la materia a cambios de velocidad. TIEMPO Se concibe como una secuencia de eventos. Interviene en el movimiento de los cuerpos.

11 Conceptos fundamentales FUERZA En general, la fuerza es considera como un "empuje" o un "jalón" ejercido por un cuerpo sobre otro. Esta interacción puede ocurrir cuando existe contacto directo entre los cuerpos, como cuando una persona empuja una pared, o a través de una distancia cuando los cuerpos están físicamente separados (Fuerzas gravitatorias, eléctricas o magnéticas). PARTÍCULA. Una partícula tiene masa, pero un tamaño que puede ser ignorado. Por ejemplo, el tamaño de la Tierra es insignificante comparado con el tamaño de su órbita, y por lo tanto, la Tierra puede ser modelada como una partícula al estudiar su movimiento orbital.

12 Idealizaciones. Los modelos o idealizaciones se utilizan en mecánica a fin de simplificar la aplicación de la teoría.

13 CUERPO RÍGIDO. Un cuerpo rígido puede ser considerado como una combinación de un gran número de partículas en la que todas las partículas permanecen a una distancia fija unas de otras antes y después de aplicar una carga. FUERZA CONCENTRADA. Una fuerza concentrada representa el efecto de una carga que se supone está actuando en un punto sobre un cuerpo. Podemos representar una carga por medio de una fuerza concentrada, siempre que el área sobre la cual la carga es aplicada, sea muy pequeña en comparación con el tamaño total del cuerpo.

14 Principios y Leyes: Leyes de Newton La ingeniería mecánica está formulada con base en las tres leyes del movimiento de Newton

15 Principios y Leyes: Leyes de Newton PRIMERA LEY o LEY DE LA INERCIA Una partícula originalmente en reposo, o que se mueve en línea recta con velocidad constante, permanecerá en este estado siempre que no esté sometida a una fuerza que no está balanceada. F1+F2+F3=0 Fuente: Estática 12Ed. Russel

16 Principios y Leyes: Leyes de Newton SEGUNDA LEY o PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINAMICA Una partícula sobre la que actúa una fuerza desbalanceada F experimenta una aceleración a que tiene el mismo sentido que la fuerza y una magnitud que es directamente proporcional a la fuerza: Si F es aplicada a una partícula de masa m, esta ley puede expresarse matemáticamente como: Fuente: Estática 12Ed. Russel

17 Principios y Leyes: Leyes de Newton TERCERA LEY o LEY DE ACCION Y REACCION Las fuerzas mutuas de acción y reacción entre dos partículas son iguales, opuestas y colineales. Fuente: Estática 12Ed. Russel