Introducción
Cinemática, es una palabra de origen griego (kinéma) y su significado es movimiento de un objeto.
Cuerpo rígido es un concepto teórico, que significa objeto no deformable. En realidad todos los objetos se deforman, pero la información con respecto a reposo o, movimiento que se obtiene en la Estática y Dinámica utilizando este concepto teórico es útil.
Partícula es un término quese utiliza en la mecánica newtoniana, como el nombre genérico de un cuerpo rígido, cuyas características físicas y geométricas no afecten el movimiento y, se representa gráficamente con un punto.
Si partimos de la observación de todo lo que nos rodea y, ayudados por los sentidos, llegamos a la noción de cuerpo, nos preguntamos de que esta constituido. Se nos responde con la idea de materia lacual toma diversas formas y características.
Los cuerpos están en el espacio. Pueden cambiar de posición en distintos momentos (tiempo). Espacio y tiempo son mediables. Todos los cambios que se cumplen en alrededor de nosotros se llaman fenómenos.
Ejemplos: 1) la caída de una manzana desprendida de una rama, 2) la evaporación del agua, 3) el crecimientos de las plantas.
Podemos ver que algunos sonfísicos, otros químicos, otros biológicos pero la mayor parte entra en el campo de dos o más ciencias.
4.1 Fuerzas en el plano y en el espacio
Fuerza en un plano:
La fuerza Normal al Plano, es aquella fuerza, tal como se indica, que es perpendicular a la superficie donde está apoyado el objeto.
Cuando tienes un objeto apoyado sobre una superficie, aparece de forma inmediata una fuerzaperpendicular a la propia superficie donde está apoyado el objeto. Esta fuerza se opone a que el objeto penetre en la superficie, tal y como te dice a ti y a mi la experiencia.
Podemos ver visualmente algunos ejemplos de la forma en que aparece la Fuerza
En un plano:
Espacio:
Una fuerza F en un espacio tridimensional se pude descomponer en componentes rectangulares Fx, Fy y Fz.Al simbolizar por medio de ?x, ?y y ?z, respectivamente, los ángulos que F forma con los ejes x, y, y z, se tiene
Fx = F cos ?x —- Fy = F cos ?y —- Fz = F cos ?z ———-> (2.19)
4.2 Equilibrio de una partícula
La condición necesaria y suficiente para que una partícula permanezca.
En equilibrio (en reposo) es que la resultante de las fuerzas que actúan sobre ella sea cero:
F = X Fi= 0.
Naturalmente con esta condición la partícula podría también moverse con velocidad constante, pero si está inicialmente en reposo la anterior es una condición necesaria y suficiente.
Para que un sistema de partículas permanezca en equilibrio, cada una de sus partículas debe permanecer en equilibrio. Ahora las fuerzas que actúan sobre cada partícula son, en parte de interacción fij con lasotras partículas del sistema y en parte proveniente del exterior F i ext.
Es decir
F i = F ext i + X j6=I fij.
Aquí fij representa la fuerza que la partícula j ejerce sobre la partícula i. Pero las fuerzas de interacción satisfacen la tercera ley de Newton, ley llamada de acción y reacción que dice
fij = -fji,
Además que fij es paralela a la línea que une las partículas i con j
fij × (ri – rj)=0.
De este modo un sistema de partículas está en equilibrio si
F ext i + X j6=I fij = 0, para todo i.
En otras palabras la resultante de las fuerzas que actúan sobre cada partícula debe ser nula.
4.3 Momento de una fuerza
Momento de una fuerza respecto de un punto es el producto de la intensidad de la misma por la distancia del punto a la recta de acción de la fuerza.
O
F
DM: F. d
Expresa en kg. La intensidad de la fuerza y la distancia, en mt., el momento es kgm. (Kilográmetros).
La representación grafica del momento es el doble del área del triangulo determinado por el vector fuerza y punto.
El momento es positivo cuando la fuerza tiende a mover el cuerpo alrededor del punto, en sentido contrario de las agujas del reloj y negativo cuando hace en el mismo sentido…
