UPZGM-2AIDI-RUBIO HERNANDEZ FELIPE-E1

UNIVERSIDAD POLITECNICA DELA ZONA METROPOLITANA DE GUADALAJARA.

NOMBRE:FELIPE ISRAEL RUBIO HERNANDEZ

GRUPO:3ro A T/M

PROFESOR:ILDEFONSO GALVEZ LOPEZ

MATERIA:ESTATICA TAREA1

EstticaLa Esttica es la parte de la mecnica que estudia el equilibrio de fuerzas, sobre un cuerpo en reposo.La esttica proporciona solucin a los problemas denominados isostticos. En estos problemas, es suficiente plantear las condiciones bsicas de equilibrio, que son:El resultado de la suma de fuerzas es nulo.El resultado de la suma de momentos respecto a un punto es nulo. Estas dos condiciones, mediante el lgebra vectorial, se convierten en un sistema de ecuaciones.AplicacionesLa esttica abarca el estudio del equilibrio tanto del conjunto como de sus partes constituyentes, incluyendo las porciones elementales de material.Uno de sus principales objetivos es la obtencin de esfuerzos cortantes, fuerza normal, de torsin y momento flector a lo largo de una pieza, que puede ser desde una viga de un puente o los pilares de un rascacielos.-----------------------------------------------------------------------------------------------Esttica y mquinas simples:MomentoEl momento de una fuerza se calcula como elproducto vectorialentre la fuerza aplicada sobre un cuerpo y el vector que va desde un punto "O" (por el cul el cuerpo girara) hasta el punto dnde se aplica la fuerza.

El mdulo se calcula como:M = F d sen F = Mdulo del vector fuerzad = Mdulo del vector distancia = Angulo entre los dos vectores trasladados al origen

PalancaSe trata de una mquina simple formada por un elemento rgido en dnde se encuentran la potencia, la resistencia y un punto de apoyo. Debido a que la suma de losmomentoses cero, permite mover objetos pesados haciendo menos fuerza.P a = R bConsideramos a P y a R como vectores paralelos, tal como en la posicin horizontal de la palanca.Palanca de primer grado

Es importante tener en cuenta que el punto de apoyo no necesariamente tiene entre la potencia y la resistencia. Puede estar tambin en uno de los extremos como en los dems grados de palanca.

Polea fijaEn las poleas fijas, las tensiones (fuerzas) a ambos lados de la cuerda son iguales (T1 = T2) por lo tanto no reduce la fuerza necesariapara levantar un cuerpo. Sin embargo permite cambiar el ngulo en el que se aplique esa fuerza y transmitirla hacia el otro lado de la cuerda.

En ambos casos T1 = T2

Polea mvilCon cuerdas paralelas y verticalesEn las poleas mviles la fuerza para lograr el equilibrio la fuerza se divide por dos siempre y cuando las cuerdas estn verticales (sin formar un ngulo)- P = T1 + T2T1 = T2Por lo tanto la tensin para mantenerlo en equilibrio es la mitad del peso

Con cuerdas no verticalesSi en cambio tenemos un ngulo entre las cuerdas planteamos el equilibrio descomponiendo las fuerzas en X e Y. La sumatoria de fuerzas en cada eje debe ser igual a cero.

Sobre el eje X:

Sobre el eje Y:

Tensiones de equilibrio

Plano inclinadoEl plano inclinado es una mquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensin de la cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que uno de ellos quede paralelo al plano. Con esto se simplifican las cuentas ya que la sumatoria de fuerzas en X tiene el mismo ngulo que la tensin que lo equilibra.

Para resolverlo dibujamos los ejes y las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. Tenemos el peso, la normal y la tensin de la cuerda. En este caso no consideramos el rozamiento.

Descomponemos el peso en X e Y

Sobre el eje Y sabemos que no hay desplazamiento, por lo tanto:

Sobre el eje X, si queremos equilibrar el sistema:

La fuerza equilibra al plano es:

TornoEl torno es una mquina simple formado por un cilindro y una manivela, que permite levantar un cuerpo pesado haciendo menos fuerza.

La fuerza que equilibra el torno se calcula como:

r = Radio del tornoR = Radio de la palancaP = PesoF = Fuerza de equilibrio

Aparejo factorialEst compuesto por npoleas fijas(y fijas entre s en una misma armadura) y npoleas mviles(y tambin fijas entre s en otra armadura).

La tensin de equilibrio es igual al peso dividido 2n siendo n la cantidad depoleas mviles.

T = TensinP = Peson = Nmero de poleas mviles

Aparejo potencialEst compuesto por npoleas mvilesy unapolea fija. Permite realizar una menor tensin de equilibrio que en el caso del aparejo factorial.

La tensin de equilibrio se calcula como:

T = TensinP = Peson = Nmero de poleas mviles.

Definicin de dinmicaEs la parte de la fsica que estudia la relacin entre la fuerza y el movimiento. La esencia de esta parte de la fsica es el estudio de los movimientos de los cuerpos y sus causas, sin dejar de lado los conceptos de la cinemtica, anteriormente estudiadas.

Cinemtica: La rama de la fsica que estudia los movimientos sin preocuparse de sus causas.El inicio del estudio de la dinmicaEl estudio de la dinmica fue iniciada por Aristteles en torno a 384 aC. Aristteles desarroll una teora en un intento de explicar los movimientos de los cuerpos. Esta teora sigue siendo vlida hasta la Edad Media, ms precisamente en la poca del Renacimiento. Aristteles es considerado hoy, el precursor de Galileo Galilei, teniendo sus ideas Una de las mximas descubiertas por el antiguo pensador fue la siguiente: el movimiento puede existir sin la existencia de las fuerzas externas que actan sobre el cuerpo. Por ejemplo, un disco de hockey cae sobre una superficie completamente lisa y en la ausencia de resistencia del aire, puede mantener su estado de movimiento de forma indefinida.Isaac Newton y las leyes del movimientoNewton, el cientfico Ingls mejor conocido como fsico y matemtico, nacido en el ao 1643, en Woolsthorpe, Inglaterra, desarroll las ideas de Galileo Galilei y sus estudios publicados en el libro Principios matemticos de filosofa natural, en el que describa sus estudios y descubrimientos en la gravitacin Universal y describi las tres leyes fundamentales del movimiento, llamado las leyes de Newton.Las tres leyes son: Principio de Inercia o Primera Ley de Newton; Principio fundamental de la dinmica y la segunda ley de Newton; Principio de Accin y Reaccin o tercera ley de Newton.La primera ley de Newton describe lo que ocurre con los cuerpos que estn en equilibrio. La segunda ley explica lo que sucede cuando no hay equilibrio, y la tercera ley muestra que el comportamiento de las fuerzas, cuando tenemos dos cuerpos en interaccin.En el estudio del movimiento, la cinemtica se propone describirlo sin preocuparse de sus causas. Cuando nos preocupamos por las causas del movimiento, estamos entrando en una zona conocida como dinmica mecnica.Es por esto que Newton es considerado unos de los fsicos ms importantes, al igual que la dinmica, todos los paradigmas que encierra su estudio nos llevan a pensar qu eno existe un lmite para la materia, en todo caso la materia limitara nuestro pensamiento pero eso ya es algo filosfico para nuestro artculo de fsica.Lo importante es saber que como Newton muchos fsicos advirtieron patrones en lo referente a nuestra naturaleza, est en nosotros saber interpretar sus conclusiones y a partir de ellas comenzar a forjas las nuestras porque si no, de nada servira.

La cinemticaLa cinemtica estudia los movimientos de los cuerpos independientemente de las causas que lo producen. En este captulo, estudiaremos los movimientos rectilneos y curvilneos, y circulares.En el caso del movimiento rectilneo, se simularn dos prcticas que realizan los estudiantes en el laboratorio, que consiste en un mvil que desliza por un carril sin apenas rozamiento. En la primera prctica simulada, se determinar la velocidad constante de un mvil, en la segunda, se determinar la aceleracin de un mvil en movimiento uniformemente acelerado.Ambas prcticas, se prestan especialmente para representar en una grfica los datos obtenidos y aplicar el procedimiento denominado regresin lineal, trazando la recta que mejor ajusta a los resultados experimentales. Se completa aqu el captulo primero, en la parte correspondiente a las medidas.

Dos programas interactivos estn dedicados a ayudar a los estudiantes a resolver problemas de cinemtica. El estudiante puede observar el movimiento de cada de los cuerpos, establecer la posicin y la velocidad inicial, y parar el movimiento en cualquier momento. Anotar los valores posicin y velocidad del mvil en cualquier instante, y en particular, cuando ste alcanza la altura mxima o regresa al origen. Los valores que el estudiante obtiene resolviendo las ecuaciones del movimiento los puede comparar con los que proporciona el programa interactivo.La necesidad de establecer un origen y un sistema de referencia para describir un movimiento se pone de manifiesto en la resolucin de problemas de cada de los cuerpos. Muchos estudiantes siguen un procedimiento equivocado. Por ejemplo, cuando un cuerpo es lanzado verticalmente hacia arriba calculan la "distancia" recorrida por el cuerpo hasta que alcanza su altura mxima, y luego, la que recorre hasta que llega al suelo, consideran la aceleracin negativa como definicin del movimiento desacelerado, y les sorprende el signo negativo en la velocidad o en la posicin del mvil.

En este captulo se representan grficas que describen el movimiento de una partcula. La interpretacin de las grficas es una habilidad que han de conseguir los estudiantes, ya que una grfica muestra de un vistazo el comportamiento o una tendencia de un fenmeno fsico, informacin que no se puede conseguir mirando una tabla con los mismos datos. La interpretacin de las grficas, posicin-tiempo, velocidad-tiempo y aceleracin-tiempo, no es tan evidente como pudiera parecer (Beichner 1994).La principal dificultad de orden didctico estriba en que los estudiantes no diferencian bien entre el valor de una magnitud y la razn de su cambio con el tiempo. Esta dificultad se pone de manifiesto en las situaciones en las que la velocidad es cero pero la aceleracin es distinta de cero, por ejemplo, cuando un mvil que se lanza verticalmente hacia arriba alcanza su altura mxima.

Otros dos programas interactivos, se pueden calificar como problemas-juego, y tratan como otros que se vern a lo largo de este curso, de hacer una Fsica ms intuitiva y divertida. Son programas simples pero significativos desde el punto de vista de la Fsica. En el primero, se tratar de apuntar con un can a un blanco fijo. El estudiante se dar cuenta que hay dos posibles soluciones a este problema. En el segundo, se tratar de bombardear un blanco mvil.Ambas situaciones se resolvern por el procedimiento de prueba y error en el menor nmero de intentos posibles. Posteriormente, se sugiere al estudiante, que resuelva numricamente el problema y acierte al primer intento.

Aplicaremos lo aprendido sobre el tiro parablico a situaciones de la vida diaria y en concreto, al popular juego del baloncesto. Examinaremos con detalle todos los elementos que entran en el juego del baloncesto: la canasta, el baln, el aro y el tablero.El estudio de las distintas situaciones nos permitir conectar con otras partes de la Fsica, como la ptica, al estudiar el efecto del tablero, con la Dinmica, al estudiar el choque del baln contra el suelo, con las Oscilaciones al estudiar la deformacin del baln cuando choca con una pared rgida, y con el fenmeno de la dispersin, al estudiar el choque del baln con el aro.

Los estudiantes resuelven sin dificultad problemas de encuentros entre dos mviles en movimiento rectilneo uniforme o uniformente acelerado, por ejemplo, policas que persuiguen a ladrones. Sin embargo, tienen dificultades para hallar el instante de encuentro (por primera vez) de dos mviles en movimiento circular uniforme o uniformente acelerado. Se ha diseado un applet que recrea uno de estos problemas y que muestra que en una trayectoria circular hay mltiples encuentros, y ensea a diferenciar entre posicin y desplazamiento angular.

Definicin de EquilibrioEl equilibrio refiere a un estado de estabilidad, o de balanceo/compensacin entre los atributos o caractersticas de dos cuerpos o de dos situaciones. Quizs pueda resultar difcil imaginarse una idea de equilibrio, pero esto puede deberse a que, de acuerdo a la disciplina en el cual se lo nombre, podemos ejemplificarlo como atributo de algo especfico.

Para aclara la definicin, que puede ser un poco compleja, empecemos con los ejemplos. En el caso de la fsica-qumica, existe un fenmeno que se denomina equilibrio termodinmico y es cuando en un sistema determinado, por ejemplo, nuestro propio cuerpo, los factores externos en conjunto con los factores internos no generan ningn tipo de cambios (como de temperatura o presin). Otro ejemplo en estas disciplinas, es cuando se ponen en contacto dos cuerpos, uno con mayor temperatura que el otro. El proceso de equilibrio finalizar cuando los dos cuerpos hayan alcanzado la misma temperatura, por conduccin de energa del cuerpo con mayor temperatura, al cuerpo de menor.

No te sorprende que animales y humanos podamos caminar sin caernos? Bien, esto tiene una explicacin, y se llama equilibriocepcin. Es, en definitiva, la capacidad de los humanos y de los animales de poder caminar sin caernos, y poder sostener todo movimiento que realicemos con nuestro cuerpo, o cualquier posicin que adoptemos con el mismo, desafiando as a la fuerza de gravedad de la Tierra.Dentro de las disciplinas de ejercicios fsicos, si bien en todas es necesario el equilibrio como capacidad importante de nuestro cuerpo, existen otras que intentan equilibrar el cuerpo con la mente, a partir de mtodos de meditacin, concentracin e introspeccin. Podemos citar por ejemplo las prcticas de yoga o los ejercicios en pilates.

Pueden existir casos donde la persona padece de balance disorders (trastornos del equilibrio) que pueden ser producidos por mltiples motivos, desde afecciones en el sistema nervioso a problemas traumatolgicos.

En mecnica, se consigue el equilibrio en un cuerpo cuando todas las fuerzas que se aplican sobre l se anulan en el mismo momento. Pensemos que nosotros estamos manejando un auto, el sistema mecnico de ste responde con movimiento segn nuestras indicaciones. Cuando se apaga el motor del auto, por indicacin nuestra, todas las fuerzas quedan anuladas, y el auto (cuerpo) en equilibrio.

Por ltimo, dentro de la economa, el equilibro se alcanza cuando son iguales la demanda y la oferta, o en todo caso, cuando los factores que pueden provocar notorios cambios en este equilibrio logran una compensacin entre s, logrando entonces una situacin estable e invariable durante determinado lapso de tiempo en una economa determinada.

DEFINICIN DECUERPO RGIDOUncuerpo rgidoes aquel cuya forma no vara pese a ser sometido a la accindefuerzasexternas. Eso supone que la distancia entre las diferentes partculas que lo conforman resultainvariablea lo largo del tiempo.

El cuerpo rgido es un modelo ideal que se utiliza para realizarestudios de cinemtica y de mecnica. Sin embargo, en la prctica, todos los cuerposse deforman, aunque sea de forma mnima, al ser sometidos al efecto de una fuerza externa. Por lo tanto, las mquinas y las estructuras reales nunca pueden ser consideradas absolutamente rgidas.La Cinemtica podemos establecer que es una rama cientfica, concretamente enmarcada dentro del campo de la Fsica, que tiene como objeto de estudio lo que son los movimientos de los cuerpos, sin tener en consideracin lo que son las presiones o fuerzas a las que se ven sometidos.Asimismo es importante resaltar el hecho de que la mencionada disciplina cientfica desarrolla sus estudios y anlisis teniendo tres pilares fundamentales para ello. Estos no son otros que el tiempo, el espacio y el mvil. Todo ello da lugar a que posteriormente se trabaje con lo que es el movimiento rectilneo uniformemente acelerado, el movimiento armnico simple, el movimiento rectilneo, el movimiento circular o el movimiento parablico, entre otros.Mientras, por su parte, la citada Mecnica lleva a cabo tambin el estudio del movimiento de los cuerpos pero tambin el reposo de los mismos. Dos cuestiones en las que s estudia tambin lo que son las fuerzas que actan sobre aquellos.El estudio de las poleas es uno de los campos de trabajo fundamentales dentro de esta citada rama cientfica que nos encontramos con el hecho de que cuenta a su vez con varias ramificaciones. De esta manera, existe la mecnica cuntica relativista, la mecnica relativista, la mecnica cuntica y la mecnica clsica. Esta ltima se divide en dos: la mecnica estadstica y la mecnica de medios continuos.En concreto la ltima de todas las expuestas es aquella que se centra en estudiar a fondo lo que es la acstica, los slidos deformables y los fluidos.Existen distintos modos de movimiento de un cuerpo rgido. Latraslacin consiste en el traslado del cuerpo, de manera que, en cada instante, las partculas que lo forman mantienen la misma velocidad yaceleracin.Con larotacin, las partculas se mueven en relacin a un eje con la misma velocidad y aceleracin angular.Cuando la traslacin y la rotacin se combinan, aparece elmovimiento general, que es estudiado a partir de la traslacin y la rotacin del centro de masa.Los especialistas suelen estudiar el efecto de las fuerzas ejercidas sobre el cuerpo rgido para determinar cmo puede reemplazarse unsistema de fuerzaspor otro equivalente que sea ms simple. Para esto, se basan en la suposicin de que el efecto de la fuerza permanece sin cambios mientras la fuerza se mueva en su lnea de accin, lo que significa que las fuerzas pueden ser representadas porvectores deslizantes.Entre los conceptos fundamentales para estos estudios, se encuentran el momento de la fuerza respecto a su eje y el momento de la fuerza respecto a un punto, que permiten concretar distintos clculos.

DEFINICIN DEPARTCULAInteresante, para poder saber qu significa, es que antes de nada establezcamos el origen etimolgico del trmino partcula. En concreto, podemos decir que deriva del latn, de la palabra particula, que se encuentra compuesta por dos elementos claramente diferenciados: par, partis, que puede traducirse como parte, y el sufijo -cula, que es equivalente a pequea

Partcula es un concepto con varios usos. Por lo general se emplea para nombrar a una porcin de dimensiones muy reducidas de materia.Para la qumica, una partcula es el fragmento ms pequeo de materia que mantiene las propiedades qumicas de un cuerpo. En este sentido, los tomos y las molculas son partculas.

Cuando una partcula no est formada por otras unidades ms pequeas, se habla de partcula elemental. Estas partculas constituyen el elemento ms bsico y primordial de una materia.La especialidad de la fsica que se encarga de analizar estas unidades elementales que forman la materia recibe el nombre de fsica de partculas. Esta rama se encarga del estudio de cuestiones como los aceleradores de partculas, que son mquinas que provocan colisiones de partculas para generar nuevos elementos subatmicos.Dentro del mbito de la fsica, podramos decir que existen otros dos tipos de partculas significativas, como son las siguientes:Partcula elemental, que es aquella que se considera que no se puede descomponer en otras mucho ms simples.Partcula alfa, que es la denominacin que se emplea para referirse al ncleo de helio que es fruto de algn tipo de reaccin nuclear o desintegracin.No hay que olvidarse tampoco de otra serie importante de tipos de partculas, entre los que se encuentra la siguiente: partcula mineral, que viene a ser un elemento que se puede ver a simple vista y que le da forma a una roca, junto a otras ms.En el sector de la informtica tambin se emplea el trmino partcula que ahora nos ocupa. En concreto, en ese campo se suele hablar de sistema de partculas. Bsicamente este es un software que se utiliza dentro de los programas de aplicacin para poder animar una gran variedad de objetos.Para poder conseguir eso, se opta por poner en juego parmetros tan importantes como la velocidad, la fuerza, el comportamiento casual o el amortiguamiento. Todo esto sin olvidar la cantidad de partculas y su divisin.En el mbito de la gramtica, las partculas son aquellos fragmentos que no cambian en el marco de una oracin o que permiten formar algunos vocablos.Dentro del lenguaje coloquial, por ltimo, la nocin de partcula est asociada a los sedimentos o residuos que se advierten en algo. Si una persona le dice a otra que no beba el vaso de agua que tiene frente a s ya que presenta partculas, le estar informando que el lquido exhibe formaciones extraas que no deberan estar en l.En un sentido similar, alguien puede sugerir que se laven unas sbanas por tener en su superficie numerosas partculas de polvo. La solucin para revertir esta situacin y recuperar la limpieza de esta prenda, por lo tanto, ser eliminar las partculas.

Movimientose dice que un cuerpo se mueve cuando cambia su posicin respecto de la de otros supuestos elementos fijos, o que se toman como referencia para tal fin.El movimiento es, por tanto, un cambio de posicin que se manifiesta con el tiempo.El carcter relativo del movimientoDe acuerdo con la anterior definicin, para estudiar unmovimientoes preciso fijar previamente laposicin del observadorque contempla dicho movimiento. En fsica hablar de un observador equivale a situarlo fijo con respecto al objeto o conjunto de objetos que definenel sistema de referencia.Es posible que un mismo cuerpo est en reposo para un observador -o visto desde un sistema de referencia determinado- y en movimiento para otro.As, un pasajero sentado en el interior de un avin que despega estar en reposo respecto del propio avin y en movimiento respecto de la pista de aterrizaje. Una bola que rueda por el suelo de un vagn de un tren en marcha, describir movimientos de caractersticas diferentes segn sea observado desde el andn o desde uno de los asientos de su interior.El estado de reposo o de movimiento de un cuerpo no es, por tanto,absolutoo independiente de la situacin del observador, sinorelativo,es decir, depende del sistema de referencia desde el que se observe.

FuerzaCuando hablamos de fuerza, estamos refiriendo a una magnitud fsica que se manifiesta de manera lineal y representa la intensidad de intercambio entre dos partculas o cuerpos (sistema de partculas). A partir de la fuerza, se puede modificar el movimiento o la forma de los cuerpos. La fuerza, como magnitud, tiene un sistema de unidad y puede manifestarse de diferentes maneras.

Dentro del SIU (Sistema Internacional de Unidades) la fuerza es representada por el newton, que es su unidad de medida, cuyo smbolo es N (ene mayscula). Este nombre se debe a quien ha realizado significativos aportes en la fsica respecto al estudio de las fuerzas, el cientfico Isaac Newton.

La Mecnica

Es la parte de la Fsica que estudia el movimiento de los cuerpos.La cinemtica es la parte de la mecnica que describe el movimiento en s, sin tener encuenta la causa del mismo. La Dinmica es la parte de la mecnica que estudia larelacin entre movimiento y las fuerzas que lo causan y las propiedades de los objetosque se mueven.3.1. TIPOS DE MOVIMIENTOHay tres tipos comunes de movimientos: (1) traslacin, (2) rotacin y (3)vibracin. Ejemplos: (1) un carro, una bala de can, corrientes marinas (2) losplanetas, una rueda girando, (3) una cuerda de guitarra, las molculas de un materialcuando incide luz en dicho material,Primeramente vamos a concentrarnos en elmovimiento de traslacin.

Para estudiar el movimiento vamos a definir en primer lugar el tipo de objeto quese va a mover: una partcula. Cuando un objeto se mueve, dicho objeto puedeexperimentar diferentes movimientos a la vez, por ejemplo, un baln de futbol puedeestar moviendose con un movimiento de traslacin parablico y a la vez puede estarrotando. Una partcula se define como un punto, sin extensin, es decir, de tamaocero, de manera que los movimientos de rotacin o vibracin se pueden despreciar. Enla naturaleza todos los cuerpos tienen un tamao, pero podemos hacer unaaproximacin, por ejemplo, cuando se estudia el sistema Sol-Tierra-Luna, debido a quelas distancias involucradas son enormes, los cuerpos celestes puedes aproximarse apartculas.Un mov. de traslacin ocurre cuando el sistema de referencia asociado a lapartcula que se mueve (x, y, z) permanece paralelo a un sistema de referencia fijodonde se encuentra el observador (x, y, z). No importa que el movimiento no se de enuna lnea recta.Los movimientos de traslacin se pueden estudiar teniendo en cuenta si elmovimiento es en una dimensin (movimiento rectilneo y movimiento de cada libre) oen un plano (movimiento parablico y movimiento circular).