TECNOLGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DEL
ORIENTE DEL ESTADO DE MXICO
DIVISIN DE INGENIERA INDUSTRIAL
ELABORACIN DE CUADERNILLO DE APUNTES:
FISICA 1
ELABORADO POR:
ING. ROSALO MARTN MARN FERNNDEZ
LOS REYES, LA PAZ, ESTADO DE MXICO 2009.
GOBIERNO DEL
ESTADO DE MXICO
TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DEL ORIENTE DEL ESTADO DE MXICO
CUADERNILLO DE APUNTES
FISICA 1
AUTOR:
ING. ROSALO MARTN MARN FERNNDEZ
LOS REYES, LA PAZ, ESTADO DE MXICO. 2009
NDICE
UNIDAD 1 Cinemtica de la partcula y del cuerpo rgido.
1.1. Sistema internacional de unidades. 2
Pgina
1.1.1 Conversin de unidades. 3
1.2. Movimiento rectilneo. 29
1.2.1 Desplazamiento, velocidad y aceleracin. 31
1.2.2 Movimiento uniforme y uniformemente acelerado. 35
1.2.3 Movimiento relativo. 55
1.2.4 Cada libre de cuerpos. 56
1.3. Movimiento curvilneo. 65
1.3.1 Componentes rectangulares de la velocidad y la aceleracin. 71
1.3.2 Movimiento de proyectiles.
1.3.3 Componentes tangencial y normal de la velocidad y la aceleracin. 76
1.3.4 Movimiento circular uniforme y no uniforme. 81
1.4. Movimiento de cuerpo rgido. 93
1.4.1 Traslacin y rotacin. 99
2.1. Leyes de Newton. 108
UNIDAD 2 Cintica de la partcula y del cuerpo rgido
2.1.1 Enunciados y esquemas de visualizacin. 108
2.1.2 Diagramas de cuerpo libre. 117
2.2. Resolucin de ecuaciones. 120
2.2.1 Fuerzas constantes.
2.2.2 Fuerzas de resistencia y fuerzas de friccin.
2.3. Aplicaciones a movimiento rectilneo.
2.4. Aplicaciones a movimiento curvilneo.
2.5. Momento de una fuerza.
2.5.1 Centro de masa y momento de inercia de un cuerpo rgido.
2.5.2 Movimiento de rotacin de un cuerpo rgido.
3.1. Concepto de trabajo. 144
UNIDAD 3 Trabajo, energa cintica y conservacin de energa.
3.1.1 Calculo del trabajo para diferentes fuerzas. 144
3.2. Teorema del trabajo y la energa. 148
3.2.1 Concepto de energa cintica. 149
3.2.2 Aplicaciones. 150
3.3. Potencia. 151
3.4. Fuerzas conservativas y no conservativas. 151
3.4.1 Concepto de energa potencial. 152
3.4.2 Aplicaciones. 153
3.5. Teorema de conservacin de la energa mecnica. 153
3.5.1 Demostracin del teorema. 153
3.5.2 Aplicaciones. 156
3.6. Oscilaciones armnicas. 158
3.7. Sistemas que involucran fuerzas no conservativas 161
4.1. Fuerzas en el plano y en el espacio. 166
UNIDAD 4 Introduccin a la esttica de la partcula y de cuerpo rgido
4.2. Equilibrio de una partcula. 193
4.3. Momento de una fuerza. 194
4.3.1 Respecto a un punto. 196
4.3.2 Respecto a un eje.
4.3.3 Momento de un par. Pares equivalentes. Suma de pares. 197
4.4. Reacciones en apoyos y conexiones. 202
4.5. Equilibrio de cuerpos rgidos. 203
OBJETIVO DE LA MATERIA: Aplicar las leyes y principios fundamentales de la mecnica a la solucin de los problemas prcticos y adquirir bases para cursos posteriores
OBJETIVO DE LA UNIDAD: Aplicar las leyes que explican el movimiento de los cuerpos utilizando los modelos de partcula y cuerpo rgido en la solucin de problemas de ingeniera
INTRODUCCIN
Estos apuntes de fsica 1 fueron elaborados para recopilar informacin que le sirva al estudiante de las ingenieras a resolver problemas donde se aplique la cinemtica de las partculas, concluyendo y especificando que al hablar de partcula no nos referimos a un sistema micro o pequeo sino a una gama mas completa que incluya todos los ejemplos.
Tambin se considero el estudio de la cintica el cual incluyen las leyes de newton que son muy importantes para las aplicaciones del movimiento de los cuerpos y que al ingeniero le es de mucha aplicacin para entender los fenmenos de cualquier cuerpo en movimiento.
Se considero adems de los movimientos que desarrolla un cuerpo, el trabajo, la energa en todos sus gneros ya que no solo se desarrolla trabajo en un cuerpo, sino que dicho cuerpo forma un universo que concluye en un sistema llamado maquina.
Se adiciona otro tema muy importante, ya que no solo son sistemas en movimiento sino que tambin se deben de estudiar aquello sistemas que este en estado esttico, que se encuentren en equilibrio ya que estos sistemas complementan aquellos que se encuentren en movimiento formando un todo en equilibrio que es muy importante para la aplicacin de cualquier sistema en el rea industrial ya que como se sabe cualquier industria necesita para su desarrollo de maquinas para transformar cualquier tipo de materia en mercanca que facilite la vida de los seres humanos.
Con estos apuntes tratamos que se vea que tan maravilloso es el mundo de la fsica y que tantas aplicaciones como ingenieros debemos de conocer para tener un amplio conocimiento de los fenmenos que da a da nos enfrentamos y los tratemos primero de comprender y posteriormente los tratemos de resolver para el desarrollo de nuestro perfil profesional.
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Unidad 1
Cinemtica de la partcula y del cuerpo rgido
Objetivo Educacional:
Aplicar las leyes que explican el movimiento de los cuerpos utilizando los
modelos de partcula y cuerpo rgido en la solucin de problemas de ingeniera.
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UNIDAD 1
CINEMATICA DE LA PARTICULA Y DEL CUERPO RGIDO
Introduccin.
La dinmica se divide en dos partes:
a.- Cinemtica, que estudia la geometra del movimiento; se aplica para relacionar el desplazamiento, la velocidad, la aceleracin y el tiempo, sin tener en cuenta las causas del movimiento.
b.- Cintica, que estudia la relacin existente entre las fuerzas que actan sobre un cuerpo, la masa del cuerpo y el movimiento del mismo; la cintica permite predecir el movimiento debido a las fuerzas que actan o determinar las fuerzas necesarias para producir un determinado movimiento
En la cinemtica de partculas, la palabra partcula no implica que restrinjamos nuestro estudio a corpsculos pequeos, lo cual indica ms bien que estudiaremos el movimiento de cuerpos posiblemente tan grandes como automviles, cohetes o aviones, sin tener en cuenta su tamao.
Al decir que los cuerpos se consideran como partculas, queremos significar que solo se tienen en cuenta sus movimientos como un todo, despreciando cualquier rotacin alrededor de su centro de masa.
Sin embargo, hay casos en los que tal rotacin no es despreciable y entonces los cuerpos no se pueden considerar como partculas.
Debido a la tendencia marcada entre los ingenieros para adoptar el sistema internacional de unidades (unidades mtricas SI), las unidades SI que se utilizan con mayor frecuencia en Cinemtica, se introducen en el primer captulo, ya que convertir valores de un sistema a otro no solo es usar factores de conversin.
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Como el sistema de unidades SI es un sistema absoluto de unidades basado en las unidades de tiempo, longitud y masa, mientras que el sistema de u
