Grupo de mecánica

Mecánica

La física es una ciencia cuyo objetivo es el estudio de los componentes de la materia y sus interacciones. La física es una ciencia auxiliar de otras como por ejemplo: la química y la biología.

La mecánica se divide en tres grandes grupos:

Estática: estudia el equilibrio de los cuerpos en reposo.

Cinemática: estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo determinan.

Dinámica: estudia el movimiento de los cuerpos a partir de las causas del mismo.

Estática

Fuerzas: ¿Qué es Fuerza?

“Se entiende como fuerza a cualquier acción o influencia que es capaz de modificar el estado de movimiento de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración a ese cuerpo”.

En definitiva: Fuerza es todo aquello que es capaz de producir movimiento en los cuerpos, como también llevarlos al estado de reposo, producir su deformación o vencer la resistencia que un cuerpo les ofrece.

Las fuerzas son magnitudes vectoriales.

Vectores

Magnitudes escalares y vectoriales

Las magnitudes pueden dividirse en: escalares y vectoriales.

Magnitudes escalares: son aquellas que quedan definidas por un número y la unidad de la magnitud correspondiente:

Masa: 5kg Tiempo: 5 s Longitud: 8,4m

Magnitudes vectoriales: son aquellas que no solo quedan definidas por un número y la unidad correspondiente sino que necesitan además otras características como ser la dirección, el sentido, etc.

Vector:

Es un segmento orientado que tiene dirección o recta de acción, sentido, módulo o intensidad, origen o punto de aplicación.

Elementos de un vector:

1. Punto de aplicación: Es el punto sobre el cual actúa la fuerza.

2. Dirección: es la recta que sigue.

3. Sentido: Una vez que tenemos la dirección, podemos establecer dos sentidos, como el de una calle de dos manos. Se toman como positivas las fuerzas que actúan en un sentido y negativas las que lo hacen en sentido contrario.

4. Intensidad: Es la relación entre la fuerza considerada y otra tomada como unidad.

Supongamos que estamos mirando los coches que transitan por una avenida recta, todos los autos tendrán la misma dirección (la calle) pero no tienen que ir hacia un mismo lado, pueden poseer distinto sentido (en una calle de dos manos por supuesto). Es importante en un movimiento indicar la dirección (recta a la que pertenece) y el sentido en que se mueve. En matemática existe un elemento que indica sentido y dirección además del módulo (cantidad de velocidad) es el vector. A toda variable que puede ser representada por un vector la llamaremos "magnitud vectorial”

La velocidad es una magnitud vectorial y su módulo señala su parte escalar, la cantidad que representa. Se indica encerrando al vector entre dos líneas: |v|. El módulo tiene siempre un valor positivo.

Por supuesto que encontramos magnitudes que no pueden ser representadas por un vector, ejemplo: el tiempo. Las fuerzas son vectoriales, de forma que la acción de un conjunto de fuerzas sobre un cuerpo, no sólo va a depender del valor de las mismas, sino también de su punto de aplicación (una puerta se moverá de forma diferente si se aplica una fuerza cerca o lejos de su eje), dirección y sentido.

Los vectores son magnitudes representadas por un segmento dirigido (flecha). Se caracterizan por poseer:

a) Una longitud, la que es representada por un valor numérico al que llamaremos módulo (también se la denomina norma)

b) Una dirección, que es la recta a la que pertenece

c) Un sentido. La recta posee dos sentidos, generalmente estos se indican mediante signos "+" para un lado y “-“para el otro.

Los vectores pueden situarse el plano, o sea dos dimensiones, en el espacio, desde tres hasta infinitas dimensiones

Modulo de un vector

El módulo de un vector representa su longitud. Se calcula como la raíz cuadrada de la suma de sus componentes elevadas al cuadrado.

Suma y resta de vectores

Gráficamente la suma y resta de vectores se puede realizar por el método del paralelogramo, es decir trazar sobre cada vector una recta paralela al otro formando un paralelogramo, cuya diagonal es la suma.

O sea: en el gráfico vemos que la resultante es la suma de los dos vectores y si a partir del vector V2 trazamos un vector hacia el extremo del V1 obtendremos la diferencia de vectores o sea V1-V2

Otra forma de explicar la suma y resta de vectores.

Suma de vectores

Para sumar dos vectores u y v se escogen como representantes dos vectores tales que el extremo de uno coincida con el origen del otro vector.

Regla del paralelogramo

Se toman como representantes dos vectores con el origen en común, se trazan rectas paralelas a los vectores obteniéndose un paralelogramo cuya diagonal coincide con la suma de los vectores.

Resta

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