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Los sistemas mecánicos se basan en principios físicos como masa, fuerza y las leyes de Newton, esenciales para la ingeniería. Se abordan conceptos como la dinámica de cuerpos rígidos, el modelado matemático, los grados de libertad, la fricción y el principio de d'Alembert. Además, se explora la conservación de la energía y la transformación de movimiento y potencia mediante dispositivos mecánicos.
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Los sistemas mecánicos operan bajo principios físicos fundamentales que requieren una comprensión de conceptos como masa, fuerza y las leyes de Newton
Las unidades de medida pertinentes en sistemas mecánicos son definidas por el Sistema Internacional de Unidades (SI)
La masa es una propiedad intrínseca que determina la inercia de un objeto, mientras que la fuerza es una interacción que puede causar cambios en su movimiento
En la dinámica de cuerpos rígidos, se considera que los objetos no sufren deformaciones internas significativas bajo la acción de fuerzas
El momento de inercia es una medida de la resistencia de un cuerpo a cambiar su estado de rotación
Las leyes de Newton son fundamentales en la dinámica de cuerpos rígidos, estableciendo principios como la inercia, la relación entre fuerza y aceleración, y la acción y reacción
El modelado matemático de sistemas mecánicos utiliza elementos como masas, resortes y amortiguadores para simular su comportamiento físico
Los elementos de inercia, como las masas y los momentos de inercia, representan la resistencia al cambio en la aceleración, mientras que los resortes y amortiguadores tienen la capacidad de almacenar y disipar energía
La fricción, modelada como lineal o no lineal, y la respuesta del sistema, ya sea libre o forzada, son consideraciones importantes en el modelado matemático de sistemas mecánicos
Los grados de libertad en un sistema mecánico indican el número de parámetros independientes necesarios para definir unívocamente su configuración
El análisis de los grados de libertad es esencial para entender el movimiento y la vibración de los sistemas mecánicos, así como para el diseño de mecanismos y la robótica
La fricción y el principio de d'Alembert, que permite tratar sistemas dinámicos como si estuvieran en equilibrio estático, son consideraciones importantes en el análisis de los grados de libertad