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APLICACIONES DE LA MECANICA

Mecánica es la ciencia que estudia las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas. Los orígenes de la mecánica están muy mezclados con el uso de instrumentos por medio de los cuales el hombre podía intervenir y cambiar la naturaleza a su voluntad. Entre estos instrumentos se encuentran las diversas armas filosas que eran empleadas por ellos para satisfacer sus necesidades. Antecedentes y personajes que aportaron a la mecánica: La historia de la mecánica encierra a un amplio rubro de personajes que a lo largo de su vida han venido dando aportes importantes para la evolución de esta área.

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Aristóteles (384 ac – 322 ac):

Fuerzas: producen movimiento uniforme; sólo por o, Gravedad: estado natural Cuerpos más pesados caen más rápido

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Arquímedes de Siracusa (287 ac – 212 ac)

La mecánica como ciencia apareció en el periodo helenístico por medio de Arquímedes (287-212 AC), quien describió cuantitativamente las leyes de la palanca y otras máquinas simples. Fue el verdadero creador de la Mecánica teórica, También estableció las leyes de la palanca, inventó el polipasto, el torno, la rueda dentada, y el “tornillo sinfín”

 Simon Stevin: Diques, molinos, esclusas, puertos. Introdujo números decimales

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Johannes Kepler:

Por otro lado la mecánica celeste comenzó a desarrollarse después de las observaciones de Tycho Brahe y el enunciado por Kepler sobre el movimiento de los planetas. Se le reconoce Tablas astronómicas muy precisas, sin telescopio Adoptó telescopio de Galileo, diseñó propio, 3 leyes de Kepler

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Galileo galilei (1564−1642) , Es considerado en precursor de la ciencia moderna, por sus resultados observatorios en las matemáticas, usando métodos algebraicos que le permitían tratar los problemas concretos con la generalidad necesaria; dijo que para la comprender el movimiento de los cuerpos es necesario tratar primero las fuerzas en equilibrio (estática) y luego si equilibrio (dinámica). Plano inclinado, péndulo tautocrono, movimiento parabólico, resistencia de materiales, aceleración constante Desarrolla telescopio y observa planetas, lunas de Júpiter, Saturno.

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Jacob Bernoulli: Probabilidades, geometría, series infinitas, ecuación diferencial, Espiral logarítmica.

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Daniel Bernoulli,

Teoría de vigas (“viga de Euler-Bernoulli”), hilos, velarias, Vibración de hilos tensos, Hidrodinámica (1738).

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Isaac Newton (1642-1727)

Sistematizó los conocimientos de la mecánica al enunciar los tres principios fundamentales de la mecánica, y se conocen con el nombre de “Las leyes de Newton” y con esta creó la base de la nueva ciencia. Formuló el principio de la

gravitación universal, base de la mecánica celeste, y puede considerarse el fundador de la hidrodinámica.

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Leonard Euler

En su Mechanica (1736–37), Completa la mecánica clásica: Principio momento cinético, dinámica del sólido rígido, Mecánica de medios continuos, de fluidos, . . 

Jean le Rond d’Alembert: Mecánica de fluidos

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Joseph-Louis Lagrange:

Energía cinética, Cálculo de probabilidades,Propagación del sonido, cuerdas vibrantes, “Mecanique analytique” (París,1788)

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Charles Augustin de Coulomb, Fuerzas electrostáticas Mecánica de suelos: rotura como cuña de rozamientoTeoría de fricción (Teoría de máquinas simples, 1781).

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William Rowan Hamilton

Nuevos métodos de la dinámica analítica, ecuaciones canónicas (o de Hamilton). Base para la dinámica moderna y la mecánica cuántica. Pares, ternas, cuaternios. 

Albert Einstein Pergeñó la teoría de la relatividad, explicando la fuerza de gravitación, con métodos geométricos. Hasta ese momento no se entendía la naturaleza de la fuerza gravitatoria.

TEORÍAS DE LA MECÁNICA: 1. Según modelos matemáticos -Mecánica clásica,

-Mecánica relativista (velocidades próximas a la de la luz, campos gravitatorios muy intensos). -Mecánica cuántica (acciones comparables a la constante de Planck,

2. Según aplicaciones: -Mecánica de medios continuos (sólidos y fluidos) -Mecánica estructural -Mecánica celeste -Dinámica de sistemas complejos (caos) -Biomecánica

APORTES DE LA MECÁNICA: a. Ingeniería estructural: Resistencia de Materiales, Elasticidad y Plasticidad; Cálculo de estructuras; Hormigón armado y pretensado; Estructuras metálicas, etc.

b. Ingeniería del terreno: Mecánica del suelo (Geotecnia), Mecánica de rocas, Proc. especiales de cimentación.

c. Ingeniería hidráulica: Hidráulica (mecánica de fluidos), Obras hidráulicas, Presas.

Ejm: carga en puentes

El diseño de los puentes, casas, estructuras, telescopios, automóviles, aviones grandes maquinarias, la tecnología en general y de todo lo que hasta ahora conocemos es gracias a los aportes de la mecánica

Existe otro ejemplo, lo que se llamaría mecánica computacional; diseño por computadora de cualquier estructura, o fenómeno físico.