Bienvenidos a la asignatura de Mecánica II (código 1033: 4,5 créditos)

AVISO:

se abre un plazo extraordinario para la presentación de los cinco primeros telejercicios desde el martes 30 de enero a las 11:00am hasta el jueves 1 de febrero a las 11:00am

En esta asignatura vamos a centrarnos en la búsqueda de las relaciones entre los sistemas motrices y la evolución de los mecanismos sobre los que actúan. 

En la asignatura de Mecánica I se ha realizado un estudio muy completo de la cinemática de sólidos rígidos, de forma que en este momento el análisis de las relaciones entre las diferentes velocidades y rotaciones de los elementos de un mecanismo constituye un tema dominado por el alumno.

Ahora se introducen sistemas de fuerzas cuyo efecto es la aceleración de dichos mecanismos, además de la aparición de fuerzas de ligadura adicionales. La relación entre los sistemas motrices (fuerzas, pares), el movimiento del mecanismo y las reacciones de las ligaduras da lugar a dos tipos de problemas, en torno a los cuales gira la asignatura de Mecánica II.

  Dados el mecanismo y hallar
A el movimiento que deseamos que siga el sistema motor (pares, fuerzas, potencia, etc) necesario para imprimir el movimiento requerido, así como las reacciones de ligadura
B el sistema motor el movimiento que sigue el mecanismo y las reacciones de ligadura

El primer tipo de problema (clase A) es el que se plantea más a menudo el ingeniero que desea imprimir un movimiento predeterminado a un mecanismo y quiere encontrar las características del sistema motor que ha de acoplar. Las reacciones de ligadura son un valioso dato que le permite conocer las solicitaciones a las que estarán expuestos los elementos constructivos (esfuerzos en cojinetes, tracciones en barras, etc) y que permiten elegirlos en consonancia.

La forma de asegurar que en cada momento el sistema motor aporta el conjunto de fuerzas necesario para seguir el movimiento preseleccionado consiste generalmente en la introducción de un sistema de control que compare continuamente la posición del mecanismo con la que se demanda y aumente o disminuya la acción motora en consecuencia. De esta forma, el trabajo del ingeniero se reduce a identificar los valores máximos de los pares, fuerzas o potencias motrices, así como los tiempos de respuesta, para seleccionar adecuadamente los motores y transmisiones necesarios.

El segundo tipo de problema (clase B) entronca con el planteamiento más "físico" de la situación, en el que los sistemas de fuerza se consideran las causas, siendo el movimiento del mecanismo y las reacciones los efectos de dichas causas.

Con el objetivo de resolver estos problemas, se desarrollan dos enfoques: el newtoniano y el analítico. El primero, que ocupará aproximadamente las dos terceras partes del curso, presenta un escenario en el que los protagonistas son las fuerzas y los pares de fuerzas. Tiene la ventaja de ser un sistema muy directo de planteamiento de los problemas. El enfoque analítico es más abstracto y proporciona un método totalmente sistemático de resolución de los problemas.

Cuando se realiza el planteamiento matemático de los problemas de la clase A se desemboca en sistemas de ecuaciones algebraicos, generalmente lineales, cuya resolución no tiene una dificultad especial. Sin embargo, los problemas de la clase B generan ecuaciones diferenciales cuya resolución puede ser muy complicada. En estos casos se puede recurrir a una linealización de los problemas que permita utilizar las técnicas de resolución de ecuaciones diferenciales lineales, bien conocidos por los alumnos.

Puede encontrarse un amplio repertorio de problemas animados y teoría en las páginas de Mecfunnet.