CINEMÁTICA DE CUERPOS RÍGIDOS

 VELOCIDAD Y ACELERACIÓN EN CUERPOS RÍGIDOS

CINEMÁTICA DE CUERPOS RÍGIDOS

INTRODUCCIÓN

En muchos estudios de dinámica, se considera un carro, avión, tren o cualquier objeto de estudio como una partícula, sin importar su geometría. Esto se debe generalmente a que están sometidos solamente a movimientos de rotación o traslación.

Cuando un elemento es sometido a rotación y traslación de manera simultánea, la geometría juega un papel muy importante en su comportamiento cinemático. En ese momento, el objeto de estudio se convierte en un cuerpo rígido y la cinemática puede variar en función de la posición del cuerpo. 

El hablar de cuerpos rígidos en ingeniería, generalmente se habla de cuerpos indeformables. Esto es una idealización ya que todos los cuerpos sometidos a cargas estáticas o dinámicas sufren deformaciones. Sin embargo, en ocasiones se puede hacer esta suposición sin tener gran afectación en el resultado final.

Para el estudio de cuerpos rígidos, te invito a ver el primer video de esta entrada, encontrarás todos los fundamentos teóricos para solucionar problemas relacionados con la cinemática de cuerpos rígidos. Posteriormente pasarás a los problemas resueltos donde verás diferentes técnicas utilizadas para dar solución a ese tipo de problemas. 

EJERCICIO 15.41

El collarín A se mueve hacia arriba con una velocidad constante de 1.2 m/s. En el instante mostrado cuando theta = 25°, determine a) la velocidad angular de la varilla AB, b) la velocidad del collarín B.

EJERCICIO 15.55

Si la manivela AB tiene una velocidad angular constante de 160 rpm en sentido contrario al de las manecillas del reloj, determine la velocidad angular de la varilla BD y la velocidad del collarín D cuando a) theta = 0, b) theta = 90°.

EJERCICIO 15.57

En el mecanismo mostrado, l = 160 mm y b = 60 mm. Si la manivela AB gira con una velocidad angular constante de 1 000 rpm en el sentido de las manecillas del reloj, determine la velocidad del pistón P y la velocidad angular de la biela cuando a) theta = 0 y b) theta = 90°.

EJERCICIO 15.64

En la posición mostrada, la barra AB tiene una velocidad angular de 4 rad/s en el sentido de las manecillas del reloj. Determine la velocidad angular de las barras BD y DE.

EJERCICIO 15.65

En la posición mostrada, la barra AB tiene una velocidad angular de 4 rad/s en el sentido de las manecillas del reloj. Determine la velocidad angular de las barras BD y DE.

EJERCICIO 15.82

Si se sabe que en el instante mostrado la velocidad angular de la varilla AB es de 15 rad/s en el sentido de las manecillas del reloj, determine a) la velocidad angular de la varilla BD, b) la velocidad del punto medio de la varilla BD.

EJERCICIO 15.86

Si se sabe que en el instante mostrado la velocidad angular de la varilla BE es de 4 rad/s en sentido contrario al de las manecillas del reloj, determine a) la velocidad angular de la varilla AD, b) la velocidad del collarín D, c) la velocidad del punto A.

EJERCICIO 15.122

El brazo AB tiene una velocidad angular constante de 16 rad/s en sentido contrario al de las manecillas del reloj. En el instante en el que theta = 0, determine la aceleración a) del collarín D y b) del punto medio G de la barra BD.

EJERCICIO 15.125

Si la manivela AB gira alrededor del punto A con una velocidad angular constante de 900 rpm en el sentido de las manecillas del reloj, determine la aceleración del pistón P cuando theta = 60°.

EJERCICIO 15.129

Si se sabe que en el instante mostrado la barra AB tiene una velocidad angular constante de 6 rad/s en el sentido de las manecillas del reloj, determine la aceleración del punto D.

EJERCICIO 15.131

Si se sabe que en el instante mostrado la barra AB tiene una aceleración angular nula y una velocidad angular w0 en el sentido de las manecillas del reloj, determine a) la aceleración angular del brazo DE y b) la aceleración del punto D.

EJERCICIO 15.134

Si en el instante mostrado la barra AB tiene una velocidad angular constante de 4 rad/s en el sentido de las manecillas del reloj, determine la aceleración angular a) de la barra BD y b) de la barra DE.