Historia de la mecanica de los medios continuos
Tecnológico Nacional de México Instituto Tecnológico de La Paz
Materia:
Fundamentos de Mecánica de los Medios Continuos
Tema:
La historia de la mecánica y surgimiento del enfoque del
medio continúo
Alumno:
Ramos Ramírez
Brandon
Maestro:
Ing. Jorge Moore Valdivia
Grupo:
F. Ingeniería Civil
La Paz Baja California Sur, 28
de Febrero del 2022
INTRODUCCIÓN
La
mecánica continua es una rama de la mecánica que se ocupa del análisis de la
cinemática y el comportamiento mecánico de los materiales que se modelan como
masas continuas en lugar de partículas discretas.
El
propósito de la mecánica de medios continuos es estudiar los esfuerzos que se
producen en el interior de los sólidos, líquidos y gases, y la deformación o
flujo de estos materiales, y descubrir las interrelaciones entre los esfuerzos.
Por un lado, la deformación o el adjetivo continuo se refieren a lo aceptado en
esta ciencia. El supuesto simplificador fundamental es que los materiales en
estudio pueden idealizarse, olvidando sus estructuras moleculares o
cristalinas, como si estuvieran compuestos por una masa continua sin huecos ni
separaciones en su interior.
En
esta investigación vamos hablar acerca de todos los antecedentes sobre la mecánica
de los medios continuos, para así lograr determinar cómo se ha ido manifestando
la materia hasta la actualidad, y poder observar los cambios que se hayan
logrado determinar durante toda la época desde sus inicios.
Este
es un tema que nos permite aplicar conocimientos previos de física, como
algunas leyes fundamentales de la física, como la ley de conservación de la
masa, entre otras leyes que abordan esta materia. Es por eso que este ensayo
tratara de hablar concretamente sobre todo lo que ha pasado desde los inicios
de la historia de la mecánica de los medios continuos, hasta la actualidad o
como se ha ido desarrollando
DESARROLLO
Se
entiende por Medio Continuo un conjunto infinito de partículas (que forman parte,
por ejemplo, de un sólido, de un fluido o de un gas) que va a ser estudiado
macroscópicamente, es decir, sin considerar las posibles discontinuidades
existentes en el nivel microscópico (nivel atómico o molecular). En
consecuencia, se admite que no hay discontinuidades entre las partículas y que
la descripción matemática de este medio y de sus propiedades se puede realizar
mediante funciones continuas.
La
materia, en general, está formada por moléculas, Átomos e iones. En cualquier
caso, la unidad fundamental se reduce al átomo, que a su vez está formado por
partículas subatómicas. Las dimensiones del radio atómico equivalente del
elemento son del orden de 10 10 m-; por otro lado, los datos Los datos
recogidos por la física nos permiten estimar que el radio del núcleo es
inferior a -13 10 m. Un análisis comparativo de estos dos valores muestra que
los átomos están lejos de ser un continuo, por lo tanto, no importa en qué
estado se encuentre la materia, no lo será. Entonces se concluye que cualquier
objeto ocupa una posición en el espacio, y ningún otro objeto puede ocupar la
misma posición al mismo tiempo, sin embargo, no ocupa todo el espacio. No
obstante, muchos de los comportamientos de los materiales en respuesta a las
tensiones que se les imponen pueden describirse tratándolos como continuos.
Los
análisis realizados tradicionalmente para describir el comportamiento de
fluidos y sólidos, incluso en el caso de materiales porosos, se pueden realizar
como si fueran medios infinitamente separables. Por tanto, las teorías que
permiten describir el comportamiento macroscópico de un material, negando su
microestructura, se denominan teorías del continuo.
Historia de la Mecánica del Medio
Continuo
La
mecánica del medio continuo se originó a partir de las investigaciones de
Galileo y sus discípulos. El primer problema de la resistencia material fue
planteado y resuelto por Galileo en su libro de 1638 "Discorsi e
dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze". Las dos nuevas
ciencias son la mecánica de sólidos deformables y la cinemática de proyectiles.
Benedetto Castelli y Evangelista Torricelli manejan el movimiento del fluido.
Torricelli, en su libro Motu gravium naturaliter descendentium et proiectorum,
publicado en 1644, en virtud de una intuición verdaderamente excelente, pudo
deducir de la ley de la caída de los sólidos la ley de la descarga de los
líquidos por los agujeros del tanque. Para ello se establecieron casi
simultáneamente Fundamentos de la mecánica de medios continuos relacionados con
sus dos objetivos principales: sólidos deformables y fluidos en movimiento.
Torricelli
pudo, con solamente una intuición realmente genial, deducir lo que hoy se
conoce como la ley de descarga de un líquido, esto lo realizo a través de un
orificio practicado en un depósito, a partir de la ley de caída de los sólidos.
Fue así como se sentaron, casi al mismo
tiempo, las bases de la mecánica del medio continuo relacionada con sus dos
objetivos principales: el sólido deformable y el fluido en movimiento.
Cerca
de medio siglo después, newton hizo notar la existencia de efecto de fricción
intermolecular de los fluidos que se suele llamar viscosidad, y para el medio
viscoso introdujo el medio matemático que todavía se utiliza.
Problemas
sobre la inflexión de vigas y columnas fueron estudiados en el siglo XVIII por
Jacobo Bernoulli, Euler y el mismo Lagrange, pero no fue sino hasta 1820,
aproximadamente, cuando Navier y Cauchy sentaron las bases de la teoría de la
elasticidad.
La
utilización de vapores en las maquinas térmicas y el nacimiento de la aeronáutica
llevaron, a principios del presente siglo, al ingeniero mecánico a preguntarse
cuáles resultados de la hidrodinámica podía emplearse en el estudio de los
gases. Esta ciencia, nacida en el siglo XVIII con el objeto de ofrecer un
fundamento teórico a la hidráulica, había llegado a constituir uno de los
campos mejor desarrollados de las matemáticas aplicadas, pero limitaba su
consideración a fluidos idealizados, incompresibles y carentes de viscosidad.
Arquímedes
(287-212 AC), este personaje fue el creador de la Mecánica Teórica, de igual
manera fue el que implemento los sistemas de palancas y de poleas los cuales había
realizado el mismo.
Torrecilla
en 1644 Tórrasela realizo un estudio del movimiento de los fluidos. En el cual
aplicaba el principio de Bernoulli y estudia el flujo de un líquido el cual se
encontraba vertido dentro de un recipiente, a través de un pequeño orificio,
bajo la acción de la gravedad.
Pierre
Varignon Fue autor del principio de las velocidades virtuales. En una obra
póstuma, Nueva Mecánica o Estática (1725), expuso toda la estática, enunciando
por primera vez la regla de la composición de fuerzas concurrentes y dando, en
su generalidad, la teoría de los momentos.
Henri
Hugonote, Realizo una serie de estudios matemáticos de la deformación de un
medio continuo. En 1.874 aplicó el principio de los trabajos virtuales al
cálculo de estructuras, de igual forma fue el desarrollador de la teoría de los
círculos de su nombre para las tensiones de los sólidos.
Fueron
Jacques y Bernoulli quienes aplicaron las teorías mecánicas para resolver la
mayor parte de los problemas de dinámica de forma práctica, fue a Bernoulli a
quien se le atribuye ser el fundador de la hidrodinámica.
La tradicional
separación entre sólidos, elástico y
eventualmente plástico,
encasillado en la mecánica de materiales, y el medio viscoso, exclusivo de la
mecánica de los fluidos, va perdiendo sentido.
La mecánica del medio continuo, que permite tener en cuenta el efecto
simultaneo de muchas propiedades, y no solo mecánicas, sino también térmicas,
eléctricas y magnéticas, dentro del
material, se va imponiendo cada día más como ciencia básica para la ingeniería.
CONCLUSIÓN
Gracias
a esta investigación pude fortalecer todos mis conocimientos acerca de la
materia y lograr comprender de una forma más extensa como fue evolucionando
todo lo derivado de esta materia.
Finalmente,
me gustaría decir en lo personal que después de estudiar este tema tengo una
comprensión general de lo que es la mecánica de un continuo, especialmente todo
lo relacionado con los materiales y la física que me llamó la atención.
Estudiando la historia actual de la materia, me di cuenta de las contribuciones
hechas por varios físicos y su importancia en el desarrollo de la tecnología.
La
mecánica de los medios continuos juega un papel fundamental en la vida de todas las personas
ya que en casi todas las cosas por no decir en todo, se puede observar e
identificar como se determina en todas las secciones del mundo. Esta investigación
hizo que mi retroalimentación fuera de una manera más concreta para poder
realizar diferentes aportaciones a diferentes temas relacionados con la
materia.
BIBLIOGRAFÍA
Caycer,
B. (s. f.). Historia de Los Medios Continuos. Scribd. Recuperado 26 de febrero
de 2022, de https://es.scribd.com/document/131300187/Historia-de-Los-Medios-Continuos
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McCausland,
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Galeana,
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