INGENIERÍA MECÁNICA ESTÁTICA [PDF]
Autor: Russell C. Hibbeler
Decimocuarta Edición
Pearson Education
PRESENTACIÓN
El propósito principal de este libro es ofrecer al estudiante una presentación clara e integral de la teoría y las aplicaciones de la ingeniería mecánica. Para alcanzar ese objetivo, la obra se ha enriquecido con los comentarios y las sugerencias de cientos de revisores que se dedican a la enseñanza, así como de muchos de los alumnos del autor.
El libro está dividido en 11 capítulos, donde los principios se aplican primero en situaciones sencillas y después en contextos más complejos. En un sentido general, cada principio se aplica primero a una partícula, después a un cuerpo rígido sujeto a un sistema de fuerzas coplanares y, por último, a un sistema de fuerzas tridimensional que actúa sobre un cuerpo rígido.
El capítulo 1 comienza con una introducción a la mecánica y un análisis de las unidades. En el capítulo 2 examina las propiedades vectoriales de un sistema de fuerzas concurrentes. Después, esta teoría se aplica al equilibrio de una partícula en el capítulo 3. El capítulo 4 presenta un estudio general de los sistemas de fuerzas concentradas y distribuidas, así como de los métodos usados para simplificarlos. En
el capítulo 5 se desarrollan los principios del equilibrio de cuerpos rígidos, los cuales, en el capítulo 6, se aplican a problemas específicos que involucran el equilibrio de armaduras, bastidores y máquinas. Luego, en el capítulo 7, estos principios se aplican al análisis de fuerzas internas en vigas y cables. En el capítulo 8 se estudian las aplicaciones a problemas que implican fuerzas de fricción; y en el capítulo 9 se analizan temas relacionados con el centro de gravedad y el centroide. Si el tiempo lo permite, también deben cubrirse las secciones que implican temas más avanzados, los cuales se indican mediante estrellas (). La mayoría de estos temas se incluyen en el capítulo 10 (momentos de inercia) y en el capítulo 11 (trabajo virtual y energía potencial). Observe que este material también proporciona una referencia adecuada para los principios básicos, cuando éstos se estudian en cursos más avanzados. Por
último, el apéndice A presenta un repaso y una lista de fórmulas matemáticas necesarias para resolver los problemas del libro.
CONTENIDO
1 Principios generales
1.1 Mecánica
1.2 Conceptos fundamentales
1.3 Unidades de medición
1.4 El sistema internacional de unidades
1.5 Cálculos numéricos
1.6 Procedimiento general para el análisis
2 Vectores fuerza
2.1 Escalares y vectores
2.2 Operaciones vectoriales
2.3 Suma vectorial de fuerzas
2.4 Suma de un sistema de fuerzas coplanares
2.5 Vectores cartesianos
2.6 Suma de vectores cartesianos
2.7 Vectores de posición
2.8 Vector fuerza dirigido a lo largo de una línea
2.9 Producto punto
3 Equilibrio de una partícula
3.1 Condiciones para el equilibrio de una partícula
3.2 Diagrama de cuerpo libre
3.3 Sistemas de fuerzas coplanares
3.4 Sistemas de fuerzas tridimensionales
4 Resultantes de un sistema de fuerzas
4.1 Momento de una fuerza, formulación escalar
4.2 Producto cruz
4.3 Momento de una fuerza, formulación vectorial
4.4 Principio de momentos
4.5 Momento de una fuerza con respecto a un eje específico
4.6 Momento de un par
4.7 Simplificación de un sistema de fuerza y par
4.8 Simplificación adicional de un sistema de fuerza y par
4.9 Reducción de una carga simple distribuida
5 Equilibrio de un cuerpo rígido
5.1 Condiciones para el equilibrio de un cuerpo rígido
5.2 Diagramas de cuerpo libre
5.3 Ecuaciones de equilibrio
5.4 Elementos de dos y tres fuerzas
5.5 Diagramas de cuerpo libre
5.6 Ecuaciones de equilibrio
5.7 Restricciones y determinación estática
6 Análisis estructural
6.1 Armaduras simples
6.2 Método de nodos
6.3 Elementos de fuerza cero
6.4 Método de secciones
6.5 Armaduras espaciales
6.6 Bastidores y máquinas
7 Fuerzas internas
7.1 Cargas internas desarrolladas en elementos estructurales
7.2 Ecuaciones y diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante
7.3 Relaciones entre carga distribuida, fuerza cortante y momento flexionante
7.4 Cables
8 Fricción
8.1 Características de la fricción seca
8.2 Problemas que implican fricción seca
8.3 Cuñas
8.4 Fuerzas de fricción sobre tornillos
8.5 Fuerzas de fricción sobre bandas planas
8.6 Fuerzas de fricción en chumaceras de collarín, chumaceras de pivote y discos
8.7 Fuerzas de fricción en chumaceras lisas
8.8 Resistencia al rodamiento
9 Centro de gravedad y centroide
9.1 Centro de gravedad, centro de masa y el centroide de un cuerpo
9.2 Cuerpos compuestos
9.3 Teoremas de Pappus y Guldinus
9.4 Resultante de una carga general distribuida
9.5 Presión de un fluido
10 Momentos de inercia
10.1 Definición de momentos de inercia para áreas
10.2 Teorema de los ejes paralelos para un área
10.3 Radio de giro de un área
10.4 Momentos de inercia para áreas compuestas
10.5 Producto de inercia para un área
10.6 Momentos de inercia para un área con respecto a ejes inclinados
10.7 Círculo de Mohr para momentos de inercia
10.8 Momento de inercia de masa
11 Trabajo virtual
11.1 Definición de trabajo
11.2 Principio del trabajo virtual
11.3 Principio del trabajo virtual para un sistema de cuerpos rígidos conectados
11.4 Fuerzas conservadoras
11.5 Energía potencial
11.6 Criterio de la energía potencial para el equilibrio
11.7 Estabilidad de la configuración del equilibrio
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