Mecánica para Ingenieros Dinámica, Sexta Edición [Russell C Hibbeler]

  • View
    13.675

  • Download
    276

Embed Size (px)

Transcript

http://gratislibrospdf.com/

http://gratislibrospdf.com/

MECNICA PARA INGENIEROS " DINAMICAR. C. HIBBELER

http://gratislibrospdf.com/

http://gratislibrospdf.com/

~

MECANICA PARA INGENIEROS DINAMICA~

SEXT A EDICIN EN INGLS (TERCERA EDICIN EN ESPAOL) R.C . HIBBELER

TRADUCCIN:

Virgilio Gonzlez PozoIngeniero Qumico Facultad de Qumica

UNAM

REVISIN TCNICA:

Jos de la Cera AlonsoIngeniero Civil UNAM Diplom Ingenieur Universidad Tcnica de Munich Coordinador de Ingeniera Civil U A M Azcapotzalco

OCTAVA REIMPRESIN MXICO, 2006

COMPAA EDITORIAL CONTINENTAL

http://gratislibrospdf.com/

Para establecer comunicacin con nosotros puede hacerlo por: correo:.Renacimiento 180, Col. San Juan Tlihuaca, Azcapotzalco , 02400, Mxico, D.F.

fax pedidos:(015) 561 4063561 5231

e-mail:info@patriacultural.com.mx

home page:http: //www.patriacultural.com.mx

Ttulo original: ENGINEERING MECHANICS : Dynamics, 6th. ed. ISBN 0-02-354686-7 Ed icin autorizada de la sexta edicin en ingls publicada por: MacmiJl an Publishing Company, a division of Macmillan Inc. USA Copyright 1992, by R.e. Hibbeler

Mecnica. para. ingenieros. Dinmica.

Derechos reservados respecto a la edicin: 1994, 2000, Russell e. Hibbeler 1994, 2000, COMPAA EDITORIAL CONTINENTAL, S.A. DE e. v. 2000, GRUPO PATRIA CULTURAL, S.A. DE e.V. bajo el sello de Compaa Editorial Continental Renacimiento 180, Colonia San Juan Tlihuaca, Delegacin AzcapotzaJco, Cdigo Postal 02400, Mxico, D.F. Miembro de la Cmara Nacional de la Industria Editorial Registro nm. 43 ISBN 968-26-1244-6(tercera edicin) (ISBN 968-26-0843-0 segunda edicin) (ISBN 968-26-0355-2 primera edicin) Queda prohibida la reproduccin o transmisin total o parcial del contenido de la presente obra en cualesquiera formas , sean electrnicas o mecnicas, sin el consentimiento previo y por escrito del editor.

Impreso en Mxico Printed in Mexico

Tercera edicin: 1994 Sptima reimpresin: 2004 Octava reimpresin: 2006

http://gratislibrospdf.com/

AL ESTUDIANTECon la esperanza de que esta obra estimule su inters en la mecnica de ingeniera y constituya una gua aceptahle p;:ra su comprensi(n.

http://gratislibrospdf.com/

http://gratislibrospdf.com/

Prlogo

El objeto de este libro es dar al estudiante una presentacin clara y completa de la teora y aplicaciones de la mecnica de ingeniera. Desde luego que el autor no ha trabajado solo, sino que este libro ha sido conformado en gran parte, por los comentarios y sugerencias de ms de cien especialistas en el campo de la enseanza y de muchos de los alumnos del autor, que han sido usuarios de las ediciones anteriores. Se ha hecho bastante para preparar esta nueva edicin. Los usuarios de las ediciones anteriores advertirn que la presentacin artstica se ha mejorado con el fin de dar un sentido ms real y comprensible al material. En esta edicin se incluyen ms problemas que antes, y la mayor parte de ellos son nuevos. Aunque el contenido del libro permanece en el mismo orden, se han ampliado algunos temas, se han sustituido varios ejemplos por otros nuevos, y se han mejorado las explicaciones de muchos otros mediante la reformulacin de determinadas frases. Sin embargo, la caracterstica principal del libro permanece igual; es decir, cuando es necesario, se pon ,gran nfasis en el trazado de un diagrama de cuerpo libre y se acenta tambin la importancia de seleccionar un sistema de coordenadas adecuado, as como la convencin de signo asociada a los componentes de vectores, cuando se aplican las ecuaciones de la mecnica.

Organizacin y mtodo. El contenido de cada captulo sehalla organizado en secciones bien definidas. Grupos seleccionados de las secciones contienen una explicacin de temas especficos, problemas de ejemplos ilustrativos y un conjunto de problemas de tarea. Los temas dentro de cada seccin se incluyen dentro de subgrupos que se identifican con ttulos en negritas. El objeto de lo anterior es presentar un mtodo estructurado para introducir cahttp://gratislibrospdf.com/

viii

PRLOGO

da definicin o concepto nuevo, y hacer accesible el libro para referencia y repaso posteriores. Al final de muchas secciones se da un "procedimiento de anlisis" con objeto de proporcionar al estudiante un repaso o resumen del material y un mtodo lgico y ordenado para seguir al aplicar la teora. Como en las ediciones anteriores, los problemas de ejemplo se resuelven empleando el mtodo que se describe, con el fin de aclarar su aplicacin numrica. Sin embargo, se entiende que, una vez que se dominen los principios necesarios y se haya adquirido la confianza y el criterio suficientes, el estudiante puede continuar por s mismo desarrollando sus propios procedimientos de resolucin de problemas. En la mayora de los casos, se sugiere como primer paso en cualquier procedimiento trazar un diagrama. Al hacerlo as, el estudiante se forma el hbito de tabular los datos necesarios, al tiempo que enfoca los aspectos fsicos del problema y su geometra relacionada. Si ese paso se lleva a cabo en forma correcta, la aplicacin de las ecuaciones de la mecnica se vuelve de alguna manera algo metdico, ya que los datos pueden tomarse directamente del diagrama. Este paso es de importancia especial cuando se resuelven problemas de cintica, y por esta razn en el libro se recomienda siempre trazar el correspondiente diagrama de cuerpo libre. Ya que las matemticas nos dan un medio sistemtico para aplicar los principios de la mecnica, cabe esperar que el estudiante tenga conocimientos previos de lgebra, geometra, trigonometra y, para una comprensin total, una parte de clculo. Se presenta el anlisis vectorial en los puntos donde su aplicacin es mayor. Su uso proporciona un medio conveniente para presentar deducciones concisas de la teora, y hace posible una solucin sencilla y sistemtica de muchos problemas tridimensionales. A veces, los problemas de ejemplo se resuelven empleando ms de un mtodo de anlisis, para que el estudiante desarrolle la capacidad de usar las matemticas como herramienta mediante la cual se puede llevar a cabo la solucin de cualquier problema del modo ms directo y eficaz.

Problemas. Numerosos problemas en el libro describen casosrealistas que se encuentran en la prctica de la ingeniera. Se espera que ese realismo estimule el inters del estudiante en la mecnica de ingeniera y al mismo tiempo desarrolle la habilidad de reducir cualquier problema, a partir de su descripcin fsica, a un modelo o representacin simblica a los cuales se puedan aplicar los principios de la mecnica. Como en las ediciones anteriores, se ha hecho un esfuerzo por incluir algunos problemas que pueden resolverse empleando mtodos numricos ejecutados en una computadora personal o con una calculadora programable de bolsillo. En el apndice B, se dan tcnicas numricas adecuadas y programas relacionados de computadora. En este caso la in tenhttp://gratislibrospdf.com/

PRLOGO

ix

cin es ampliar la capacidad del estudiante para emplear otras formas de anlisis matemtico sin sacrificar el tiempo necesario para enfocarse hacia la aplicacin de los principios de la mecnica. Los problemas de este tipo que se puedan o se deban resolver con procedimientos numricos se identifican mediante un "cuadro" (-) antes del nmero del problema. En todo el texto hay una cantidad equilibrada de probleqlas en los que se emplea el sistema ingls y el SI. Adems, en cualquier conjunto, se ha tratado de presentar los problemas en orden de dificultad creciente. En la ltima parte del libro se presenta una lista de las soluciones a todos los problemas, excepto uno de cada cuatro. Para advertir al lector que se trata de un problema sin respuesta en el libro se indica con un asterisco (*) antes del nmero del problema.

Contenido. El libro consta de 11 captulos. * En el captulo 12 se describe en especial la cinemtica de una partcula, seguida de una presentacin, en el captulo 13, de la cintica de la partcula (ecuacin de movimiento). El captulo 14 trata sobre trabajo y energa, y el captulo 15 sobre impulso y cantidad de movimiento. Los conceptos de dinmica de partculas que contienen esos cuatro captulos se resumen en una seccin de "repaso" y se da la posibilidad al estudiante para que identifique y resuelva un conjunto de diversos tipos de problemas. Para el movimiento de un cuerpo rgido en el plano se sigue una secuencia de presentacin similar: El captulo 16 trata sobre cinemtica en el plano; el 17 sobre ecuaciones de movimiento; el 18 sobre trabajo y energa; y el19 sobre impulso y cantidad de movimiento: estn seguidos por un resumen y un conjunto de problemas de repaso para esos captulos. Si se desea, es posible cubrir los captulos 11 al19 sin prdida de continuidad: Captulos 12 y 16 (cinemtica); captulos 13 y 17 (ecuaciones de movimiento); captulos 14 y 18 (trabajo y energa); y captulos 15 y 19 (impulso y cantidad de movimiento). Si el tiempo lo permite, se puede incluir en el curso algo del material sobre movimiento tridimensional del cuerpo rgido. La cinemtica y la cintica de ese movimiento se describen, respectivamente, en los captulos 20 y 21. El captulo 22, sobre vibraciones, puede incluirse si el estudiante cuenta con el respaldo matemtico necesario. Las secciones del libro que se consideran estn ms all del propsito del curso bsico de dinmica, se marcan con una estrella (*) y se pueden omitir. Sin embargo, conviene advertir que este material ms avanzado constituye una referencia adecuada para los principios bsicos cuando se ve en otros cursos. Los primeros once captulos de la serie forman el contenido de Mecnica de Ingenie/fa: Esttica, CECSA, Mxico.

http://gratislibrospdf.com/

x

PRLOGO

Reconocimientos. Mi empeo al escribir este libro ha consistido en que satisfaga tanto al e