ESTATICA

ESTATICA Estudia las condiciones que debe cumplir las fuerzas que actúan en un cuerpo o conjunto de cuerpos (sistema) para que se encuentre en equilibrio.

Equilibrio Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando carece de todo tipo de aceleración. v = 0 y v = cte a = 0

CONDICIONES DE EQUILIBRIO 1ª La sumatoria de  las fuerzas es nulo. ∑F =0 2ª La sumatoria de los momentos, giros o torques respecto a un punto es nulo ∑ =0

El equilibrio puede ser de tres clases El equilibrio es estable Si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, vuelve al puesto que antes tenía, por efecto de la gravedad. En este caso el punto de suspensión está encima del centro de gravedad Ejemplo: El péndulo, la plomada, una campana colgada.

El equilibrio es inestable Si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, se aleja por efecto de la gravedad. En este caso el punto o eje de suspensión está debajo del centro de gravedad Ejemplo: Un bastón sobre su punta.

El equilibrio es indiferente Si el cuerpo siendo movido, queda en equilibrio en cualquier posición. En este caso el centro de gravedad coincide con el punto de suspensión. Ejemplo: Una rueda en su eje

PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero. Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero.

Fuerza (F) Magnitud vectorial que mide las interacciones de los cuerpos, siendo los efectos de esta acción el cambio de forma o el cambio de velocidad. Se mide con el dinamómetro. Unidad en el SI: Newton (N)

Toda fuerza modifica el estado de reposo o movimiento de un cuerpo Toda fuerza modifica el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. Además de generar deformaciones Unidades: Kilogramo fuerza kgf = gramo fuerza gf = libra fuerza lbf =

Tipos de fuerzas utilizadas en Estática:

Fuerzas de contacto Fuerzas de campo Fuerzas de Posición: Externas Internas

EXTERNAS

Peso(w) .- Es la fuerza de atracción de la tierra ejercida sobre un cuerpo. Se representa mediante un vector dirigido hacia el centro de la tierra. w w

Normal (N) .- Fuerza de reacción de la superficie cuando un cuerpo se apoya en ella, se ejerce entrando perpendicularmente al cuerpo. N N

Fuerza de Rozamiento o fricción(f) Fuerza de Rozamiento o fricción(f).- Fuerza de oposición al movimiento o al posible movimiento relativo entre dos cuerpos. f

Reacción (R). - Aparece cuando un cuerpo está apoyado en otro Reacción (R) .- Aparece cuando un cuerpo está apoyado en otro. Se representa mediante un vector que empuja al otro cuerpo en el punto de contacto. A B RB RA A B RA=RB

INTERNAS

previo corte imaginario. Tensión(T) .- Aparece en el interior de un cuerpo flexible cuando fuerzas externas tratan de alargarlo. T Se representa mediante un vector que está siempre jalando al cuerpo previo corte imaginario. T

Compresión(C) .- Fuerza que aparece en el interior de un sólido rígido cuando fuerzas externas tratan de comprimirlo.Se representa mediante un vector que empuja al cuerpo previo corte imaginario. F1 F2 F1 F2 C1 C2

LEY DE HOOKE En FISICA, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F.

La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el resorte con la elongación o alargamiento x producido: donde k se llama constante elástica del resorte y es su elongación o variación que experimenta su longitud.

El alargamiento también conocido como elongación es una magnitud que mide el aumento de longitud que tiene un material cuando se le somete a un esfuerzo de tracción antes de producirse su rotura. Formula: F = -K.d El signo ( - ) en la ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento. La fuerza se opone o se resiste a la deformación. Las unidades son: Newton/metro (N/m) , Libras/pies (Lb/p). .

Si el sólido se deforma mas allá de un cierto punto, el cuerpo no volverá a su tamaño o forma original, entonces se dice que ha adquirido una deformación permanente. Nota: En ingeniería, la rigidez es la capacidad de un objeto sólido o elemento estructural para soportar esfuerzos sin adquirir grandes deformaciones o desplazamientos

EJEMPLOS

1.-Sobre un resorte de constante elástica 60N/m y de longitud 30cm se ejerce una fuerza y el resorte se alarga hasta los 40cm ¿Cuál es el valor de la fuerza aplicada? 2.-AL ejercer una fuerza de 80N sobre un muelle elástico, éste se alarga desde 40cm a 60cm ¿Cuál es la constante elástica del muelle?

Diferencia entre masa y peso Unidades Ejemplos

DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE (DCL) Sirve para representar gráficamente las fuerzas que actúan en un cuerpo o sistema. Si el DCL es de un cuerpo se debe aislar el cuerpo del sistema.

Diagrama de coordenadas EJEMPLO 1 Diagrama de coordenadas (DCL) N w N w

Diagrama de coordenadas EJEMPLO 2 Diagrama de coordenadas (DCL) T T w w

EJEMPLO 3 37o Hay rozamiento

Diagrama de coordenadas (DCL) T f N W N 37o f T W 37o 37o

TEOREMA DE LAMY N 37º w T

LEYES

Poleas

Polea .- Máquina simple que consiste en una rueda acanalada que sirve para transmitir fuerzas de tensión. Existen poleas fijas y poleas móviles.

Polea fija .- Sirve para cambiar la dirección de la fuerza. F = w F w

Polea móvil.- Sirve para repartir la fuerza que está cargando en dos. T = w/2 w

Polipasto.- Es una combinación de poleas fijas y móviles. w

Diagramas de cuerpo libre (DCL)

DCL del bloque DCL de la polea fija F T T wp T w

DCL de la polea móvil DCL del bloque T T1 T1 w wp wb

2) F T1 T1 2 2 1 T1 T1 w w T2 1 T2 w