ESTÁTICA DEFINICIÓN-FUERZA LEYES DE NEWTON TIPOS DE EQUILIBRIO

Presentación del tema: "ESTÁTICA DEFINICIÓN-FUERZA LEYES DE NEWTON TIPOS DE EQUILIBRIO"— Transcripción de la presentación:

1 ESTÁTICA DEFINICIÓN-FUERZA LEYES DE NEWTON TIPOS DE EQUILIBRIO
EQUILIBRIO ESTABLE FUERZAS COLINEALES SUMA DE FUERZAS- DIAGRAMA DEL CUERPO LIBRE MOMENTO DE UNA FUERZA EJERCICIOS DE APLICACIÓN

2 ESTÁTICA La Estática es la parte de la Física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado. Puerta de Europa son dos rascacielos inclinados de oficinas con una altura de 114 metros y 26 plantas ubicados en la plaza de Castilla de Madrid. Las torres fueron construidas entre 1989 y 1996 y diseñadas por los arquitectos estadounidenses Philip Johnson y John Burgee. Fuente: NOTA: Las fuerzas se miden en Kgf, y sus múltiplos y submúltiplos. También pueden medirse en Newtons y sus múltiplos y submúltiplos.

3 FUERZA=masa x aceleración
MAGNITUD VECTORIAL FUERZA MÓDULO DIRECCIÓN PUNTO DE APLICACION SENTIDO

4 LEYES DE NEWTON 1° LEY DE NEWTON
Un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya resultante no sea nula. 2° LEY DE NEWTON Siempre que una fuerza actúe sobre un cuerpo produce una aceleración en dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa. F=mxa luego : a= F/m 3° LEY DE NEWTON A toda acción aplicada sobre un cuerpo corresponde una reacción de igual magnitud y dirección pero de sentido opuesto. TAREA: Busca ejemplos de la aplicación de las leyes de Newton en la vida cotidiana y agrégalos en tu carpeta.

5 EQUILIBRIO INDIFERENTE: EQUILIBRIO INDIFERENTE
TIPOS DE EQUILIBRIO EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS:Un cuerpo está en equilibrio estático cuando no tiene movimiento de traslación ni de rotación. Para que un cuerpo esté en equilibrio estático debe cumplir dos condiciones: que no se traslade y que no gire APOYADOS EQUILIBRIO ESTABLE: una vez que cesa la fuerza que lo sacó de su estado de equilibrio, vuelve a su posición original. EQUILIBRIO INESTABLE una vez que cesa la fuerza que le produjo un movimiento, no puede retornar a su posición de equilibrioUn bastón sobre su punta EQUILIBRIO INDIFERENTE: cuando cada vez que pierde su posición de equilibrio, encuentra otra nueva posición de equilibrio. SUSPENDIDOS EQUILIBRIO ESTABLE Cuando el punto de suspensión esta por encima del centro de gravedad. Cuando el punto de suspensión esta por debajo del centro de gravedad. EQUILIBRIO INDIFERENTE Cuando el punto de suspensión coincide con el centro de gravedad.

6 EQUILIBRIO ESTABLE Los cuerpos se encuentran en equilibrio estable cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad (G) atraviesa la superficie de apoyo, denominada base de sustentación. El centro de gravedad es el punto imaginario de aplicación de la RESULTANTE de todas las FUERZAS de GRAVEDAD que actúan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo.

7 Como se obtiene la resultante de un sistema de fuerzas aplicado sobre un cuerpo????
En el ejemplo, las fuerzas roja y celeste son COLINEALES , comparten la misma recta de acción y en este caso tienen el mismo sentido. La fuerza de color verde es la resultante. La resultante es la fuerza que reemplaza a las otras dos La fuerza EQUILIBRANTE graficada en color naranja será una fuerza colineal con la resultante, de igual módulo y sentido opuesto. PESO DE LA PERSONA PESO DE LA SILLA

8 Como obtengo la resultante de la suma de estos vectores fuerza?
F2=3N F1=6N F3=4,5N Como obtengo la resultante de la suma de estos vectores fuerza? F3=4,5N Resultante= 7,5 N Se dibujan las fuerzas a escala conveniente, por ejemplo E= 1cm/1N y se trasladan paralelas a si mismas. Se trasladan las fuerzas, paralelas a si mismas respetando su longitud, desplazándolas por el plano de dibujo y uniéndolas extremo con origen tal como se ve en la figura. Finamente, se mide el vector resultante y obtendremos así su valor aproximado. F1=6N Resultante= 7,5 N F1=6N F2=3N F3=4,5N F2=3N F1=6N Resultante= 7,5 N F2=3N F3=4,5N Se puede apreciar que no importa en que orden se sumen los vectores ya que el resultado siempre será el mismo.

9 METODO DEL PARALELOGRAMO
F1=6N F2=3N F3=4,5N METODO DEL PARALELOGRAMO Tomo dos fuerzas cualesquiera de las dadas y trasladándolas paralelas a si mismas hago coincidir sus puntos de origen. Por el extremo de la fuerza F1 trazo una paralela a F2. Por el extremo de F2 trazo una paralela a la fuerza F1. Uniendo el punto de intersección de los orígenes de F1 y F2 con el punto de intersección de las paralelas obtengo la gráfica de la resultante. F1=6N F2=3N R F1-F2 F3=4,5N R F1-F2 R F1-F2-F3 F1=6N F2=3N F3=4,5N Resultante= 7,5 N

10 MÉTODO DEL PARALELOGRAMO
MÉTODO GRAFICO PARA SUMAR DOS FUERZAS, F1 Y F2 PARALELA A F2 POR EL EXTREMO DE F1 Toda la construcción se realiza a escala y al final se mide la resultante y se obtiene su valor. F1= 10N RESULTANTE PARALELA A F1 POR EL EXTREMO DE F2 55º F2= 15N MÉTODO ANALÍTICO PARALELA A F2 POR EL EXTREMO DE F1 55º F1= 10N F2= 15N RESULTANTE Los ángulos de un paralelogramo son iguales de a pares y todos suman 360º. Los angulos faltantes son iguales entre sí y miden (360º-2x 55º)/2= 125º cada uno de ellos. Aplicando teorema del coseno: R2 = (10N)2+(15N)2 – 2x 10Nx15Nxcos 125º= R= 22,295N 125º F1= 10N 125º

11 DIAGRAMA DEL CUERPO LIBRE
Como se hace para calcular el valor de las tensiones T1 Y T2? -x β= α= 53º β´= 37º α´= T3= 95N NOTA: α y α´son congruentes y β y β´también lo son por ser ángulos internos alternos entre paralelas. SUMATORIA DE FUERZAS EN EJE “X”: T2 xcos 53º- T1 xcos 37º= 0 SUMATORIA DE FUERZAS EN EJE “Y”: T2 xsen 53º+T1 xsen 37º -T3=0

12 SUMATORIA DE FUERZAS EN EJE “X”: T2 xcos 53º- T1 xcos 37º= 0
SUMATORIA DE FUERZAS EN EJE “Y”: T2 xsen 53º+T1 xsen 37º -T3=0

13 Rx d1=F2xd CÁLCULO DE LA RESULTANTE DE UN SISTEMA DE FUERZAS PARALELAS
R= F1+F2+F3 F1 F2 F3 F3 d1 d2 d F1 F2 R 1) SUMO F1+F2 Rparcial= F1+F2 Esto quiere decir que F1,F2 y F3 pueden reemplazarse por una única fuerza R 1) SUMO Rparcial+F3 Rx d1=F2xd ecuación para calcular la posición de la resultante si tomamos momento respecto de F1 R= Rparcial+F3 R= Rparcial+F3

14 MOMENTO DE UNA FUERZA RESPECTO DE UN PUNTO
Conceptualmente el momento es un giro alrededor de un punto. Se calcula tomando distancia respecto de ese punto. Esto se explica claramente observando lo que sucede cuando abrimos una puerta. La fuerza se ejerce en el picaporte, el punto de giro está en las bisagras. Entonces, el momento será:Fuerza x distancia= MOMENTO d F

15 Aplicado en el centro de gravedad del banco .
Ejercicio 1: El banco de la fotografía pesa un total de 2500 N. Calcula: Las reacciones Ra y Rb El valor de :da y db Peso del banco Aplicado en el centro de gravedad del banco . Ra Rb da db d= 1,50m Solución: Ra=Rb= 2500N/2 = 1250N da=db= 1,5m/2=0,75m Ejercicio 2: El banco de la fotografía se encuentra cargado tal como se muestra en el esquema: Calcula, considerando solo la carga de 1500N: Las reacciones Ra y Rb Solución: Ra + Rb - P= 0 Sumatoria de momentos=0 Ra Rb da= 0,6m db d= 1,50m P= 1500N (-) (+) Tomamos momento respecto de B para determinar el valor de Ra - Ra x1,5m+ Px(1,5m-0,6m)=0 P x(1,5m-0,6m)= Ra x1,5m Ra= (1500Nx0,9m)/1,5m= 900 N Rb= P-Ra= 1500N-900N= 600N Ra+Rb-1500N= 0