La estática es una rama dentro de la mecánica clásica
Enviado por MARZUNCAS • 3 de Junio de 2017 • Apuntes • 1.299 Palabras (6 Páginas) • 343 Visitas
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Introducción
La estática es una rama dentro de la mecánica clásica (base del estudio de la física de los cuerpos y fuerzas), esta estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas de equilibrio estático, es decir, que no existe una varianza relativa de acuerdo a una dimensión temporal.
El estudio de la estática se centra en la mecánica de los sólidos rígidos y sus interacciones con distintas aplicaciones de fuerzas. En consecuencia, las leyes de Newton son de carácter relevante, ya que (sobre todo) la primera ley de Newton hace referencia a la suma de las fuerzas cuando es cero (inercia).
Así como el estudio de las cargas de las fuerzas y momento en un cuerpo, la estática, también abarca estudios en el equilibrio de fuerzas en un cuerpo.
Del equilibrio estático, podemos señalar que es un estado estacionario en el que se cumplen dos condiciones fundamentales:
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Conceptos a considerar
Para estudiar de manera óptima la mecánica de los cuerpos (en este caso rígidos), debemos recordar algunos conceptos básicos en Física, estos son:
- Fuerza
- Diagrama de cuerpo libre
- Unidad de fuerza
- Fuerza neta
- Fuerza normal
- Leyes de Newton
- Vectores
Repaso de estos conceptos:
Fuerza: una fuerza es el producto de la interacción entre dos cuerpos. Una fuerza es un vector que tiene magnitud y dirección, cuando se aplica en distintas direcciones provocará distintos efectos. Para saber en qué dirección y sentido se aplican las fuerzas, se debe de hacer un dibujo o diagrama para observar esa interacción, a esto se le llama diagrama de cuerpo libre (DCL). [pic 4]
La unidad de fuerza en el SI es newton , que se define como la fuerza que actúa sobre un cuerpo de masa 1 Kg, produce una aceleración de 1 (m/s2). [pic 5]
Fuerza neta: se simboliza y corresponde a la suma vectorial de las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo u objeto. Si las fuerzas están en la misma dirección y sentido se suman, pero si están en distintos sentidos se restan. Ejemplo:[pic 6]
| R: Para este caso, tenemos un cuerpo al cual se le aplican dos fuerzas con dirección y sentido. La primera es una fuerza de 5 y la segunda de 10 . Las direcciones y sentidos de las fuerzas son iguales por lo tanto se suman 15 [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11] |
| R: En este caso son la misma magnitud de las fuerzas del ejemplo anterior, sin embargo el sentido de las fuerzas aplicadas al objeto son distintas. Por lo tanto, la fuerza neta es 5 [pic 13] |
| R: Como las fuerzas poseen la misma magnitud pero con distinto sentido la 0[pic 15] |
DCL: técnica que se utiliza para representar todas las fuerzas que se aplican a un cuerpo, respetando el modulo y las direcciones de las fuerzas aplicadas.
Ejemplos:
[pic 16] | [pic 17] |
Leyes de Newton:
- Ley de inercia: todo objeto en reposo, continúa en él y todo objeto en movimiento continúa moviéndose con velocidad constante (rapidez uniforme en línea recta) sino actúa sobre él una fuerza externa o si la fuerza neta del objeto es cero. Como la fuerza neta es cero, la aceleración también lo es. A la sumatoria de las fuerzas igual a cero de un objeto se le llama condición de equilibrio traslacional (aspecto a estudiar).
- Ley de aceleración: cuando se observa un objeto desde un marco de referencia inercial, la aceleración del objeto es directamente proporcional a la fuerza neta e inversamente proporcional a su masa, por lo tanto, la suma de sus fuerzas es igual a la masa por la aceleración.
- Ley de acción y reacción: si dos objetos interactúan, la fuerza es traspasable de uno a otro y viceversa.
Sin lugar a dudas, la ley de inercia tiene mucho que decir para el estudio de la mecánica de los objetos en un sistema estático debido a la condición de equilibrio traslacional.
Fuerza normal: todo cuerpo situado sobre una superficie experimenta una fuerza que esta le ejerce. Esta fuerza se denomina Fuerza Normal o Normal simplemente . La normal es perpendicular a superficie que la ejerce. Ejemplos:[pic 18]
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Como se puede observar en las imágenes, la Normal es perpendicular a la superficie de los objetos tengan cualquier forma.
Vectores: un vector es un segmento dirigido cuya longitud es proporcional al valor numérico de la medida que representa. Las magnitudes vectoriales se representan por medio de vectores. El vector nos indica la dirección que toma un cuerpo u objeto, esto acompaña en la información por ejemplo; un avión viaja a 800 km/h en dirección 60° latitud sur.
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