Estática, Conceptos básicos y definiciones

ESTÁTICA -UNIDAD I

  CONCEPTOS BÁSICOS Y DEFINICIONES

MECÁNICA. Se define como la rama de la Física que trata del estado de reposo o de movimiento de los cuerpos sujetos a la acción de fuerzas.

ESTÁTICA. Es la rama de la Mecánica que se encarga del estudio de los cuerpos en reposo.

PARTÍCULA. Es cualquier cuerpo con cierta masa, al cual se le considera sin dimensiones. El único efecto que le producen las fuerzas es el de traslación.

CUERPO RÍGIDO. Es todo cuerpo que se considera no sufre deformación, es decir, aquel cuyas partículas que lo forman permanecen a distancias constantes entre si. Cuando está sometido a un sistema de fuerzas, éstas le producen los efectos de traslación y de rotación.

Los conceptos básicos empleados en Física son: LONGITUD o ESPACIO, TIEMPO, MASA y FUERZA.

LONGITUD (ESPACIO). Es el concepto que se asocia con la noción de ubicación o posición de un cuerpo. Da la idea de lugar donde se lleva a cabo un evento. La posición de un punto, por ejemplo se puede definir por medio de tres longitudes medidas a partir de un punto de referencia llamado el origen del sistema de ejes.

TIEMPO. Es el concepto que determina la secuencia de los eventos, es decir, da la idea de cuando ocurren éstos.

MASA. Es la propiedad de un cuerpo que no cambia (Mecánica Clásica) y que mide su resistencia al cambio de movimiento o de estado inicial.

FUERZA. Podemos decir que la fuerza que un cuerpo ejerce sobre otro. Su efecto externo en un cuerpo se manifiesta por el cambio real que se opera en el estado de movimiento del cuerpo sobre el cual actúa. El efecto interno que una fuerza provoca sobre un cuerpo, consiste en la tensión o compresión y deformaciones producidas en él.

1 PRINCIPIOS Y LEYES FUNDAMENTALES

1. “EL PRINCIPIO DE TRANSMISIBILIDAD” este principio establece que el efecto externo de una fuerza en un cuerpo rígido es el mismo para todos los puntos de aplicación, a lo largo de su línea de acción, es decir, no depende del punto. Su efecto interno, sin embargo, está asociado con el punto de aplicación de la fuerza.
2. “PRIMERA LEY DE NEWTON” Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se le someta a cambiar de estado como consecuencia de fuerzas que se le impongan.
3. “SEGUNDA LEY DE NEWTON” una partícula sometida a un sistema de fuerzas se mueve de tal manera que la razón de cambio de su cantidad de movimiento lineal es proporcional a la fuerza resultante. En símbolos se expresa como

                                                                            (1.1)[pic 1]

Si suponemos que la masa es constante en el transcurso del tiempo, esta ecuación se reduce a F = ma.

1. “TERCERA LEY DE NEWTON” Esta ley se puede establecer de una manera sencilla, diciendo, que las fuerzas de acción y reacción entre cuerpos en contacto, tienen la misma magnitud, la misma línea de acción y sentidos opuestos.
2. “LEY DE LA GRTAVITACIÓN UNIVERSAL DE NEWTON”. Esta ley establece que dos partículas de masa M y m se atraen mutuamente con fuerzas iguales en magnitud y dirección y sentidos opuestos F y -F de magnitud F dada por la ecuación (1.2), donde r es la distancia entre las dos masas y G es una constante universal, llamada constante de gravitación cuyo valor es 6.67x10-11 Nm2/kg2.

F =                                              (1.3)[pic 2]

ESCALARES Y VECTORES

1. ESCALAR Es toda cantidad caracterizada por un número real, es decir, los escalares necesitan de una sola propiedad para definir completamente el concepto que se está tratando.

Ejemplos:

m = 200 kg. se trata de una masa de 300 kilogramos.

V = 300 dm3 un volumen de 300 decímetros cúbicos

t = 5 seg. Un tiempo de cinco segundos.

v = 30 m/s una rapidez de 30 metros por segundo

1. VECTOR es toda cantidad que tiene magnitud, dirección y sentido.

Ejemplos:

La FUERZA que actúa sobre un cuerpo, se requiere de especificar su magnitud, la dirección en la cual está actuando (que puede ser vertical, horizontal o inclinada) y el sentido hacia donde se aplica.

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