La Estatica

INTRODUCCION

¿Te has puesto a pensar en todo aquello que sucede a tu alrededor?, en un mundo distinto a este, diferente a lo que percibes. Traduciendo a otra manera, no te has puesto a pensar en todos aquellos acontecimientos que pasan día a día y que sin embargo las ves como una cosa insignificante y no como algo mas allá de lo que tus ojos pueden ver, o que tú mismo cuerpo puede realizar por si mismo o interactuando con otros cuerpos.

Un ejemplo de estos fenómenos, llamémoslo fuerza o equilibrio, o mejor aun el equilibrio de las fuerzas. ¿Entre tu curiosidad nunca has asociado estos fenómenos a la física o mejor aun a la estática? ¿Pero que será la estática?

La estática se deriva de la física, analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo. Se dice que un sistema material está en equilibrio cuando todas sus partículas se encuentran en reposo, y permanecen en el mismo estado de reposo.

Al igual que la estática deriva de la física, hay otros conceptos que derivan de la estática, como lo son, las condiciones de equilibrio, el análisis vectorial, las escalas, el algebra vectorial, el equilibrio de una partícula en el espacio, cuerpos rígidos, fuerzas equivalentes, momento de una fuerza entre otros. ¿Pero a que nos referimos cuando hablamos de un análisis vectorial, la estática, etc.? El objetivo principal de este trabajo es saber entender el mecanismo y el sentido que se le da a cada tema de la estática, relacionándolo un poco con el Diseño Industrial.

Estos temas son fundamentales para la física ya que te explican el principio de las leyes más fundamentales de esta ciencia, desde la caída de un cuerpo hasta el cómo funciona el mecanismo de cada uno de los cuerpos.

En nuestro entorno existen diversos objetos que se encuentran en reposo aparente. Algunos tienen pocos puntos de apoyo sobre la tierral, pero se encuentran muy estables. Por lo que su aplicación se da de formula natural, como un gran árbol, una roca, pero hay otros como las creaciones del ser humano en donde utilizamos el estudio de la estática, como por ejemplo en edificios, puentes, muebles, etc.

La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo.

La estática es una ciencia que estudia las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo que describen un sistema que mantienen en equilibrio al mismo. Este equilibrio se manifiesta como un cuerpo sin movimiento, es decir, en reposo. La acción de este sistema de fuerzas se puede dar en tres formas:

Fuerzas angulares:

Fuerzas coloniales:

Fuerzas paralelas:

La estática es el equilibrio de las fuerzas, en física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.

Para poder realizar un equilibrio de fuerzas se necesita cumplir con las dos condiciones del equilibrio:

La primera condición del equilibrio: indica que un cuerpo está en equilibrio de translación si la resultante de todas las fuerzas es cero.

La segunda condición del equilibrio: indica que un cuerpo está en equilibrio rotacional si la suma de los momentos de torsión o torcas de las fuerzas que actúan sobre él, respecto a cualquier punto, es cero.

Para poder obtener un equilibrio de fuerzas se utiliza o mejor dicho se llevan a cabo una serie de operaciones llamándolas análisis vectorial. El análisis vectorial es una excelente herramienta matemática con la cual se expresan en forma más conveniente. En la física y en la ingeniería tratamos con cantidades físicas que pueden ser medidas. La medición nos dices cuantas veces una cantidad dada (unidad) está contenida en la cantidad medida. Las cantidades físicas más simples son aquellas que quedan completamente especificadas por un numero y la unidad conocida; estas cantidades son conocidas como cantidades escalares. Una cantidad escalar también es una cantidad que se describe por completo solo por su magnitud.

Estas cantidades se pueden sumar, restar, multiplicar o dividir como números ordinarios. Un ejemplo de estas son la masa, el volumen, etc.

Otro grupo importante de cantidades físicas son aquellas que además de magnitud tienen dirección y se conocen como cantidades vectoriales. Una cantidad vectorial además te tener una dirección tienen magnitud y un sentido.

Las fuerzas se representan por medio de vectores. A una cantidad vectorial también se le puede llamar simplemente vector. En física, un vector es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su módulo (o longitud), su dirección (u orientación) y su sentido (que distingue el origen del extremo). El vector suele ser representado por una letra con una flecha arriba de ella: F, v podrían representar una fuerza o velocidad. Al dibujar un vector siempre se traza una flecha, la longitud de la flecha indica la magnitud y la dirección de la flecha indica la dirección.

Un vector es un segmento orientado caracterizado por: Punto de aplicación: es el punto de origen sobre el que actúa el vector. Módulo: se refiere al tamaño del vector. Para conocer el módulo se debe hallar el punto de aplicación y el extremo del vector. Dirección: es la orientación de la recta en la que se ubica el vector. La dirección puede ser vertical, horizontal y oblicua. Sentido: se determina a partir de la flecha ubicada en uno de los extremos del vector. La orientación puede ser horizontal hacia la izquierda o derecha, vertical hacia arriba o abajo, y por último, inclinada ascendente o descendente.

Dentro de los vectores existen clasificaciones como:

VECTORES EQUIPOLENTES. Cuando dos vectores tienen el mismo módulo, dirección y sentido se dice que son equipolentes. Miden igual, se encuentran en líneas paralelas y apuntan hacia el mismo lado.

VECTORES LIBRES: El conjunto de los vectores equipolentes recibe el nombre de vectores libres. Es decir,

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