Conceptos fundamentales para el estudio de la estática

CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA EL

ESTUDIO DE LA ESTÁTICA

Mecánica: es una rama de la ciencia Física cuyo objeto es el movimiento de los cuerpos y sistemas, a causa de fuerzas que se ejercen sobre ellos. La mecánica es base fundamental para casi todas las ingenierías.

Estática: es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de las fuerzas sobre un cuerpo en reposo tiene dos simples condiciones que se encuentre en reposo o que este en movimiento con velocidad constante.

Objetivo de la estática: Es estudiar las condiciones que deben de cumplir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que éste se encuentre en equilibrio.

Fuerza: La fuerza es la acción de empujar o halar que se ejerce sobre un cuerpo, ya sea por una fuente externa, o por la gravedad que modifica su estado de reposo o movimiento, es decir, acción de deformar. A continuación mencionaremos los tipos de fuerza existentes:

• Fuerza de contacto: es cuando dos cuerpos están en contacto (tocándose) ejemplo: cuando nos apoyamos en la pared

• Fuerza a distancia: esta fuerza no necesariamente deben estar tocándose para recibir su efecto ejemplo: cuando un imán atrae un alfiler

• Fuerza concentrada: Es una fuerza de contacto externa con el área de contacto muy pequeña comparada con el área superficial total del cuerpo sujetado a la fuerza. En realidad, no existen fuerzas "concentradas", ya que toda fuerza real aplicada a un cuerpo se distribuye sobre un área o volumen finitos

• Fuerza repartida o compartida: Una fuerza compartida involucra una porción substancial del área superficial del volumen del cuerpo sobre el que actúa. Así, una fuerza distribuida sobre una superficie recibe el nombre depresión o esfuerzo.

Espacio: esta asociado con la posición de un punto P, el espacio no se puede medir pero el ser humano lo que hace es comparar distancias entre objetos.

Tiempo: es la a duración de las cosas que se encuentran sujetas al cambio al igual que el espacio el tiempo no se puede medir pero lo que las personas realizan es tomar la duración de los eventos de la naturaleza respecto a un espacio patrón.

Sistema de referencia: es la posición en el espacio se determina con relación a un cierto sistema geométrico de referencia mediante medidas lineales y angulares.

Longitud: Localiza la posición de un punto en el espacio y sirve para determinar el tamaño de un sistema. Es una magnitud lineal, por lo que es incapaz de medir superficies o volúmenes.

Masa: mide la cantidad de materia de un cuerpo y por tanto la inercia y la atracción gravitatoria de ese cuerpo es decir es la cantidad de sustancia que hay en un cuerpo.

Peso: El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo.

Partícula: Se llama partícula a cualquier parte o cuerpo muy pequeño de algo que posee masa pero no tamaño son los elementos más básicos y primordiales de una materia.

Cuerpo rígido: puede considerarse una combinación de muchas partículas que permanecen a la misma distancia unas de otras pese a ser sometido a la acción de fuerzas externas.

Cuerpo deformable: es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo, es decir es el comportamiento de los cuerpos solidos cuando experimentan deformaciones apreciables. Las deformaciones pueden ser elásticas o plásticas

• Elásticas: es cuando su energía produce transformaciones y regresa a su condición inicial.

• Plásticos: Es la capacidad de un material de fracturarse o deformarse ante la acción de una carga, permaneciendo la deformación al retirarse la misma.

Equilibrio estático: se aplica tanto para cuerpos en reposo respecto de un sistema de referencia, si el cuerpo está en reposo, entonces se dice que el equilibrio es estático.

Condiciones de equilibrio estático: solo existen dos condiciones para cumplir con el equilibrio estático y son:

1. La fuerza externa resultante que actúa sobre el cuerpo debe ser nula.

2. El momento externo resultante respecto a un punto cualquiera debe ser nulo.

PRINCIPIOS, LEYES Y TEOREMAS BÁSICOS (EXPERIMENTAL)

PARA EL ESTUDIO DE LA ESTÁTICA

1. Teorema del seno: Cada lado de un triángulo es directamente proporcional al seno del ángulo opuesto.

2. Teorema del coseno: En un triángulo el cuadrado de cada lado es igual a la suma de los cuadrados de los otros dos menos el doble producto del producto de ambos por el coseno del ángulo que forman.

3. Principio del paralelogramo: Establece que dos Fuerzas que actúan sobre una partícula pueden ser sustituidas por una sola fuerza llamada resultante y se usa para las adiciones de las fuerzas.

4. Principio de Transmisibilidad: Si una fuerza actúa sobre un cuerpo rígido su efecto sobre éste no se alterara si la fuerza se desliza a lo largo de su recta de acción dentro de los límites del cuerpo.

5. Leyes de newton:

• Primera ley de newton: Toda partícula, inicialmente en reposo, o moviéndose en una línea recta con velocidad constante, permanecerá en ese estado siempre y cuando que no esté sujeta a una fuerza no equilibrada sobre el.

• Segunda ley de newton: Toda partícula, sujeta a una fuerza neta F, experimenta una aceleración a que tiene la misma dirección que la fuerza, y una magnitud directamente proporcional a la fuerza.

• Tercera ley de newton: las fuerzas de acción y reacción de cuerpos en contacto tienen la misma magnitud, la misma línea de acción y sentido opuesto.

6. Ley gravitatoria de newton: Establece que dos partículas de masa m1 y m2 se atraen mutuamente con fuerzas iguales y opuestas F y – F.

Sistema de unidades: Los sistemas de unidades son conjuntos de unidades convenientemente relacionadas entre sí que se utilizan para medir diversas magnitudes.

• Sistema de unidades internacional: El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de unidades que se usa en todos los países del mundo, a excepción de tres que no lo han declarado prioritario o único.

• Sistema de unidades ingles: es el conjunto

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