Estática, Calor Y Sonido

ESTÁTICA→ parte de la mecánica que estudia el equilibrio de los cuerpos rígidos

CUERPOS RÍGIDOS→ cuerpos no deformables, aquellos que solo se deforman bajo la acción de fuerzas muy grandes

Al aplicar fuerza sobre un cuerpo rígido, éste puede realizar tres tipos de movimientos:

• TRASLACIÓN→ cuando todos los puntos o partículas de un cuerpo se mueven en la misma dirección describiendo trayectorias paralelas

• ROTACIÓN→ cuando todas las partículas describen trayectorias circulares alrededor de un eje de rotación

• RODACIÓN→ cuando el cuerpo rota y se traslada al mismo tiempo

CENTRO DE MASAS→ punto en el cual toda la masa del cuerpo se concentra y en ella se debe aplicar una fuerza exterior para que sólo se produzca un movimiento de traslación

CENTRO DE GRAVEDAD→ punto en el cual se concentra todo el peso de un cuerpo

EQUILIBRIO→ Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre el se equilibran o cuando el cuerpo se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (MRU). El equilibrio solo puede producirse en dos casos:

• Cuando no actúan fuerzas sobre el cuerpo

• Cuando actúan varias fuerzas que se contrarrestan, anulando sus efectos

TIPOS DE EQUILIBRIO→ como todo cuerpo tiende a caer éste se puede suspender o apoyar, clasificando de la siguiente manera:

• CUERPOS SUSPENDIDOS→ aquellos que pueden girar alrededor de su eje

• CUERPOS APOYADOS→ aquellos que descansan sobre una base fija

EQUILIBRIO DE CUERPOS SUSPENDIDOS→ para que un cuerpo suspendido esté en equilibrio, la vertical que pasa por el punto de suspensión debe pasar por el centro de gravedad. Puede tener 3 tipos de equilibrio:

• ESTABLE→ cuando el cuerpo regresa por si mismo a su posición de equilibrio al sacarlo de esta y el centro de suspensión está por encima del centro de gravedad

• INESTABLE→ cuando el cuerpo pierde completamente la posición de equilibrio al sacarlo de esta y el centro de suspensión está por debajo del centro de gravedad

• INDIFERENTE→ cuando el cuerpo, al sacarlo de la posición de equilibrio, continúa en equilibrio en la nueva posición y su centro de gravedad coincide con el centro de masas

EQUILIBRIO DE CUERPOS APOYADOS→ un cuerpo apoyado está en equilibrio estable cuando la vertical que pasa por su centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación del cuerpo

BASE DE SUSTENTACIÓN DEL CUERPO→ superficie sobre la cual descansa dicho cuerpo

La estabilidad de los cuerpos apoyados depende de los siguientes factores:

• Magnitud de la base de sustentación

• Ubicación del centro de masa

• Peso del cuerpo

CONDICIONES DE EQUILIBRIO→ no significan que sobre el no actúen fuerzas, sino que actúan varias que se anulan

1. EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN→ Un cuerpo está en equilibrio de traslación cuando la suma algebraica de las fuerzas aplicadas sobre él es igual a cero o cuando no está acelerado, es decir, se mueve con movimiento rectilíneo uniforme

MOMENTO O TORQUE DE UNA FUERZA→ efecto de giro que se produce sobre el eje de un cuerpo. El momento es cero si la fuerza se aplica en el eje de giro

CONVENCIONES DE SIGNOS:

• GIRO HORARIO→ el momento es negativo si la fuerza produce un giro en el mismo sentido que las agujas del reloj

• GIRO HORARIO→ el momento es positivo si la fuerza produce un giro en sentido opuesto a las agujas del reloj

2. EQUILIBRIO DE ROTACIÓN→ un cuerpo está en equilibrio de rotación cuando la suma algebraica de los momentos de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero

3. EQUILIBRIO COMPLETO→ también llamado equilibrio mecánico, cuando se encuentra en equilibrio de rotación y de traslación

MÁQUINAS SIMPLES→ todo mecanismo a través del cual es posible aumentar el efecto de una fuerza aplicada en un punto sobre otro punto distinto. Tiene como fin ahorrar fuerzas

MECANISMO→ aplicar una fuerza en un punto de la máquina, la cual posee un punto de apoyo, para obtener otra fuerza mayor en otro punto distinto

PALANCA→ barra rígida e indeformable capaz de girar alrededor de un eje fijo llamado punto de apoyo o fulcro

POTENCIA→ fuerza motriz “F”, fuerza aplicada

RESISTENCIA→ “Q” fuerza de mayor magnitud que se desea vencer

BRAZO DE “F”→ “a” distancia entre “F” y el punto de apoyo

BRAZO DE “Q”→ “b” distancia entre “Q” y el punto de apoyo

VENTAJA MECÁNICA→ relación entre la resistencia “Q” que se desea vencer y la fuerza motriz aplicada

LEY DE EQUILIBRIO DE LAS PALANCAS→ la condición para que una palanca esté en equilibrio es que el producto de la fuerza motriz por su brazo debe de ser igual al producto de la resistencia por su brazo

CLASIFICACIÓN DE LAS PALANCAS→ según la posición relativa del punto de apoyo con respecto a los puntos de aplicación de la fuerza y la resistencia:

• PRIMER GÉNERO→ el punto de apoyo se encuentra entre la fuerza motriz y la resistencia. Ejemplo: tijeras

• SEGUNDO GÉNERO→ la resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza motriz. Ejemplo: cascanueces

• TERCER GÉNERO→ la fuerza motriz se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplo: pinzas

CLASIFICACIÓN DE LAS PALANCAS→ según la posición entre el punto de apoyo y el centro de gravedad

• MATEMÁTICAS→ el punto de apoyo coincide con el centro de gravedad

• FÍSICAS→ el punto de apoyo no coincide con el centro de gravedad

POLEA→ disco acanalado capaz de girar libremente alrededor de un eje fijo que pasa por su centro

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