ESTATICA I

ESTATICA I

Es una rama de la Mecánica, cuyo objetivo es analizar las condiciones que deben de reunir un conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema para que lo mantenga en equilibrio.

INTERACCION MECANICA

La interacción mecánica puede efectuarse entre cuerpos en contacto directo, así como entre cuerpos separados.

Cuando un cuerpo actúa o influye en otro, puede modificar su estado mecánico, esta acción es mutua entre dos cuerpos y se le llama INTERACCION.

EQUILIBRIO

Un cuerpo se encontrara en equilibrio cuando carece de aceleración.

REPOSO → Velocidad =  0; a = 0

MOVIMIENTO → Velocidad Cte.(MRU); a = 0

● Equilibrio Estático → Cuerpo en reposo

● Equilibrio Cinético → Cuerpo en movimiento

CONCEPTO DE FUERZA

El concepto de fuerza nos da una descripción cualitativa de la interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su entorno.

Cuando empujamos un auto atascado en la nieve, ejercemos una fuerza sobre él. Cuando dos partículas interactúan podemos asegurar que se provoca un par de fuerzas de igual magnitud y dirección opuesta.

Para describir una fuerza debemos indicar:

● El punto de aplicación: punto en que la fuerza actúa sobre el cuerpo;

● Dirección: la recta a lo largo de la cual actúa la fuerza;

● Magnitud: Cantidad que describe "cuánto" o "qué tan fuerte" la fuerza empuja o tira.

Debido a que las fuerzas son vectores, se deben utilizar las reglas de la adición vectorial para obtener la fuerza resultante sobre una partícula.

UNIDADES DE FUERZAS:

SI → Newton (N)

Kilogramo - fuerza → kg-f ( )

Gramo - fuerza → g-f ( )

Libra - fuerza → lb-f ( )

Fuerzas de acción y reacción

 = Fuerza de acción

 = Fuerza de reacción

Características:

- En forma experimental se verifica que ambas fuerzas son de igual valor.

 =

- Son colineales

- Tienen la misma línea de acción

- Son opuestas

- Actúan en cuerpos diferentes

- Aparecen en parejas

TIPOS DE FUERZA

- Fuerzas de Contacto: Se produce cuando resulta del contacto físico entre dos o más cuerpos.

- Fuerzas de Campo: Es aquella fuerza donde no interviene el contacto físico entre los cuerpos, pero que actúan a través del espacio, a dicho espacio se le denomina campo

CONTACTO	CAMPO

CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS RESPECTO A SU POSICIÓN

- FUERZAS EXTERNAS: Son aquellas fuerzas que se presentan en la superficie de los cuerpos que interactúan.

Ej. El peso, la reacción, la fuerza de rozamiento, etc.

- FUERZAS INTERNAS: Son las que mantienen juntas a las partículas que forman un sólido rígido. Si el sólido rígido está compuesto estructuralmente de varias partes, las fuerzas que mantienen juntas a las partes componentes se definen también como fuerzas internas; entre las fuerzas internas más conocidas tenemos: La tensión y la compresión.

NATURALEZA DE LAS FUERZAS o FUERZAS FUNDAMENTALES

Son las fuerzas en función de las interacciones básicas que ocurren entre partículas elementales.

● Fuerzas Gravitacionales: Tienen como origen o causa a la masa de los cuerpos y son siempre de atracción.

La tierra atrae no solo a los cuerpos en su superficie, también a los cuerpos situados lejos de ella.

- PESO ( )

El Peso es una fuerza gravitacional debido a que la masa de la tierra atrae la masa de los cuerpos.

 = mg

W = peso

m = masa del cuerpo

g = aceleración de la gravedad

El peso es un vector que apunta al centro de la tierra y varía de un lugar a otro ya que depende de g.

● Fuerzas Nucleares Débiles: Están fundamentalmente asociadas a la descomposición de núcleos radioactivos.

Estas fuerzas son cortas; tienen lugar entre protones, neutrones y electrones.

● Fuerzas Nucleares fuertes: Estas fuerzas unen los protones y los neutrones; es la fuerza  responsable de mantener unido el núcleo atómico y es de corto alcance. (Dentro del radio nuclear en el orden de 10^-5m)

Las interacciones nucleares fuertes evitan que los protones se separen por acción de las fuerzas eléctricas.

● Fuerzas Electrodébil: Tienen como origen a las cargas eléctricas de los cuerpos en reposo o en movimiento. Las fuerzas son eléctricas si las cargas eléctricas están en reposo, y serán magnéticas si las cargas están en movimiento.

Incluyen fuerzas eléctricas, magnéticas, electromagnéticas y nucleares débiles.

La repulsión entre dos protones es 10³⁶ veces la fuerza de atracción gravitatoria.

Ejemplos: Fuerza de fricción, fuerza de empuje, etc.

FUERZAS COMO APLICACIONES DE LAS BASICAS CONOCIDAS

● Fuerza de Tensión (T)

Llamado también tracción, es aquella fuerza electromagnética que aparece en el interior de un cuerpo flexible (cuerda, cable) y/o cuerpo rígido (columna) debido a fuerzas externas que tratan de alargarlo.

● Fuerza de Compresión (C)

Es también una fuerza electromagnética que aparece en el interior de un sólido rígido cuando fuerzas externas tratan de comprimirlo.

● Fuerza Normal (N)

Llamada también fuerza de contacto, es una fuerza de reacción que se manifiesta siempre que haya contacto entre dos superficies.

La línea de acción de ésta fuerza es perpendicular a las superficies de contacto.

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