2. o El equilibrio es estable si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, vuelve al
puesto que antes tenía, por efecto de la gravedad. En este caso el centro de gravedad está
debajo del punto de suspensión.
Ejemplo: El péndulo, la plomada, una campana colgada.
o El equilibrio es inestable si el cuerpo, siendo apartado de su posición de equilibrio, se aleja
por efecto de la gravedad. En este caso el centro de gravedad está más arriba del punto o eje de
suspensión.
Ejemplo: Un bastón sobre su punta.
o El equilibrio es indiferente si el cuerpo siendo movido, queda en equilibrio en cualquier
posición. En este caso el centro de gravedad coincide con el punto de suspensión.
Ejemplo: Una rueda en su eje
hay tres tipos de equilibrio: el equilibrio estable, el equilibrio inestable y el equilibrio indiferente
La estática estudia los cuerpos que están en equilibrio, que es el estado de un cuerpo no
sometido a aceleración; un cuerpo, que está en reposo, o estático, se halla por lo tanto en
equilibrio. Para que un objeto este en equilibrio es necesario que todas las fuerzas que actúan
sobre él se compense exactamente, y cuando la suma de las componentes de las fuerzas que
actúan sobre él es cero
3. Cuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la conclusión de
que sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, este permanece en
reposo en un movimiento rectilíneo uniforme.
Pero sobre un cuerpo pueden actuar varias fuerzas y seguir en reposo en
un movimiento rectilíneo uniforme.
Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como para
la de movimiento rectilíneo uniforme la fuerza neta que actúa sobre un
cuerpo es igual a cero.
4. Par de fuerzas
Un par de fuerzas es un sistema constituido por dos fuerzas que tienen la misma
magnitud, direcciones paralelas y sentidos opuestos.
La resultante de un par de fuerzas es nula, pero el par tiene un efecto sobre el
cuerpo al que esta aplicado:
Produce una rotación entorno a un eje perpendicular al plano que contiene el par
. Así , cuando se afloja una tuerca, se le aplica un par.
Un par de fuerzas se caracteriza por su momento, que es un vector libre.
Momento de una fuerza
El momento de una fuerza f
5. Es el efecto giratorio de un objeto alrededor de un eje de
rotación, que se produce por la acción de una fuerza externa.
Matemáticamente se puede expresar de la siguiente manera:
fr
La unidad del torque en el sistema internacional (M.K.S) es
Newton por metro (N. m) y en el sistema C.G.M es la Dina por
Centímetro (d.cm)
6. = Torque
= Distancia entre el eje de rotación y el punto de
aplicación de la fuerza, conocido como brazo del
momento.
= Fuerza aplicada perpendicularmente a la línea que une
el eje de rotación con el punto de aplicación de la fuerza.
r
F
Se considera un torque positivo (+) cuando tiende a producir rotación
en sentido contrario a las manecillas del reloj ( anti horario ) y
negativo (-) cuando tiende a producir rotación en el sentido de las
manecillas del reloj ( horario )
Cuando en un cuerpo actúan varias fuerzas, el torque resultante es la
sumatoria de los torques de cada una de las fuerzas.
7. SISTEMA MKS (metro, kilogramo, segundo)
El nombre del sistema está tomado de las iniciales de sus unidades fundamentales.
La unidad de longitud del sistema M.K.S.:
METRO: Es una longitud igual a la del metro patrón que se conserva en la Oficina
Internacional de pesas y medidas.
La unidad de masa es el kilogramo:
KILOGRAMO: Es una masa igual a la del kilogramo patrón que se conserva en la
Oficina Internacional de pesas y medidas.
Un kilogramo (abreviado Kg.) es aproximadamente igual a la masa de un decímetro
cúbico de agua destilada a
4 º C.
La unidad de tiempo de todos los sistemas de unidades es el segundo.
SEGUNDO: Se define como la 86,400 ava. Parte del día solar medio.
Los días tienen diferente duración según las épocas del año y la distancia de la Tierra al
Sol. El día solar medio es el promedio de duración de cada no de los días del año.
SISTEMA C.G.S. (centímetro, gramo, segundo).
El sistema C.G.S. llamado también sistema cegesimal, es usado particularmente en
trabajos científicos. Sus unidades son submúltiplos del sistema M.K.S.
La unidad de longitud: Es el CENTÍMETRO, o centésima parte del metro.
La unidad de masa: Es el GRAMO, o milésima parte del kilogramo.
La unidad de tiempo: Es el SEGUNDO.
8. Cuando a la puerta la aplicamos una fuerza F
a una distancia r del eje de las bisagras, esta
gira alrededor de ese eje; cuantificaremos este
efecto mediante una cantidad que
llamaremos torque , definida de la
siguiente manera.
t = Fp r
En donde Fp es la componente de F
perpendicular a r.
Sabemos de nuestra experiencia diaria que es
mas fácil cerrar la puerta cuando F se aplica
en el borde (máximo r posible). La puesta es
«imposible» de cerrar cuando aplicamos la
fuerza tangencialmente a su plano.
Las dimensiones del torque son:
[t] = [F] [r] = ML 2 T -2
y el sistema internacional de unidades SI, se
mide en Nm.
t
9. Sabemos que las llaves inglesas nos
permiten aflojar tornillos, aplicado
sobre ellas una fuerza relativamente
pequeña; ¿Por qué la llave multiplica
la fuerza?
Para describir hechos como estos, los
físicos se inventaron una cantidad
física llamada torque, o momento de
fuerza, por medio de la cual se
describen los giros de un cuerpo
sobre el que se aplica una fuerza.
La maquinas simples como
carretillas, tornos, palancas, etc., se
fundamentan en la teoría del
torque.
10. Tomemos un lápiz y coloque cada uno de sus
extremos sobre los índices, luego tratemos de
unir lentamente los dedos.
Si sostenemos un lápiz, una escoba o una regla
con una cuerda o un cuchillo, los objetos
mantendrán su posición horizontal.
11. El siguiente gráfico, considerando que todo
el peso de un cuerpo esta aplicado en el
centro de gravedad, también se puede
considerar que toda su masa está
concentrada en ese punto, que ahora
llamamos centro de masa (CM), En
general, para un determinado cuerpo estos
dos puntos coinciden.
Un método experimental para localizar el CG
o CM se esquematiza en el siguiente grafio.
El CM o el CG es el punto de corte de dos
verticales cualesquiera señaladas por el hilo
que sostiene el cuerpo.
Todo cuerpo con algún tipo de simetría tiene
su masa uniformemente distribuida, el CM
está en su centro geométrico; en el caso de
una varilla cilíndrica, por ejemplo, el CM se
halla en la mitad del eje central.
