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  1. 1. ESTÁTICA. EQUILIBRIO DE FUERZAS TEMA 2
  2. 2. 1. ORIGEN, EFECTOS E IDENTIFICACIÓN DE LAS FUERZAS  La fuerza es la medida de la acción de un cuerpo sobre otro de su misma naturaleza. Los cuerpos no tienen fuerza. Los cuerpos interaccionan.  Las fuerzas pueden actuar de dos modos: 1. Fuerzas a distancia: interacciones gravitatoria y electromagnética. 2. Fuerzas de contacto: así denominamos a las fuerzas cuando actúan por contacto o por fricción. Los efectos que producen las interacciones: 1. Un cambio en el estado de reposo o movimiento de los cuerpos, una aceleración. 2. Una deformación Fuerza es toda causa capaz de producir aceleraciones o deformaciones en los cuerpos.
  3. 3. 2. MEDIDA DE LAS FUERZAS. LEY DE HOOKE  Las fuerzas deforman los cuerpos. Cuando la deformación es permanente los cuerpos son plásticos. Cuándo recuperan la forma inicial una vez cesa la fuerza se llaman elásticos.  Límite de elasticidad: es la fuerza máxima que se puede aplicar a los cuerpos para que no pierdan sus propiedades elásticas y quede permanentemente deformado.  Límite de ruptura: es la fuerza máxima que podemos aplicarles sin que se rompan.  En los cuerpos elásticos existe una relación entre la fuerza aplicada y la deformación producida.
  4. 4. LEY DE HOOKE: LAS DEFORMACIONES SON DIRECTAMENTE PROPORCIONALES A LAS FUERZAS. F = k ⋅ ∆l
  5. 5. K es una constante de proporcionalidad, llamada constante elástica del muelle, que depende de su naturaleza y que hay que determinar experimentalmente.  Su unidad en el S.I. es N/m
  6. 6. 3. COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS  Las fuerzas no solo dependen de su intensidad, sino también de la dirección y sentido.  El efecto de dos o más fuerzas actuando sobre un cuerpo es el mismo que el que produciría una sola fuerza que sea la suma vectorial de todas ellas, a la que llamamos fuerza resultante,  FR
  7. 7. La regla del paralelogramo: la resultante de dos fuerzas concurrentes es otra fuerza que coincide con la diagonal del paralelogramo formada por ambas.  Cuando las dos fuerzas son perpendiculares, el módulo de la fuerza se puede calcular aplicando el teorema de Pitágoras.
  8. 8. El método del polígono; si son más de dos fuerzas concurrentes, podemos hallar su resultante gráficamente, dibujando cada fuerza a continuación de la otra, de modo que conserven su dirección y sentido. La fuerza resultante tiene el origen de la primera y el extremo de la última.
  9. 9. Descomposición de fuerzas: es el proceso contrario al anterior, descomponer una fuerza en otras dos, perpendiculares entre sí y cuya suma es igual a la primera. A las proyecciones sobre los ejes las llamamos componentes rectangulares de la fuerza. Componentes rectangulares Fx=F·cosα Fy=F·senα F= F + F x 2 y 2
  10. 10. 4. EL EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS  Los cambios en el movimiento que producen las fuerzas pueden ser traslaciones y rotaciones.  Cuando las fuerzas actúan sobre cuerpos que no pueden trasladarse, por tener algún punto o eje fijo, pueden hacerlos girar.  Se define una nueva magnitud, el momento de la fuerza, que relaciona la fuerza y la distancia que existe entre ella y el punto fijo alrededor del cual gira el cuerpo: M=F·d  El momento es una magnitud vectorial y, por tanto, tiene signo. Si el giro producido es horario el momento de la fuerza es negativo, si es antihorario es positivo.
  11. 11. Observa que la distancia siempre la medimos sobre la perpendicular desde el punto O a la recta de acción de las fuerzas
  12. 12. Par de fuerzas: son dos fuerzas del mismo valor, paralelas y de sentido contrario que actúan sobre un cuerpo. Su aplicación no produce desplazamiento, sino giro, y por tanto puede medirse por el momento del par que es el producto de una de las fuerzas por la distancia entre ellas. M=F·d
  13. 13. Condición general de equilibrio;  Para que un cuerpo esté en equilibrio, es necesario que la suma de las fuerzas y la suma de los momentos que actúan sobre él sea nula. ΣF=0 Σ M =0
  14. 14. El equilibrio estático de los cuerpos  El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas peso de cada una de sus partículas.
  15. 15. 5. LAS MÁQUINAS SIMPLES  Las máquinas simples son dispositivos que nos facilitan muchas tareas. Su ventaja consiste en que con fuerzas pequeñas podemos vencer fuerzas mayores.  La palanca: hay tres tipos de palancas, de primer género, de segundo género y de tercer género. La ley general de la palanca establece: F·d1=P·d2
  16. 16. Tipos de palanca
  17. 17. El torno y el plano inclinado  El torno es un cilindro que puede girar alrededor de su eje, en el que está enrollada una cuerda unido a una manivela de radio mayor que el cilindro. rp·P=rF·F  El plano inclinado es una superficie plana, que forma cierto ángulo con la horizontal. F·l=P·h
  18. 18. La polea  Es una rueda que puede girar en torno a un eje, con un canal en su contorno por el que pasa una cuerda o cadena.  Polea fija: se comporta igual que una palanca de brazos iguales.  Polea móvil: se comporta como una palanca de segundo género. La fuerza que tendremos que aplicar para levantar un peso determinado es la mitad de este.  Asociaciones de poleas o polipasto. Se utiliza para levantar grandes pesos. Por cada polea móvil utilizada la resistencia se reduce la mitad.

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