La estática estudia las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en equilibrio. Para que un cuerpo esté en equilibrio, la fuerza resultante sobre él debe ser cero y sus fuerzas componentes deben ser coplanares y concurrentes. La estática se aplica para comprender estructuras como puentes, edificios y el cuerpo humano.

1. UNIVERSIDAD
NACIONAL DE SAN
MARTIN
TEMA: ESTATICA
INTEGRANTES : JHONY FERNANDEZ GOMEZ
RASHIDA TANG LOPEZ

2. INTRODUCCION
Estudio de la fuerzas que actúan sobre un cuerpo que está en equilibrio y en
reposo.
Útil para estudiar fuerzas que actúan sobre: puentes, edificios, estructuras tales
como: mandíbulas, columna vertebral, etc. Para comprender las máquinas
simples y
problemas de estabilidad y equilibrio de objetos y animales.
El término estática puede referirse:
a la electricidad estática, la carga eléctrica generada por fricción entre los
cuerpos; a la electrostática, la ciencia que estudia las cargas estáticas; a
la estática, la parte de la mecánica que estudia las condiciones de equilibrio de las
fuerzas sobre un cuerpo en reposo; también hidroestatica, parte de la mecánica
que estudia el equilibrio de los líquidos y los gases. Como vemos estatica se
relaciona con los demás temas que se abre mas adelante.

3. • La Estática es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de fuerzas, sobre un cuerpo
en reposo.
• La estática es una rama de la mecánica cuyo objetivo es estudiar las condiciones que deben
de cumplir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que éste se encuentra en equilibrio.

4. EQUILIBRIO
• Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio
cuando carece de todo tipo
de aceleración (푎 = 0)

5. Concepto Intuitivo de Fuerza
• A.- Si se quisiera mover un cuerpo que inicialmente se encuentra en
reposo
y equilibrio se tendría que aplicar a dicho cuerpo por lo menos una
fuerza.
• B.- Si se quisiera detener a un cuerpo que inicialmente esta en
movimiento,
se requiere de por lo menos una fuerza.
• C.- La acción de una fuerza produce necesariamente la deformación
de un cuerpo.

6. • Unidad de fuerza .: newton (N)
• Otras unidades : kg-f=푘푔 (푘푖푙표푔푟푎푚표 푓푢푒푟푧푎)
• g-f=푔 (푔푟푎푚표 푓푢푒푟푧푎)
• lb-f= 푙 푏(푙푖푏푟푎 푓푢푒푟푧푎)
• 1ra condición de equilibrio.- “Un cuerpo se encontrara en equilibrio cuando la fuerza resultante que actua sobre él, sea igual a cero;
para esto, las fuerzas componentes deben ser necesariamente coplanares y concurrentes”.
• Condición algebraica:
푅 = 퐹1 + 퐹2 + 퐹3 + 퐹4
R= 0
푅푋 = 0
푅푌 = 0
퐹1
Condicion grafica: Se sabe que si la resultante de un sistema de vectores es nula,
el polígono que se forma será cerrado.
퐹2
퐹3
퐹1
퐹2
퐹3
퐹4
퐹4

7. LEYES DE NEWTON QUE SE APLICA EN ESTATICA
• PRIMERA LEY DE NEWTON
• Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros
cuerpos actúen sobre él.
La primera ley de Newton, conocida también como Ley de
inercía, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro,
este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea
recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo,
que equivale a velocidad cero).

8. • Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro,
éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de
sentido opuesto.
• La tercera ley, también conocida como Principio
de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A
ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza
sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
•

9. • 3RA LEY DE NEWTON
• Esto es algo que podemos comprobar a
diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo,
cuando queremos dar un salto hacia arriba,
empujamos el suelo para impulsarnos. La
reacción del suelo es la que nos hace saltar
hacia arriba.
• Cuando estamos en una piscina y
empujamos a alguien, nosotros tambien nos
movemos en sentido contrario. Esto se debe
a la reacción que la otra persona hace sobre
nosotros, aunque no haga el intento de
empujarnos a nosotros.
• Hay que destacar que, aunque los pares de
acción y reacción tenga el mismo valor y
sentidos contrarios, no se anulan entre si,
puesto que actuan sobre cuerpos distintos.

10. FUERZAS INTERNAS
• Son las que mantienen juntas a las partículas que forman un solido rigido. Si
el solido rigido esta compuesto estructuralmente de varias partes, las
fuerzas que mantienen juntas a las partes componentes se definen también
como fuerzas internas; entre las fuerzas internas mas conocidas tenemos: la
tensión y la compresión.

11. TENSION
• Es aquella fuerza que aparece en el interior de un cuerpo flexible (cuerda,
cable) debido a fuerzas externas que tratan de alargarlo.
• Cabe mencionar que a nivel de ingeniería la tensión o tracción como
también se le llama, aparece también en cuerpos rigidos como en algunas
columnas de una estructura.
F
F
F
T T F
T=F T=F

12. COMPRESION
• Es aquella fuerza que aparece en el interior de un solido rígido cuando
fuerzas externas tratan de comprimirlo.
F
F
F C C F
C=F C=F

13. TEOREMA DE LAMY
Teorema de Lamy
Si un cuerpo rígido en equilibrio se encuentra sometido a la acción de tres (3)
fuerzas, estas deben ser coplanares y sus líneas de acción deben ser
concurrentes.
La razón por la que las tres fuerzas deben ser coplanares es bastante simple. Si
no fuese así, no se cumpliría la primera condición de equilibrio.

14. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE
• Diagramas de cuerpo libre
• Un diagrama de cuerpo libre muestra a un cuerpo aislado con todas las
fuerzas (en forma de vectores) que actúan sobre él (incluídas, si las hay, el
peso, la normal, el rozamiento, la tensión, etc). No aparecen los pares
de reacción, ya que los mismos están aplicados siempre en el otro cuerpo.

15. Ejemplo 1
Si el sistema mostrado en la figura se encuentra en equilibrio estático en
la forma que se indica, y el bloque P pesa 21 N, determinar el peso del
bloque Q.

16. • SOLUCIÓN
•
• Este problema se puede resolver haciendo DCL de cada nudo, construyendo posteriormente el
triángulo de fuerzas y aplicando a cada uno de ellos la Ley de Senos. No obstante resolveremos
este problema aplicando el Teorema de Lamy.
•
• Hagamos el DCL del nudo A, teniendo presente que la tensión de la cuerda que sostiene el
bloque P es igual a su peso, y apliquemos el Teorema de Lami:
•
• A continuación hagamos el DCL del nudo B, teniendo presente que la tensión de la cuerda que
sostiene el bloque Q es igual a su peso, y apliquemos el Teorema de Lami:

18. TORQUE DE UNA FUERZA
Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido, el
cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en torno a algún
eje. La propiedad de la fuerza para hacer girar al cuerpo se mide
con una magnitud física que llamamos torque o momento de la
fuerza.
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Fuerzas perpendiculares

19. INTERPRETACIÓN DEL MOMENTO DE UNA FUERZA
El momento de una fuerza con respecto a un eje da a conocer en qué medida existe
capacidad en una fuerza o sistema de fuerzas para causar la rotación del cuerpo
alrededor de un eje que pase por dicho punto.
El momento tiende a provocar un giro en el cuerpo sobre el cual se aplica y es una
magnitud característica en elementos que trabajan sometidos a torsión (como los ejes
de maquinaria) o a flexión (como las vigas

20. El torque es una magnitud vectorial, calculándose por el producto
vectorial entre la fuerza y el vector distancia, donde se aplica la
fuerza, su dirección es siempre perpendicular al plano de los vectores
r y F, La unidad de medida del torque en el SI es el Nm (Newton -
metro)
Cuando se tratan problemas con cuerpos rígidos se debe considerar la
fuerza de gravedad o el peso del cuerpo, e incluir en los cálculos el torque
producido por su peso. Para calcular el torque debido al peso, se puede
considerar como si todo el peso estuviera concentrado en un solo punto,
llamado centro de gravedad.

21. Tipos de Apoyo
Apoyo Simple.- Posee dos grados de
libertad (traslación/rotación) y una
incógnita que seria la fuerza de interacción
con el cuerpo, que es perpendicular al
apoyo.
Apoyo Fijo.- Posee dos incógnitas que son
las reacciones en los ejes, que además
son perpendiculares entre si.
Apoyo Empotrado.- Constituye un vinculo fijo
que impide la traslación y la rotación, dando
tres incógnitas (Reacciones/Momento)

22. Apoyo Articulado.- Posee solo un grado de
libertad (Rotación) y dos incógnitas que
seria los reacciones en cada eje.
Apoyo Móvil.- En este caso posee una
incógnita que seria la reacción perpendicular
a las superficies de contacto.

23. Ejemplo
Se aplica una fuerza vertical de 100 lb al
extremo de una palanca que está unida a un
eje en O. Determine:
(a) el momento de la fuerza de 100 lb con
respecto al punto O,
(b) el módulo de la fuerza horizontal que
aplicada en A produce el mismo momento
produce el mismo momento respecto a O,
(c) la menor fuerza que aplicada en A produce
el mismo momento respecto a O,
(d) a que distancia del eje debe aplicarse una
fuerza vertical de 750 N para que produzca el
mismo momento respecto a O

24. SOLUCIÓN
Parte (a) La magnitud del momento de la fuerza de 100 lb se
obtiene multiplicando la fuerza por el brazo de palanca esto es
M Fd
 
100 lb12 in.

  
24in. cos60 12 in.

O
d
O
M
La dirección de Mo es perpendicular al plano que contiene F y d y su
sentido se determina mediante la regla derecha
MO 1200 lb  in

25. SOLUCIÓN
Parte (b) La fuerza que aplicada en A produce el mismo
momento se determina en la forma siguiente
 
  
24 in. sin 60 20.8 in.
M Fd
 

1200 lb in. 20.8 in.
1200 lb 
in.
20.8 in.
 

F
F
d
O
F  57.7 lb

26. SOLUCIÓN
Parte (c) Debido a que M = F d. el mínimo valor de F corresponde al
máximo valor de d. Eligiendo la fuerza perpendicular a OA se
encuentra que d = 24 in; entonces
MO Fd
 

1200 lb in. 24 in.
1200 lb 
in.
24 in.
 

F
F
F  50 lb

27. SOLUCIÓN
Parte (d). En este caso Mo = Fd obteniendo
 

1200 lb in. 240 lb
1200 lb in.
 
cos60 5 in.
5 in.
240 lb
 



OB
d
d
MO Fd
OB 10 in.

28. BIBLIOGRAFÍA
R.A. SERWAY. Física. Interamericana
M.R. ORTEGA. Lecciones de Física, Mecánica 2. Universidad
de Cordoba
D. J. McGILL & W. W. KING. Mecánica para ingenieros,
Estática. Grupo editorial
Iberoamericano.
P. A Tipler y , G. Mosca. Física para la Ciencia y la Tecnología.
Volumen I. Ed.
Reverté S.A. Barcelona, 2005.