Este documento trata sobre el tema de la estática. Explica que la estática analiza el equilibrio de fuerzas en sistemas físicos en reposo. Define conceptos clave como fuerza, equilibrio, y las tres leyes de Newton. También describe diferentes tipos de fuerzas como peso, normales, tensiones, y cómo representarlas gráficamente en un diagrama de cuerpo libre.

1. I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
**** BARRANCA ****
E
LAS PALMAS
NUEVAESPERANZA
BARRANCA
TEMA 3: ESTÁTICA
1. DEFINICIÓN ESTÁTICA
La estática es la rama de la mecánica
clásica que analiza las cargas (fuerza,
par/momento) y estudia el equilibrio de
fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio
estático, es decir, en un estado en el que las
posiciones relativas de los subsistemas no
varían con el tiempo.
2. EQULIBRIO
Un sólido rígido está en equilibrio de
traslación cuando la suma de las componentes
de las fuerzas que actúan sobre él es cero
3. FUERZA
Es todo agente capaz de cambiar el estado de
movimiento de un cuerpo. Las fuerzas también
producen transformaciones sobre los cuerpos
en los cuales actúan.
Podemos decir que se trata de una magnitud
física de tipo vectorial, porque además de una
intensidad (valor) posee una dirección y un
punto de aplicación, y surge cada vez que dos
cuerpos interactúan, ya sea por contacto o a
distancia por lo general, asociamos la idea de
fuerza con los efectos de jalar, empujar,
comprimir, tensar, atraer, repeler, etc. Así cada
vez que jalamos un cuerpo, decimos que
estamos aplicando una fuerza; del mismo
modo cuando colocamos un libro sobre una
mesa, decimos que el libro comprime a la
mesa con una fuerza determinada.
4. MEDICIÓN DE FUERZAS
La intensidad de las fuerzas se miden por el
efecto de deformación que ellas producen
sobre los cuerpos elásticos. Es por intermedio
del inglés Robert Hooke (1635 - 1703) que se
descubre una relación empírica entre la fuerza
aplicada y la deformación producida, que hoy
se anota así:
Nota: Es bajo esta relación que se elaboran y
funcionan los dinamómetros.
5. PRIMERA LEY DE NEWTON
Se le suele llamar también ley o “principio de
inercia”, enunciado por Sir Isaac Newton
(1642 - 1727) el año de 1687 en su obra
Principios Matemáticos de la Filosofía
Natural. Esta ley establece que “si sobre un
cuerpo en reposo o movimiento no actúa
ninguna fuerza o, si actúan varias, éstas se
equilibran entre sí, entonces dicho cuerpo,
muestra una tendencia a mantenerse en reposo
o movimiento”.
Lo que en términos matemáticos se expresa
así:
La masa una medida de inercia: si pateas
una lata vacía, se mueve. Si la lata está llena
de arena no se moverá con tanta facilidad, y si
está llena de clavos de acero te lastimarás el
B
A
+ +
+
+
++
+
+
- --------
--
N
S
FN/SFS/N
FA/T T
O
Interacción
a
distancia
Interacción
por
contacto
A B
FT/A
FA/B
FB/A FB/A FA/B
+
+
A
F = K . x
deformación
constante de elasticidad
(a)
(b)
F
0
F
F
F = F = 0R 
v = 0 (reposo)
v = const. (M.R.U.)
 T.cos
(b)
x
F
T.sen
y
T
P


2. pie. Cuanta más masa tiene un objeto, mayor
es su inercia y más fuerza se necesita para
cambiar su estado de su movimiento. La masa
es una medida de la inercia de un objeto.
6. TERCERA LEY DE NEWTON
Reconocido también por el nombre de ley o
principio de la acción y la reacción; se publicó en el
mismo año que la ley anterior.
“Siempre que un cuerpo ejerce sobre otro una
fuerza, que llamaremos acción, el segundo actúa
sobre el primero con otra fuerza de igual intensidad,
pero de dirección contraria, que llamaremos
reacción”.
Observación: Las fuerzas de acción y
reacción aparecen y desaparecen.
simultáneamente, y por actuar sobre cuerpos
diferentes, no se equilibran entre sí.
7. FUERZAS INTERNAS
Designamos con este nombre a aquellas
fuerzas que se manifiestan en el interior de los
cuerpos, cuando éstos se ven sometidos a
efectos externos. Aunque su explicación radica
en el mundo atómico y molecular, aquí
presentaremos sólo sus características
macroscópicas.
a. Peso (w).-Llamamos así a la fuerza con
que la tierra atrae a todo cuerpo que se
encuentre en su cercanía. Es directamente
proporcional con la masa de los cuerpos y
con la gravedad local. Se le representa por
un vector vertical y dirigido hacia el centro
de la Tierra.
b. Normal (N).- Se le llama también fuerza
de contacto, y viene a ser la resultante de
las infinitas fuerzas electromagnéticas que
se generan entre las superficies de dos
cuerpos cuando éstos se acercan a
distancias relativamente pequeñas,
predominando las fuerzas repulsivas. La
línea de acción de la normal es siempre
perpendicular a las superficies en contacto.
c. Tensión (T).- Es la fuerza
electromagnética resultante que se genera
en el interior de una cuerda o un alambre y
que surge para oponerse a los efectos de
estiramiento por parte de fuerzas extremas
que actúan en los extremos de aquellos. En
estas fuerzas predominan los efectos
atractivos.
8. DIAGRAMA DE FUERZAS (D.C.L)
Dada la naturaleza vectorial de las fuerzas que
afectan a un cuerpo o sistema, es necesario
graficarlo con el total de las fuerzas que los
afectan. Hacer esto significa elaborar un
diagrama de cuerpo libre.
En el diagrama de cuerpo libre se señalan las
fuerzas externas aplicadas al cuerpo, tales
como el peso, las reacciones en los apoyos, las
tensiones, las compresiones, las fuerzas de
rozamiento en los contactos y además las
fuerzas elásticas (resortes).
* Recomendaciones para realizar un buen
D.C.L.
1. Graficar siempre para empezar a la fuerza de
la gravedad o sea el peso del cuerpo analizado.
2. Reconocer los hilos y/o cables si existen y
están unidos al cuerpo analizado para graficar
las tensiones.
3. Reconocer si el cuerpo analizado está apoyado
en alguna superficie para graficar las
normales.
4. Reconocer si existe otro cuerpo que esté
interactuando con el cuerpo analizado para
graficar las acciones y/o reacciones.
EJEMPLO:
acción reacción
- F+ F
W W W
N
N1
N2
N
T