El documento proporciona información sobre Sir Isaac Newton, las leyes de Newton y conceptos básicos de estática como equilibrio, fuerzas y diagramas de cuerpo libre. Brevemente describe a Newton y sus contribuciones a la física y las matemáticas, luego explica las tres leyes de Newton y cómo se aplican a la estática, incluidos ejemplos. Finalmente, introduce conceptos adicionales como tensiones, compresiones y rozamiento, y cómo crear diagramas de cuerpo libre.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL “HERMILIOUNIVERSIDAD NACIONAL “HERMILIO
VALDIZÁN”VALDIZÁN”
FACULTAD DE CIENCIAS DE LAFACULTAD DE CIENCIAS DE LA
EDUCACIÓNEDUCACIÓN
ESCUELA PROFESIONAL DE MATEMÁTICA YESCUELA PROFESIONAL DE MATEMÁTICA Y
FÍSICAFÍSICA
MECÁNICA DE SOLIDOSMECÁNICA DE SOLIDOS
ESTÁTICA IESTÁTICA I
Dr. Andrés A. Cámara AceroDr. Andrés A. Cámara Acero

2. Sir Isaac Newton (1642-1727)
Fue un físico y Matemático de Origen Inglés,
considerado como una de las mentes más
brillantes de la historia por sus trabajos en el
campo de la Física (Mecánica Clásica o
Newtoniana) y en el campo de las Matemáticas
(Cálculo), dio origen a las tres leyes
fundamentales de la Dinámica las cuales llevan
su nombre “Leyes de Newton” , sus
descubrimientos dieron origen posteriormente
a un gran número de teorías y postulados.

3. EQUILIBRIO SIMPLE DE CUERPOS RÍGIDOS
(ESTATICA I)
Mecánica: Es parte de la física que estudia la estática,
cinemática y dinámica.
Estática: Es parte de la mecánica que se ocupa de estudiar
las fuerzas sin considerar el movimiento que estas producen.
Estudia las condiciones de equilibrio de los sistemas de
fuerzas. Se va a considerar fuerzas aplicadas solamente a
masas puntuales o partículas y cuerpos rígidos.

4. Equilibrio Estático:Equilibrio Estático: la ausencia de aceleración conla ausencia de aceleración con
respecto a un sistema inercial implica el significado derespecto a un sistema inercial implica el significado de
equilibrio; es decir, un cuerpo rígido está en equilibrioequilibrio; es decir, un cuerpo rígido está en equilibrio
si y sólo si la fuerza externa resultante que actúasi y sólo si la fuerza externa resultante que actúa
sobre él es cero y el par de torsión externo resultantesobre él es cero y el par de torsión externo resultante
sobre él es cero alrededor de cualquier eje:sobre él es cero alrededor de cualquier eje:
La primera condición es para equilibrio de traslación,La primera condición es para equilibrio de traslación,
y la segunda es para equilibrio de rotación.y la segunda es para equilibrio de rotación.
→→
= amF
→→
= αIM

5. PRIMERA CONDICION DEPRIMERA CONDICION DE
EQUILIBRIOEQUILIBRIO
Condición Algebraica: la suma algebraica
de las fuerzas aplicadas a un cuerpo o masa
puntual debe ser cero.
0)()()( =++=
→→→→
∑∑∑ kFjFiFF zyx
∑ Fx =0 ; ∑ Fy = 0 ; ∑ Fz =0

6. • Composición de Fuerzas Concurrentes: si las fuerzas
concurrentes; es decir, si están aplicadas en el mismo
punto, su resultante es un vector suma obteniéndose
gráficamente de acuerdo al método del polígono.

8. Equilibrio de Traslación:Equilibrio de Traslación: en la práctica un cuerpoen la práctica un cuerpo
en equilibrio de traslación puede encontrarse en:en equilibrio de traslación puede encontrarse en:
Equilibrio Estático:Equilibrio Estático: (reposo continuo). En estas(reposo continuo). En estas
condiciones se evita el movimiento de traslación:condiciones se evita el movimiento de traslación:
∑ Fx = 0 ; ∑ Fy = 0 ; ∑ Fz = 0∑ Fx = 0 ; ∑ Fy = 0 ; ∑ Fz = 0
Equilibrio Cinético:Equilibrio Cinético: M.R.U. ( ). Para no producirM.R.U. ( ). Para no producir
aceleración y evitar el cambio de velocidad:aceleración y evitar el cambio de velocidad:
a = 0a = 0 ; ∑ F = 0; ∑ F = 0

9. Leyes de Newton Aplicadas a laLeyes de Newton Aplicadas a la
EstáticaEstática
Primera Ley de Newton:Primera Ley de Newton: Todo cuerpo materialTodo cuerpo material
permanece en reposo relativo o si se mueve conpermanece en reposo relativo o si se mueve con
velocidad constante en línea recta, si sobre élvelocidad constante en línea recta, si sobre él
actúa una fuerza resultante igual a cero.actúa una fuerza resultante igual a cero.
Primera Ley de Newton:Primera Ley de Newton: Todo cuerpo materialTodo cuerpo material
permanece en reposo relativo o si se mueve conpermanece en reposo relativo o si se mueve con
velocidad constante en línea recta, si sobre élvelocidad constante en línea recta, si sobre él
actúa una fuerza resultante igual a cero.actúa una fuerza resultante igual a cero.
Se coloca un vaso sobre un tablero y éste se
jala rápidamente hacia la derecha. El vaso
tiende a permanecer en reposo mientras el
tablero se remueve.
Se coloca un vaso sobre un tablero y éste se
jala rápidamente hacia la derecha. El vaso
tiende a permanecer en reposo mientras el
tablero se remueve.

10. Suponga que el vaso y el tablero se mueven
juntos con rapidez constante. Si el tablero se
detiene súbitamente, el vaso tiende a mantener
su rapidez constante.
Suponga que el vaso y el tablero se mueven
juntos con rapidez constante. Si el tablero se
detiene súbitamente, el vaso tiende a mantener
su rapidez constante.

11. Comprensión de la primera ley:Comprensión de la primera ley:
(a) Se fuerza al conductor a moverse hacia
adelante. Un objeto en reposo tiende a permanecer
en reposo.
Discuta lo que experimenta
el conductor cuando un
auto acelera desde el
reposo y luego aplica los
frenos.
(b) El conductor debe resistir el movimiento hacia
adelante mientras se aplican los frenos. Un objeto
en movimiento tiende a permanecer en movimiento.

12. Segunda ley de NewtonSegunda ley de Newton
La segunda ley de Newton se discutirá
cuantitativamente en un capítulo ulterior,
después de cubrir aceleración.
La segunda ley de Newton se discutirá
cuantitativamente en un capítulo ulterior,
después de cubrir aceleración.
La aceleración es la tasa a la que cambia la
rapidez de un objeto. Un objeto con una
aceleración de 2 m/s2
, por ejemplo, es un
objeto cuya rapidez aumenta 2 m/s cada
segundo que viaja.
La aceleración es la tasa a la que cambia la
rapidez de un objeto. Un objeto con una
aceleración de 2 m/s2
, por ejemplo, es un
objeto cuya rapidez aumenta 2 m/s cada
segundo que viaja.

13. Segunda ley de Newton:Segunda ley de Newton:
• Segunda ley:Segunda ley: Siempre que una fuerzaSiempre que una fuerza
resultante actúa sobre un objeto, produceresultante actúa sobre un objeto, produce
una aceleración, una aceleración que esuna aceleración, una aceleración que es
directamente proporcional a la fuerza edirectamente proporcional a la fuerza e
inversamente proporcional a la masa.inversamente proporcional a la masa.
• Segunda ley:Segunda ley: Siempre que una fuerzaSiempre que una fuerza
resultante actúa sobre un objeto, produceresultante actúa sobre un objeto, produce
una aceleración, una aceleración que esuna aceleración, una aceleración que es
directamente proporcional a la fuerza edirectamente proporcional a la fuerza e
inversamente proporcional a la masa.inversamente proporcional a la masa.
F
a
m
∝

14. Aceleración y fuerza conAceleración y fuerza con
fuerzas de fricción cerofuerzas de fricción cero
Empujar el carro con el doble de fuerza
produce el doble de aceleración. Tres
veces la fuerza triplica la aceleración.

15. Aceleración y masa deAceleración y masa de
nuevo con fricción ceronuevo con fricción cero
F F
a
a/2
Empujar dos carros con la misma fuerza F
produce la mitad de la aceleración. La
aceleración varía inversamente con la
cantidad de material (la masa).

16. Tercera ley de NewtonTercera ley de Newton
• Para cada fuerza de acción debe haberPara cada fuerza de acción debe haber
una fuerza de reacción igual y opuesta.una fuerza de reacción igual y opuesta.
• Para cada fuerza de acción debe haberPara cada fuerza de acción debe haber
una fuerza de reacción igual y opuesta.una fuerza de reacción igual y opuesta.
Fuerza
de
manos
sobre
pared
Fuerza
de pared
sobre
manos
Fuerza
de
suelo
sobre
hombre
Fuerza de
hombre
sobre
suelo
Fuerza
de techo
sobre
hombre
Fuerza de
hombre
sobre techo
Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre objetos
diferentes.

17. Tercera ley de NewtonTercera ley de Newton
Dos ejemplos más:Dos ejemplos más:Dos ejemplos más:Dos ejemplos más:
Las fuerzas de acción y reacción
actúan sobre objetos diferentes.
¡No se cancelan mutuamente!
AcciónReacción
Acció
n
Reacció
n

18. Tensión:Tensión: en el interior de cuerdas o cables, cuando se intentaen el interior de cuerdas o cables, cuando se intenta
aumentar su longitud. Toda tensión jala.aumentar su longitud. Toda tensión jala.
se opone al deslizamiento.se opone al deslizamiento.

19. Compresión:Compresión: en el interior de barras o columnas, cuando sen el interior de barras o columnas, cuando s
intenta disminuir su longitud. Toda compresión empujaintenta disminuir su longitud. Toda compresión empuja

20. Rozamiento:Rozamiento: cuando dos superficies ásperas en contacto secuando dos superficies ásperas en contacto se
deslizan o intentan deslizarse uno respecto al otro. Tododeslizan o intentan deslizarse uno respecto al otro. Todo
rozamiento se opone al deslizamiento.rozamiento se opone al deslizamiento.

22. Diagramas de Cuerpo LibreDiagramas de Cuerpo Libre
• Consiste en aislar imaginariamente una parte de toda una
estructura, en la cual se dibujan una serie de fuerzas y que
pueden ser pesos, tensiones, compresiones, reacciones y
fuerzas externas.
• En cada uno de los siguientes casos elaborar el diagrama
de cuerpo libre de cada elemento del sistema:
• Consiste en aislar imaginariamente una parte de toda una
estructura, en la cual se dibujan una serie de fuerzas y que
pueden ser pesos, tensiones, compresiones, reacciones y
fuerzas externas.
• En cada uno de los siguientes casos elaborar el diagrama
de cuerpo libre de cada elemento del sistema:

23. TOREMA DE LAMITOREMA DE LAMI

24. GRACIASGRACIAS