Este documento trata sobre la estática y los conceptos fundamentales relacionados como fuerzas, equilibrio mecánico y sus tipos. Explica que la estática estudia los cuerpos en estado de equilibrio sometidos a fuerzas externas. Define fuerza como aquello capaz de provocar o acabar con un movimiento y que es una magnitud vectorial. También define los tipos de equilibrio mecánico como estático y cinético.

1. ESTÁTICA DE SECUNDARIA
PROBLEMAS RESUELTOS PDF
En este capítulo estudiaremos las condiciones que deben
cumplir las fuerzas que al ser aplicadas sobre un cuerpo lo
mantengan en estado de equilibrio.
ESTÁTICA
Estudia las condiciones que deben cumplir los cuerpos
(sistema) sobre el que actúan fuerzas para permanecer en
“equilibrio mecánico”.
FUERZA
Es todo aquello capaz de provocar o acabar con un
movimiento.
Toda fuerza es una magnitud vectorial ya que posee:
☛ Módulo
☛ Dirección
☛ Sentido
☛ Punto de aplicación
Unidades : Newton (N) en kg.m/s²
Medida de la fuerza : se mide con el Dinamómetro

16. *

126. ¿ QUÉ MIDE LA FUERZA?
La fuerza mide en forma vectorial el grado de intensidad de
una interacción.
PRIMERA LEY DE NEWTON (LEY DE LA INERCIA)
Basado en las observaciones de Galileo, Newton formuló lo
que se conoce como la primera Ley de movimiento. "Un
objeto en reposo o en movimiento con velocidad constante
permanecerá indefinidamente en ese estado si ninguna
fuerza actúa sobre el o si la resultante de todas las fuerzas
que actúan es nula".
Es decir sólo es posible cambiar la velocidad de un objeto si
una fuerza resultante actúa sobre él. Se denomina inercia a
la propiedad de los cuerpos de oponerse a cualquier
variación en su velocidad; el efecto de la inercia es
diferente en los cuerpos con diferente masa. Es decir la
masa es la cantidad de materia y está asociado
directamente a la inercia que los cuerpos tienen.
TERCERA LEY DE NEWTON
LEY DE LA ACCCIÓN Y DE REACCIÓN:
“Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Acción); entonces
el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al
primero (Reacción).”

127. Tener en cuenta que la acción y reacción no se anulan
porque actúan en el mismo cuerpo.
No es necesario que haya contacto para que haya acción y
reacción.
Si las superficies en contacto son lisas, las reacciones son
perpendiculares a ellas.
Si las superficies en contacto son ásperas o hay
articulaciones, las reacciones ya no son perpendiculares a
las superficies en contacto.
FUERZA DE GRAVEDAD
Es aquella fuerza que mide la atracción gravitatoria que
ejerce la Tierra a los cuerpos ubicados en su entorno.
La fuerza con que un cuerpo actúa sobre su apoyo o la
suspensión por causa de la atracción gravitatoria se llama
Peso (W).
TENSIÓN
Es aquella fuerza generada internamente en un cable, soga,
barras, etc., cuando están estiradas.
El sentido de una tensión siempre indica a un corte
imaginario.
COMPRESIÓN

128. Se presenta en los cuerpos rígidos y es aquella fuerza
interna que se opone a la deformación por aplastamiento.
El sentido de una fuerza de compresión siempre se aleja de
un corte imaginario
FUERZA ELÁSTICA
Es aquella fuerza que se manifiesta en el interior de los
resortes cuando éstos experimentan deformaciones
longitudinales elásticas.
EQUILIBRIO MECÁNICO
Es aquel estado físico en el cual un cuerpo mantiene su
rapidez constante.
Existen dos casos:
EQUILIBRIO ESTÁTICO
Ocurre cuando el cuerpo se encuentra en reposo relativo.
EQUILIBRIO CINÉTICO
Ocurre cuando el cuerpo se mueve con movimiento
rectilíneo uniforme.
FUERZA DE ROZAMIENTO
Es aquella fuerza que se opone al deslizamiento o posible
deslizamiento de los cuerpos.
Existen dos tipos:
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICO

129. Es la fuerza que se opone al intento de deslizar un cuerpo
sobre una superficie debido a las mutuas asperezas entre
ambos cuerpos.
FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICO
Se presenta durante el deslizamiento de los cuerpos sobre
las superficies ásperas
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.)
Es un esquema donde se representan todas las fuerzas
externas que actúan sobre un cuerpo, entre las fuerzas
comunes tenemos:
☛ Peso (Hacia abajo)
☛ Normal (Reacción perpendicular de la superficie)
☛ Tensión (Cuerdas)
☛ Compresión (Barra)
☛ Fuerza rozamiento
Consiste en aislar imaginariamente al cuerpo en análisis de
un sistema mecánico, indicando sobre él a todas las
fuerzas externas que lo afectan.
PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Establece que si sobre un cuerpo la fuerza resultante es
nula, se garantiza que este cuerpo se encuentra en
equilibrio de traslación es decir en reposo o con M. R. U.

130. Cuando se tienen sólo tres fuerzas concurrentes y
coplanares en el D.C.L., se puede aplicar el triángulo de
fuerzas o la ley de los senos
Se establece que un cuerpo estará en equilibrio si la suma
vectorial de todas las fuerzas es cero.
EQUILIBRIO DE PARTÍCULAS
Partícula es todo cuerpo (pequeño o no) en el cual
podemos ignorar su movimiento de rotación.
De la primera Ley de Newton podemos deducir que si una
partícula está en equilibrio sólo permanece así si la
resultante de las fuerzas es nula.
Equilibrio es el estado de reposo o de movimiento con
velocidad constante; físicamente son indistinguibles.
☛ Si sobre un cuerpo actúan tres fuerzas y este presenta
equilibrio de traslación sin rotar, entonces dichas fuerzas
deben ser no paralelas y concurrentes.
LEY DE LAMY:
En un cuerpo en equilibrio, sometido a la acción de 3
fuerzas coplanares y concurrentes, el módulo de cada
fuerza es directamente proporcional al seno del ángulo que
se le opone.
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131. ESTÁTICA
La estática es la parte de la mecánica que estudia los
cuerpos en estado de equilibrio sometidos a la acción de
fuerzas. Ésta constituye una rama muy antigua de la
ciencia, ya que algunos de sus principios fundamentales
datan de la época de los egipcios y babilonios. Sin embargo,
los principios en base a los cuales se ha desarrollado esta
materia hasta alcanzar su forma actual se deben,
principalmente, a Stevinus (1548-1620), quien fue el
primero que empleó el principio del paralelogramo de
fuerzas.
A lo largo de este capítulo trabajaremos, a no ser que se
diga lo contrario, con una clase ideal de cuerpos físicos: los
cuerpos rígidos. Un cuerpo rígido es aquel cuerpo ideal en
el que la distancia entre sus partículas no se altera cuando
éste se encuentra sometido a la acción de fuerzas
externas, es decir, un cuerpo idealmente indeformable.
“DADME UN PUNTO DE APOYO Y MOVERÉ EL
MUNDO”.
El principio de palanca es un concepto teórico estudiado en
el aula, pero que se aplica diariamente a cada actividad que
se realiza. Al abrir una botella de vino con un sacacorchos,
al cortar un papel con una tijera, al utilizar una pinza o
tenaza, etc. Sin ir más lejos, nuestro cuerpo utiliza para
moverse diferentes tipos de palancas. Sin embargo, no se

132. le da la importancia necesaria en la explicación del
funcionamiento de la misma.
Ahora bien, ¿qué es una palanca?
Es una barra rígida que puede girar en torno a un punto de
apoyo fijo. La longitud de la palanca entre el punto de apoyo
y el punto de aplicación de la resistencia se llama brazo de
resistencia y la longitud entre el punto de apoyo y el punto
de aplicación de la fuerza se llama brazo de fuerza.
La función usual de una palanca es multiplicar una fuerza,
es decir, que la pequeña fuerza aplicada en un extremo de
una palanca a gran distancia del punto de apoyo, produzca
una fuerza mayor que opere a una distancia más corta del
punto de apoyo en el otro.
El empleo de la palanca está documentado desde el tercer
milenio a.n.e. en sellos cilíndricos de Mesopotamia. En un
manuscrito antiguo aparece la famosa cita atribuida a
Arquímedes: “Dadme un punto de apoyo y moveré el
mundo”.
EQUILIBRIO MECÁNICO
Se dice que un cuerpo se encuentra en equilibrio mecánico
cuando su estado de movimiento como conjunto, respecto
de cierto sistema de referencia, no cambia en el tiempo.

133. Se distinguen dos clases de equilibrio: equilibrio estático y
equilibrio cinético. Se dice que un cuerpo se encuentra en
equilibrio estático respecto de un sistema de referencia
cuando su centro de masas, o centro de gravedad, se
encuentra en reposo respecto de él.
Se dice que un cuerpo se encuentra en equilibrio cinético
respecto de un sistema de referencia cuando su centro de
masas, o centro de gravedad, se encuentra trasladándose
con velocidad lineal constante (M.R.U.) y al mismo tiempo
se encuentra rotando con una velocidad angular constante
(M.C.U.) respecto de él. Si sólo se cumple la primera
condición se dice que el cuerpo se encuentra en equilibrio
traslacional y si sólo se cumple la segunda se dice que se
encuentra en equilibrio rotacional.
FUERZAS
La noción de fuerza surgió al apreciar la tensión muscular
(jalar o empujar un cuerpo).
Para elevar una piedra, desplazar un cuerpo, tensar una
cuerda, etc. se necesita cierta tensión de los músculos,
diferente en cada caso.
La fuerza es una magnitud vectorial que es una medida del
grado de interacción, o acción mutua, que existe entre los
cuerpos o entre sus partículas.
Ésta es la causa que origina que los cuerpos alteren, o
tiendan a alterar, su estado de movimiento.

134. También es la causa que origina la deformación de los
cuerpos reales. Por ejemplo, cuando una persona patea
una lata, puede adquirir movimiento y también deformarse.
Según la ley de Hooke, la fuerza F necesaria para deformar
linealmente un cuerpo deformable (resorte) es directamente
proporcional a su elongación x (longitud deformada).
Matemáticamente: F = k.x
La naturaleza de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos,
que no son de escala microscópica, son de origen
gravitatorio o electromagnético.
A continuación veamos algunos ejemplos.
Consideremos una persona que empuja una caja que se
encuentra sobre una superficie áspera.
La naturaleza de la interacción entre la persona y la caja es
de origen electromagnético (entras las moléculas de la
mano de la persona y las de la caja se genera una repulsión
eléctrica). La naturaleza de la interacción entre la caja y la
superficie también es de origen electromagnético, en este
caso, de atracción eléctrica.
Como segundo ejemplo consideremos un imán que ejerce
una acción a distancia sobre unos clavos. La naturaleza de
la interacción entre el imán y los clavos también es de
origen electromagnético (entre las partículas de magnetita
del imán y las de los clavos se genera una atracción
magnética).

135. rubiños
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Usualmente las fuerzas se suman con el objetivo de
reemplazarlas por una sola denominada fuerza resultante.
Al sumar dos fuerzas que tienen la misma dirección, el
módulo de la fuerza resultante se obtiene sumando
aritméticamente los módulos de cada una de ellas.
Al sumar dos fuerzas que tienen dirección opuesta, el
módulo de la fuerza resultante se obtiene restando
aritméticamente los módulos de cada una de ellas.
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