Estática - Fuerza Gravitacional, Normal, Tensión y Rozamiento

1. ESTÁTICA
Anl. Lic. Jorge Luis Chalén P.

2. LA MATERIA...
 Es todo lo que nos rodea.
 La materia tiene masa y volumen.
MASA
 Es la cantidad de materia que posee un cuerpo.
VOLUMEN
 Es el espacio que ocupa un cuerpo.

3. SEGÚN EL “SISTEMA INTERNACIONAL
DE UNIDADES”, LA MASA SE MIDE EN
KILOGRAMOS.
Nombre Abreviatura
Gramo g
kilogramo kg

4. EJEMPLO
Un kilogramo de pan equivale a 1000 gramos.
1 Kg = 1000 g

5. PESO
El peso es el
resultado de la
fuerza que ejerce el
centro de la Tierra
sobre un cuerpo
(fuerza de
gravedad).

6.  El peso se mide con un
dinamómetro.

7. SEGÚN EL “SISTEMA INTERNACIONAL
DE UNIDADES”, EL PESO SE MIDE EN
NEWTON.
Nombre Abreviatura
Newton N
1 Kg equivale a 10 N aprox.

8. EL PESO (𝑚 𝑔)
𝐹 = 𝑚 𝑔
Peso ≠ Masa
Fuerza de gravedad cerca de la superficie de la Tierra.

11. DEBER #1: MASA Y PESO
 1. ¿Cuál es el peso de un objeto colocado en la superficie de la tierra, si la
masa del objeto es de 54000 g?
 2. ¿Cuál es la masa de un objeto cuyo peso en la tierra es 2.570 N?
 3. Un cuerpo pesa en la tierra 60 Kg. ¿Cuál será a su peso en la luna, donde
la gravedad es 1,6 m/s2?
 4. Una persona pesa 70 kgf en la Tierra. ¿Cuánto pesará en Newtones en
Marte si la aceleración de la gravedad es de 3,711 m/s2

12. CONCEPTO DE FUERZA
Algunos tipos de fuerzas:
 Fuerza de Gravedad (peso).
 Fuerza normal.
 Tensión de cuerdas.
 Fuerza de roce.
Se entiende por fuerza cualquier acción o influencia que modifique el movimiento de un
cuerpo.

13. FUERZAS Y Leyes de Newton
Una fuerza es toda causa capaz de
deformar un cuerpo o modificar su
estado de reposo o movimiento.
Las fuerzas son magnitudes vectoriales
y su unidad en el S.I. es el newton, N.
Punto de
aplicación
magnitud
dirección
sentido Toda fuerza tiene un agente
específico e identificable, que puede
ser animado o inanimado. Por ejemplo
el agente de la fuerza de gravedad es
la Tierra

14. CARÁCTERÍSTICAS DE UNA FUERZA
Punto de aplicación.— Es el lugar concreto
sobre el cual actúa la fuerza. En el se
comienza a dibujar el vector que
representa la fuerza.
Punto de
aplicación
magnitud
dirección
sentido
Magnitud o intensidad.— Indica el valor
numérico de la fuerza en newtons. Se
corresponde con la longitud del vector.
Dirección.— Es la recta a lo largo de la
cual se aplica la fuerza. La línea sobre la
que se dibuja el vector.
Sentido.— Con la misma dirección, una
fuerza puede tener dos sentidos
opuestos. Se indica con la punta de la
flecha del vector.

16. 𝑔 = 9.8 m/s2
En la Tierra
Aceleración de Gravedad

17. La fuerza normal (𝑛)
Es una fuerza de reacción perpendicular a la superficie de
contacto.

18. FUERZA NORMAL
Es siempre perpendicular a la superficie de apoyo.
F
N
P
|F| =|N| |N| = |P|
P
x
y
Py
Px
y
a Px se le llama
componente
tangencial del peso
y a Py componente
normal del peso.
Se representa por N
En el S.I. se mide en N
Es una fuerza que aparece siempre que un cuerpo
está apoyado sobre una superficie; esta fuerza evita
que la superficie se deforme.

19. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE
Dos cuerpos unidos por una cuerda que pasa por una polea sin
fricción. La superficie tiene roce.
𝒎 𝟏
𝒎 𝟐
𝑭 𝒈 = 𝒎 𝟏 𝒈
𝑵
𝑻
𝒇
𝑻
𝑭 𝒈 = 𝒎 𝟐 𝒈
𝒗
Predicción

20. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE 2
Tres cuerpos unidos por una cuerda que pasa por una polea sin
fricción. La superficie tiene roce.
𝒎 𝟏
𝒎 𝟐
𝑭 𝒈 = 𝒎 𝟏 𝒈
𝑵
𝑻
𝒇
𝑻
𝑭 𝒈 = 𝒎 𝟐 𝒈
𝒗Predicción
𝒎 𝟑
𝑻 𝟐
1
1
𝑭 𝒈 = 𝒎 𝟑 𝒈
𝑻 𝟐

21. Ejemplo: Halle la Fuerza Normal de un cuerpo de 60 Kg que se encuentra sobre una superficie
inclinada a 40° con la horizontal.

22. DEBER #2: FUERZA NORMAL
 5. Cuál es la Fuerza Normal de un cuerpo que tiene 5 kg de masa y se
encuentra en una superficie plana horizontal.
 6. Cuál es la Fuerza Normal de un cuerpo de 60 Kg que se encuentra sobre
una superficie inclinada de 30° con la horizontal.
 7. Cuál es la Fuerza Normal de un cuerpo de 3 Tn que se encuentra sobre
una superficie inclinada de 15° con la horizontal
 8. Calcular la fuerza normal de un cuerpo de 100 kg que se halla sobre un
plano inclinado de 30 metros de base y 15 metros de altura.

23. TENSIÓN (𝑇)

24. LA TENSIÓN
La tensión se representa por T y es una fuerza que aparece
siempre que se tira de una cuerda o de un cable.
En el S.I. se mide en N
a
a
P
N
T
F
R
T
P
PLANO INCLINADO
PLANO HORIZONTAL
P
N
P
a
T
a
F
R
T

25. Ejemplo: Halle la Tensión que se ejerce sobre la cuerda T1 para mantener el cuerpo en equilibrio

26. Ejemplo: Halle la Fuerza Normal de un cuerpo de 60 Kg que se encuentra sobre una superficie
inclinada a 40° con la horizontal.

27. DEBER #3: TENSIÓN
10. Halle la tensión en las cuerdas que mantiene al cuerpo en equilibrio
9. Hallar la Tensión en 1 si el cuerpo pesa 120 N y se mantiene en equilibrio

28. DEBER #3: TENSIÓN
12. Halle las tensiones T1, T2 y T3 que sostienen al cuerpo en equilibrio
11. Halle la tensión en las cuerdas que mantiene al cuerpo en equilibrio

29. FUERZA DE ROZAMIENTO
Se representa por FR y es una fuerza que actúa en sentido opuesto al
movimiento y se produce como consecuencia de la fricción que tiene lugar
entre la superficie del móvil y la superficie sobe la que este se mueve, o bien
del medio (gas o líquido) que atraviesa
F
N
P P
x
y
Py
PxFR
FR

30. FUERZA DE ROCE (𝑓𝑠 𝑜 𝑓𝑘)
Es una fuerza de reacción
Roce Estático Roce cinético
0 ≤ 𝑓𝑠 ≤ 𝑓𝑠, 𝑚𝑎𝑥 = 𝜇 𝑠 𝑁 𝑓𝑘 = 𝜇 𝑘 𝑁

31. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
FUERZA DE ROZAMIENTO
1. La fuerza de rozamiento es independiente del área de
las superficies en contacto.
2. La fuerza de rozamiento es independiente de la
velocidad del movimiento y actúa siempre en sentido
contrario.
3. La fuerza de rozamiento depende de la naturaleza de
las superficies en contacto y del estado de pulimento de
las mismas.
4. La fuerza de rozamiento es proporcional a
la fuerza normal.

32. Existen dos clases de rozamiento: el
ESTÁTICO y el DINÁMICO :
(El rozamiento estático es siempre
mayor que el dinámico)
µ (mu) se llama coeficiente de
rozamiento y es característico de
las superficies en contacto. No
tiene unidades.
(Por eso se dice que es una
magnitud adimensional)
- El rozamiento dinámico aparece cuando el cuerpo está en
movimiento.
En el plano horizontal la fuerza de rozamiento se calcula :
FR = µ • N
|FR | = µ • |N | = µ • | P | = µ • m • g
µ = FR/ N
FR = µ • N
- El rozamiento estático aparece cuando se trata de poner un cuerpo en
movimiento desde el reposo.
F
N
P
P
x
y
Py
Px

35. DEBER #4: FUERZA DE ROZAMIENTO
 13. Hay una piedra de 200 kg en una rampa que tiene una inclinación de 25°. Calcula
cuánto debe valer la fuerza de rozamiento con el suelo para que no se deslice por la
pendiente.
 14. Hay un coche de 1000 kg en una rampa como la del dibujo. Calcula:
 a) Cuánto debe valer la fuerza de rozamiento con el suelo para que no se deslice por la
pendiente. b) El valor del coeficiente de rozamiento.
 15. Cuál será la fuerza y coeficiente de rozamiento de un cuerpo de 2 Tn que se encuentra
sobre una superficie inclinada de 3 m de altura y 10 de base.
 16. Cuál es la masa de un cuerpo que se encuentra sobre una superficie inclinada de 15°
con la horizontal y su fuerza de rozamiento es de 340,5 N.