Este documento describe los conceptos básicos de la estática y el equilibrio de fuerzas. Explica que una fuerza es la interacción entre dos cuerpos, y que pueden ser fuerzas de contacto o a distancia. También define la resultante y descomposición de fuerzas, y establece que para que un cuerpo esté en equilibrio la suma de fuerzas y momentos sobre él debe ser cero. Finalmente, resume las máquinas simples como palancas, planos inclinados y poleas.

1. ESTÁTICA. EQUILIBRIO DE
FUERZAS
TEMA 2

2. 1. ORIGEN, EFECTOS E
IDENTIFICACIÓN DE LAS FUERZAS
 La fuerza es la medida de la acción de un cuerpo sobre otro de su
misma naturaleza. Los cuerpos no tienen fuerza. Los cuerpos
interaccionan.
 Las fuerzas pueden actuar de dos modos:
1. Fuerzas a distancia: interacciones gravitatoria y electromagnética.
2. Fuerzas de contacto: así denominamos a las fuerzas cuando actúan por
contacto o por fricción.
Los efectos que producen las interacciones:
1. Un cambio en el estado de reposo o movimiento de los cuerpos, una
aceleración.
2. Una deformación
Fuerza es toda causa capaz de producir aceleraciones o
deformaciones en los cuerpos.

3. 2. MEDIDA DE LAS FUERZAS. LEY DE
HOOKE
 Las fuerzas deforman los cuerpos. Cuando la deformación es permanente
los cuerpos son plásticos. Cuándo recuperan la forma inicial una vez cesa
la fuerza se llaman elásticos.
 Límite de elasticidad: es la fuerza máxima que se puede aplicar a los
cuerpos para que no pierdan sus propiedades elásticas y quede
permanentemente deformado.
 Límite de ruptura: es la fuerza máxima que podemos aplicarles sin que se
rompan.
 En los cuerpos elásticos existe una relación entre la fuerza aplicada y la
deformación producida.

4. LEY DE HOOKE: LAS DEFORMACIONES SON DIRECTAMENTE
PROPORCIONALES A LAS FUERZAS.
F = k ⋅ ∆l

5. K es una constante de proporcionalidad, llamada constante elástica del
muelle, que depende de su naturaleza y que hay que determinar
experimentalmente.
 Su unidad en el S.I. es N/m

6. 3. COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE
FUERZAS
 Las fuerzas no solo dependen de su
intensidad, sino también de la
dirección y sentido.
 El efecto de dos o más fuerzas
actuando sobre un cuerpo es el mismo
que el que produciría una sola fuerza
que sea la suma vectorial de todas
ellas, a la que llamamos fuerza
resultante,

FR

7. La regla del paralelogramo: la resultante de dos fuerzas concurrentes es otra
fuerza que coincide con la diagonal del paralelogramo formada por ambas.
 Cuando las dos fuerzas son perpendiculares, el módulo de la fuerza se
puede calcular aplicando el teorema de Pitágoras.

8. El método del polígono; si son más de dos fuerzas concurrentes, podemos hallar su
resultante gráficamente, dibujando cada fuerza a continuación de la otra, de modo que
conserven su dirección y sentido. La fuerza resultante tiene el origen de la primera y el
extremo de la última.

9. Descomposición de fuerzas: es el proceso contrario al anterior, descomponer
una fuerza en otras dos, perpendiculares entre sí y cuya suma es igual a la
primera. A las proyecciones sobre los ejes las llamamos componentes
rectangulares de la fuerza.
Componentes rectangulares
Fx=F·cosα
Fy=F·senα
F= F + F
x
2
y
2

10. 4. EL EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS
 Los cambios en el movimiento que producen las fuerzas pueden ser
traslaciones y rotaciones.
 Cuando las fuerzas actúan sobre cuerpos que no pueden trasladarse, por
tener algún punto o eje fijo, pueden hacerlos girar.
 Se define una nueva magnitud, el momento de la fuerza, que relaciona la
fuerza y la distancia que existe entre ella y el punto fijo alrededor del cual
gira el cuerpo:
M=F·d
 El momento es una magnitud vectorial y, por tanto, tiene signo. Si el giro
producido es horario el momento de la fuerza es negativo, si es antihorario
es positivo.

11. Observa que la distancia siempre la medimos sobre la perpendicular
desde el punto O a la recta de acción de las fuerzas

12. Par de fuerzas: son dos fuerzas del mismo valor, paralelas y de sentido
contrario que actúan sobre un cuerpo. Su aplicación no produce
desplazamiento, sino giro, y por tanto puede medirse por el momento del
par que es el producto de una de las fuerzas por la distancia entre ellas.
M=F·d

13. Condición general de equilibrio;
 Para que un cuerpo esté en equilibrio, es necesario que la suma de las
fuerzas y la suma de los momentos que actúan sobre él sea nula.
ΣF=0
Σ M =0

14. El equilibrio estático de los cuerpos
 El centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de la resultante de
todas las fuerzas peso de cada una de sus partículas.

15. 5. LAS MÁQUINAS SIMPLES
 Las máquinas simples son dispositivos que nos facilitan muchas
tareas. Su ventaja consiste en que con fuerzas pequeñas podemos
vencer fuerzas mayores.
 La palanca: hay tres tipos de palancas, de primer género, de
segundo género y de tercer género. La ley general de la palanca
establece:
F·d1=P·d2

16. Tipos de palanca

17. El torno y el plano inclinado
 El torno es un cilindro que
puede girar alrededor de su
eje, en el que está enrollada
una cuerda unido a una
manivela de radio mayor que
el cilindro.
rp·P=rF·F
 El plano inclinado es una
superficie plana, que forma
cierto ángulo con la horizontal.
F·l=P·h

18. La polea
 Es una rueda que puede girar en torno
a un eje, con un canal en su contorno
por el que pasa una cuerda o cadena.
 Polea fija: se comporta igual que una
palanca de brazos iguales.
 Polea móvil: se comporta como una
palanca de segundo género. La fuerza
que tendremos que aplicar para
levantar un peso determinado es la
mitad de este.
 Asociaciones de poleas o polipasto.
Se utiliza para levantar grandes
pesos. Por cada polea móvil utilizada
la resistencia se reduce la mitad.