FÍSICA ESTÁTICA

Escuela Superior de Ingenieria

FISICA

ESTATICA

Ing. Johnny Jair Sánchez Garcia

OBJETIVO

Comprender los fenómenos físicos en los que intervienen fuerzas, movimiento, trabajo, energía, así como los principios básicos de Óptica y Termodinámica, además comprende y aplica las leyes y principios fundamentales de la electricidad y el magnetismo.

Unidad I. Estática 1.1 Conceptos básicos y definiciones. 1.2 Resultante de fuerzas coplanares. 1.3 Componentes rectangulares de una fuerza. 1.4 Condiciones de equilibrio, primera Ley de Newton. 1.5 Cuerpos rígidos y principio de transmisibilidad. 1.6 Momento de una fuerza respecto a un punto.

Conceptos básicos y definiciones.

FUERZA

La magnitud o modulo de una fuerza se caracteriza por cierto numero de unidades

Las unidades del SI (sistema internacional) usadas por los ingenieros para medir la magnitud de una fuerza son el Newton (N) y su múltiplo el Kilonewton (kN), que equivalen 1 000 N.

Las unidades del sistema de uso común en Estados unidos empleados con el mismo fin, son el libra (lb) y su múltiplo la kilolibra (kip), que

equivale a 1 000 lb.

La dirección de una fuerza se define por la línea de acción y

el sentido de la fuerza.

La línea de acción es la línea recta infinita a lo largo de la cual actúa la fuerza; se caracteriza por el ángulo que forma

con algún eje fijo.

Línea de acción

Ángulo

Eje fijo

Partícula

La fuerza en sí se representa por un segmento de esa línea; mediante el uso de una escala apropiada, puede escoger la longitud de representar la magnitud de la fuerza. Finalmente, el sentido de la fuerza debe indicarse por un punta de la flecha.

El principio de transmisibilidad. Establece que las condiciones de equilibrio o de movimiento de un cuerpo rígido permanecerán inalteradas si una fuerza que actúa en un punto del cuerpo rígido se sustituye por una fuerza de la misma magnitud y la misma dirección, pero que actúe en un punto diferente, siempre que las dos fuerzas tengan la misma línea de acción.

Diagrama de cuerpo libre

El diagrama de cuerpo libre consiste en trazar todas las fuerzas que se encuentran actudo sobre un cuerpo o sistema.

Vectores

Los vectores se definen como expresiones matemáticas que poseen magnitud, dirección y sentido.

Magnitud

sentido

Dirección

Suma de vectores

La evidencia experimental muestra que dos fuerza vectoriales que actúan sobre una partícula pueden sustituirse por solo una fuerza R que produce el mismo efecto sobre la partícula.

Ha resultante y puede obtenerse construyendo

esta

fuerza se

le

llama fuerza

un paralelogramo.

Método del paralelogramo

El método del paralelogramo es un procedimiento gráfico sencillo que permite hallar la suma de dos vectores.

Método cabeza-cola

El método del triángulo o método cabeza-cola es una variante del método del paralelogramo. Se desplaza el vector Vector b paralelamente hasta el extremo del vector Vector a. El lado que completa el triángulo es el vector suma (Vector a + Vector b), cuyo inicio está en el extremo del primer vector Vector a y su fin en el final del segundo vector sumando Vector b.

Suma de vectores escalar

Si se suman dos magnitudes escalares, basta con sumar sus valores numéricos. Por ejemplo 10 w más 20 w son 30 w de potencia. Por el contrario, para la suma de vectores el proceso es más complejo, pues debemos de tener en cuenta dirección y sentido.

Conociendo las componentes cartesianas de los vectores a sumar, el vector resultante tendrá como componentes cartesianos la suma, eje a eje, de cada vector.

Solución trigonométrica. Se usa otra vez la regla del triángulo; los dos lados y el ángulo que se forma entre ellos se conocen. Se aplica la ley de los cosenos.

R = 97.73 N

Ángulo de inclinacion de la resultante

Ahora con la aplicación de la ley de los senos, se escribe