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FsicaCurso: Fisica GeneralUTP FIMAASSesin N 9 : Estatica Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaEstticaConcepto de fuerzaPrimera Ley de newtonTercera Ley de NewtonPrimer Principio de equilibrio (Fuerzas concurrentes sobre una partcula)Segundo Principio de equilibrio (Fuerzas no concurrentes sobre eun cuerpo rgido)Sears y ZemanskyAlonso y FinnEstticaBibliografaDefinicin de esttica:Esttica es la rama de la mecnica de slidos que estudia las leyes y condiciones que deben cumplir las fuerzas que actan sobre los cuerpos para encontrarse en estado de equilibrio.EstticaEstticaEquilibrio mecnico:Un cuerpo esta en equilibrio mecnico cuando se halla en reposo o en movimiento rectilneo uniforme. Tambin se dice que un cuerpo esta en equilibrio cuando su aceleracin total es cero.

EstticaClases de equilibrio mecnico:EQUILIBRIO ESTATICOUn cuerpo esta en equilibrio esttico cuando se encuentra en reposo.v= 0a= 0v= 0a= 0 Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaEsttica EQUILIBRIO CINETICOSe llama as cuando el cuerpo se encuentra en movimiento rectilneo uniforme.V=ctea=0V=ctea=0 Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaEn todo fenmeno de equilibrio participan principalmente dos nuevas magnitudes fsicas : la fuerza y el torque.En la primera parte de nuestro estudio estudiaremos solo la fuerza y su importancia en el equilibrio de los cuerpos.En la segunda parte de nuestro estudio estudiaremos el torque y su importancia en el equilibrio de los cuerpos. EstticaConcepto de FuerzaFuerza es una magnitud fsica vectorial, que surge cada vez que dos cuerpos interactuan; ya sea por contacto o a distancia. Generalmente asociamos las ideas de fuerza con los efectos de jalar, empujar, comprimir, tensar, atraer, repeler, etc.La fuerza por ser una magnitud vectorial queda definida con su intensidad (mdulo), direccin, sentido y punto de aplicacin. EstticaMedicin de una fuerzaLa intensidad de s fuerzas se miden por el efecto de deformacin que ellas producen sobre los cuerpos elsticos. Robert Hooke (1635 1703) Ingls, descubre la relacin emprica entre la fuerza aplicada y la deformacin producida, que se expresa por:

F = k xF = fuerza aplicada (N)K = Constante de elasticidad (N/m)X = deformacin del resorte (m)Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaUnidades de la fuerza1 Newton (N) = 1 Kg (m/s2)........S I mks Es la cantidad de fuerza neta que proporciona una celeracin de 1 metro por segundo al cuadrado a un cuerpo de un kilogramo de masa.1 dina = 1 g (cm/s2).................. S I cgs1 Kilopondio = 1 utm (m/s2)......S Tco. 1 Kp = 1 Kg f = 9.8 N 1 utm = 9.8 Kg EstticaComposicin de fuerzas:Para hallar la resultante de un conjunto de fuerzas, no basta con sumarlas vectorialmente, se debe tener en cuenta el punto de aplicacin de la resultante, dado que dos fuerzas iguales no siempre producen los mismos efectos. EstticaEstticaFuerzas concurrentes:Se componen de igual forma que los vectores concurrentes. El punto de aplicacin de la resultante es el punto de concurrencia de las fuerzas.

F1F2F3FnFR= F1 + F2 + F3 +... FnFR Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaEstticaFuerzas no concurrentes:En este caso se agrupan las fuerzas de dos en dos y se suman trasladandose sobre sus lineas de accin. Las resultantes de cada par de fuerzas son trasladadas al punto de intersecccin de sus lineas de accin, siendo este el punto de aplicacin de la resultante total.

F1F2F3F4FR= F1 + F2 + F3 + F4FR Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaClases de fuerzasFuerzas de contactoFuerzas de accin a distancia (o de campo)Fuerzas especiales(Fuerza peso)Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

EstticaF. de contactoF. de accin a distancia Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaClases de fuerzas:Fuerzas de contacto: Son de interaccin mutua, se presentan cuando los cuerpos interactuan a travs de la superficie de contacto. Suelen llamarse segn como actan. Normal, de rozamiento, de contacto.

Esttica

Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaFuerzas de accin a distancia o de campo: No necesitan contacto fsico para interactuar; gravitacin universal, fuerzas elctricas, magnticas.

Esttica

Fuerzas especiales:Fuerza pesoEs un caso especial de la fuerza de gravitacin que acta en la superficie de los planetas y su accin se ejerce por el campo gravitatorio.Esttica

W = mg Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaLa masa:La masa de un cuerpo es la medida cuantitativa de la inercia; es decir la capacidad del cuerpo de resistirse u oponerse al cambio de su estado de reposo o movimiento rectilneo uniforme, a movimientos de traslacin. Cuanto mayor es la masa de un cuerpo mas se resiste a ser acelerdo. Unidadaes de masa:Kg : kilogramog : gramoUtm: Unidad tcnica de masa.Lb : libra

Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaPrimera ley de Newton:Llamada tambin ley de inercia; establece que: Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilneo uniforme , a menos que acte sobre l una fuerza resultante. Es decir para que un cuerpo posea una aceleracin debe actuar sobre l una fuerza resultante.Esttica

V= 0 reposoV= cte. MRU Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaFR= F1 + F2 + F3 +F4+ F5=0EstticaF2F5F4F3F1

Primera ley de Newton Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaTercera ley de Newton:A toda fuerza de accin le corresponde otra de reaccin igual y opuesta . Es decir si un cuerpo ejerce una accin sobre otro, este ltimo ejerce tambin una accin, del mismo mdulo y direccin, pero de sentido contrario, sobre el primero.Observacin: Las fuerzas de accin y reaccin aparecen y desaparecen en forma simultanea y por actuar sobre cuerpos diferentes no se equilibran entre s. Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaTercera ley de NewtonEsttica

A toda fuerza de accin le corresponde otra de reaccin igual y opuesta Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

EstticaTercera ley de Newton Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaFuerzas internas:Son aquellas que se manifiestan en el interior de los cuerpos, cuando estos son sometidos a efectos externos. Su explicacin radica en el mundo atmico y molecular, pero presenta caractersticas macroscpicas. Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaTensin (T): Llamada tambin traccin, es aquella fuerza que aparece en el interior de un cuerpo flexible (cuerdas, alambres, etc) debido a fuerzas externas que tratan de alargarlo; oponinndose a ello.Esttica

TTFFFFCorte imaginarioF = TCompresin (C): Es aquella fuerza que aparece en el interior de un cuerpo slido rgido, cuando fuerzas externas tratan de comprimirlo; oponinndose a ello.

EstticaCorte imaginarioFFFFCCF = C Profesor: Carlos Alvarado de la PortillaPrimera condicin de equilibrio: (Fuerzas concurrentes sobre una partcula)Un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslacin (velocidad cero o constante) cuando la suma total de las fuerza externas que actan sobre l es cero. Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

EstticaPoligono vectorial cerrado

Problema 1.- Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

SolucinEsttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

Por condicin de equilibrioEsttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

Esttica Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

Problema 2.- Esttica

Por condicin de equilibrio

Esttica

Esttica

EstticaNN