UNIDAD 3 ESTÁTICA

Colegio Santa María del Carmen Alicante

Física y Química 4º de ESO

ESTÁTICA

DEFINICIÓN

• Rama de la mecánica clásica que analiza y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio

a) Relaciona y discute con tus compañeros la posible situación de equilibrio representada en los dibujos

FUERZA

TRASLACIÓN ROTACIÓN DEFORMACIÓN

Condiciones de equilibrio estático

1.  QUE EXISTA EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN

FR=O (Reposo o MRU)

Resultante de las fuerzas que actúan =0

1.  QUE EL SÓLIDO NO GIRE

M=0

Momento de giro = 0

El momento “M” de una “F” respecto a un punto O es el producto del módulo de la fuerza por la distancia “d” (r) entre “F” y el punto O

M= F·d

M= F·d

M= F·r·senΦ

La suma de fuerzas paralelas es otra fuerza que produce los mismos efectos de traslación ( su valor es la resultante de dichas fuerzas) y los mismos efectos de rotación ( su momento es la suma de los momentos de las fuerzas que se suman)

Fuerzas paralelas del mismo sentido 1. Su dirección y sentido son los mismos de las componenetes F1 y F2

2. Su módulo es la suma de las dos fuerzas

3. Su pto de aplicación está en el segmento que une los ptos de aplicación de lasfuerzas.

Para hallarlo se toman momentos respecto a 0. MR+F1·d1-F2d2=0

MR= R·0=0

Un ejemplo de este tipo de sistema de fuerzas es el caso de varios animales de tiro arrastrando un mismo carro

La suma de fuerzas paralelas es otra fuerza que produce los mismos efectos de traslación ( su valor es la resultante de dichas fuerzas) y los mismos efectos de rotación ( su momento es la suma de los momentos de las fuerzas que se suman)

Fuerzas paralelas de distinto sentido 1. Su dirección y sentido son los mismos de la componenete mayor

2. Su módulo es la resta de las dos fuerzas

3. Su pto de aplicación está fuera del segmento que une los ptos de aplicación de las fuerzas.

Para hallarlo se toman momentos respecto a 0. MR+F1·d1-F2d2=0 F1·d1=F2d2

MR= R·0=0

Un ejemplo de este tipo de sistema de fuerzas es el caso de un destornillador

Un caso particularmente importante de composición de fuerzas es aquel en que las dos fuerzas componentes son iguales, paralelas y de sentidos contrarios, nos referimos al PAR DE FUERZAS.

La resultante de este sistema es nula

Los “pares de fuerzas” producen movimientos de giro o rotación.

EL papel que desempeñan las fuerzas en los movimientos de traslación desempeñan los pares de fuerzas en los de rotación.

El efecto que produce un par de fuerzas puede medirse por medio de una magnitud llamada momento del par que se designa como M y es igual al producto del módulo de una cualquiera de las fuerzas que componen el par por la distancia entre ellas o “brazo del par” (se mide en N por metro).

Condiciones de equilibrio estático

1.  QUE EXISTA EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN

FR=O (Reposo o MRU)

Fuerzas resultantes de las fuerzas que actúan =0

1.  QUE EL SÓLIDO NO GIRE

M=0

Momento de giro = 0

•  Se define equilibrio como las condiciones que deben satisfacer los cuerpos y las fuerzas que actúan sobre ellos para que se mantengan en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme respecto a un sistema de referencia determinado.

•  Según la cinemática, un punto material estará en equilibrio cuando su velocidad respecto a un sistema de referencia dado es nula o se mantiene constante en módulo, dirección y sentido. De igual forma, un sistema de puntos materiales o un sólido rígido se encontrarán en una configuración de equilibrio sólo si lo están cada uno de sus puntos.

•  Se distinguen tres tipos de equilibrio: • Estático: Si el objeto permanece en reposo (velocidad nula). • Cinético: Si el objeto se mueve con un movimiento rectilíneo y uniforme. • Dinámico: Si para que exista equilibrio se hace necesaria la presencia de fuerzas de inercia.

•  - Dentro del equilibrio estático, y según como sea la respuesta del sistema ante una pequeña perturbación externa, distinguimos entre:

§  • Equilibrio estable. El sistema vuelve, por sí mismo, a la posición de equilibrio. • Equilibrio inestable. El sistema pierde la condición de equilibrio. • Equilibrio indiferente. El sistema alcanza una condición de equilibrio nueva y diferente a la que tenía.

Centro imaginario, G, donde se aplica el peso del sólido.

• Sólido simétrico:

G coincide con el centro geométrico

Centro imaginario, G, donde se aplica el peso del sólido.

• Sólido irregular plano:

Se halla suspendiéndolo de dos puntos diferentes de forma sucesiva y marcando la vertical en cada caso

c) Con un papel irregular y un clip realiza tu mismo la

experiencia

•  Aparato que permite modificar y amplificar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

•  POTENCIA: fuerza que se aplica sobre la máquina

•  RESISTENCIA: fuerza que aplica la máquina sobre el cuerpo sobre el que actúa

La máquina en funcionamiento mantiene en equilibrio los efectos de la potencia y la resistencia

PALANCAS

PRIMER GÉNERO SEGUNDO GÉNERO

TERCER GÉNERO

POLEAS

POLEAS FIJAS POLEAS MÓVILES

PLANO INCLINADO

UNIDAD 3 ESTÁTICA

e)Elabora un mapa conceptual de lo visto hasta el momento de forma individual y luego coméntalo con tu grupo de trabajo. f)Opina sobre las posibilidades de incluirlo en el realizado en la anterior unidad de Dinámica. Realiza en tu cuaderno las actividades 5, 7, 8 y 12( no se corrigen en clase a no ser que se planteen dudas por parte del alumno)

d) Con los tipos de máquinas representadas, hacer un cuadro con dos ejemplos de cada una de ellas indicando la correspondencia con resistencia, potencia y punto de apoyo o fulcro