Estática y Fuerzas: Conceptos Fundamentales del Equilibrio Mecánico

Conceptos Fundamentales de Estática y Fuerzas

Estática y Propiedades de las Fuerzas

Estática

La Estática es la rama de la mecánica que se ocupa del estudio del equilibrio de los cuerpos.

Fuerza como Magnitud Vectorial

El efecto que una fuerza produce al actuar sobre un cuerpo no solo depende de su valor o módulo, sino también de su dirección y su sentido. Estos tres factores nos permiten afirmar que la fuerza es una magnitud vectorial.

Elementos de una Fuerza

1. El punto de aplicación: Es el lugar donde se supone aplicada la fuerza y corresponde al origen del vector.
2. La dirección: Queda determinada por la línea de acción que contiene el vector. Puede ser horizontal, vertical u oblicua.
3. El sentido: Está indicado por el extremo de la flecha, opuesto al punto de aplicación.
4. La magnitud o módulo: Es la longitud de la recta que representa al vector, de acuerdo con una escala seleccionada.

Cuerpo Rígido

Un cuerpo rígido es aquel que solo se deforma bajo la acción de fuerzas muy grandes.

Fuerza como Vector Deslizante

Una fuerza aplicada a un sólido rígido se puede trasladar en la misma dirección, sobre su misma línea de acción, sin que esto varíe el efecto que produce.

Centro de Masa

El centro de masa es un punto en el cual debe aplicarse una fuerza exterior para que solo le produzca un movimiento de traslación.

Operaciones y Condiciones de Equilibrio

Composición de Fuerzas

La composición de fuerzas es el proceso en el cual dos o más fuerzas, llamadas componentes, son sustituidas por una única fuerza, denominada resultante, capaz de producir el mismo efecto que las fuerzas sustituidas.

Descomposición de Fuerzas

La descomposición de fuerzas es el proceso en el cual una fuerza, denominada resultante, puede ser sustituida por varias fuerzas, llamadas componentes, capaces de producir el mismo efecto que la fuerza original.

Fuerzas Paralelas

Dos o más fuerzas son paralelas cuando sus líneas de acción son paralelas.

Condición de Equilibrio de Traslación

Una condición de equilibrio de traslación se cumple cuando la suma algebraica de las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo es igual a cero.

Momento o Torque de una Fuerza

Se denomina momento o torque de una fuerza F con respecto a un eje de giro 'O' a la magnitud medida por el producto de la fuerza F (perpendicular a la línea que une el eje de rotación con el punto de aplicación de la fuerza) por la distancia 'b' que existe entre el eje de rotación y el punto de aplicación de la fuerza.

Equilibrio de Rotación

El equilibrio de rotación se produce cuando la suma algebraica de los momentos de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a cero.

Equilibrio Completo

Un cuerpo rígido está en equilibrio completo o equilibrio mecánico cuando se encuentra simultáneamente en equilibrio de rotación y en equilibrio de traslación.