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CAPITULOIII: FUERZAS – ESTÁTICA
MECÁNICA.- La Mecánica es una parte de la Física cuyo objetivo es estudiar todas las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos. La mecánica se clasifica: Cuerpos Rígidos Sólidos Mecánica Cuerpos deformables Fluido A su vez la mecánica de solidos se clasifica en: Estática (fuerza) Mecánica (sólidos) Cinemática Dinámica Estática.- Es una de las partes de la mecánica que estudia las condiciones de equilibrio.
Fuerza: La fuerza proviene de un concepto primitivo relacionado con la acción de tracción o presión que ejerce un cuerpo sobre otro. La fuerza es aquella que es capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos. La fuerza también se define como la medida de la interacción que existe entre dos o más cuerpos. La unida es el Newton: NEWTON N = Kg. m/ S^2 COMPONENTES RECTANGULARES DE LA FUERZA La fuerza por ser una magnitud vectorial al igual que un vector se puede descomponer en sus componentes rectangulares así: A) En el plano : Y F y (^) 𝐹⃗ θ F x X 𝐹⃗ = 𝐹𝑥𝑖̂ + 𝐹𝑦𝑗̂
La expresión vectorial será: 𝐹⃗ = 𝐹𝑥𝑖̂ + 𝐹𝑦𝑗̂ + 𝐹𝑧𝑘̂ Donde: i = ( 1 , 0 , 0 ) J = ( 0 , 1 , 0 ) K = (0, 0 , 1 ) La magnitud será: |𝐹⃗ | = 𝐹 = √𝐹𝑥^2 + 𝐹𝑦^2 + 𝐹𝑧^2 La dirección de la fuerza en el espacio, se determina aplicando los cosenos directores. RESULTANTE DE FUERZAS La fuerza resultante se determina por:
Descomponiendo vectorialmente cada fuerza, la resultante será: 𝐹⃗ = 𝑅⃗ = (∑ 𝐹𝑙𝑥 𝑛 𝑙= 1
𝑛 𝑙= 1
𝑛 𝑙= 1
MOMENTO DE UNA FUERZA
Una fuerza aplicada a un determinado cuerpo produce un movimiento de traslación, rotación o mixto (rotación y traslación). Al efecto de la fuerza que hace de que el cuerpo realice el movimiento de rotación se denomina como momento o torque de la fuerza. 𝑀⃗⃗⃗ 𝐹⃗ O θ 𝑟⃗ “0” punto de giro: 𝑟⃗ = 𝑥 𝑖̂ + 𝑦 𝑗̂ + 𝑧𝑘̂ 𝐹⃗ = 𝐹𝑥𝑖̂ + 𝐹𝑦𝑗̂ + 𝐹𝑧𝑘̂ Matemáticamente el vector momento se define por: 𝑀⃗⃗⃗ = 𝑟⃗ 𝑥 𝐹⃗
𝐹⃗ = ∑^ 𝑛 𝑙= 1 𝐹⃗𝑙= 0 Equilibrio de traslación b) Equilibrio de un cuerpo Rígido .- Todo cuerpo rígido (masa continua), se encuentra en equilibrio cuando cumple las siguientes dos condiciones. 1º 𝐹⃗ = ∑^ 𝑛 𝑙= 1 𝐹⃗𝑙= 0 (Equilibrio de traslación) 2º 𝑀⃗⃗⃗ = ∑^ 𝑛 𝑙= 1 𝑀⃗⃗⃗𝑙= 0 (Equilibrio de rotación)
