Fuerzas y Estática: Conceptos Fundamentales y Ejemplos, Diapositivas de Física

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UNIVERSIDAD PRIVADA

“ANTENOR ORREGO”

CURSO: FISICA

TEMA: FUERZAS - ESTATICA

Profesor: M. Carnero Arroyo

I. FUERZA

• En física, la fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos. Es decir, la fuerza expresa la acción mecánica de un cuerpo sobre otro.
• Siendo la fuerza una cantidad vectorial su especificación completa requiere de: (a) una intensidad, (b) una dirección y sentido, y (c) un punto de aplicación.

I. FUERZA_

La fuerza produce dos efectos: A. Exteriores: En la estructura el efecto exterior de la fuerza F = 500 N, es las reacciones que aparecen sobre las varillas y sobre el perno. B. Interiores: El efecto interior de la fuerza F es las deformaciones y esfuerzos resultantes distribuidos en el seno del material

I. FUERZA_

Al estudiar la mecánica de los cuerpos rígidos donde se tiene en cuenta el efecto exterior podemos considerar a la fuerza como un vector deslizante es decir, goza del principio de transmisibilidad, esto es,

II. CLASES DE FUERZAS_

1. FUERZAS CONCENTRADAS. Aquellas que se consideran aplicada en un punto
2. FUERZAS DISTRIBUIDAS A q u e l l a s q u e s e c o n s i d e r a n aplicadas en una línea, un área o un volumen

III. UNIDADES DE FUERZA

• Una fuerza puede medirse comparándola con otras fuerzas conocidas, recurriendo al equilibrio mecánico, o por deformación calibrada de un resorte.
• La unidad patrón de la fuerza en el SI de unidades es el Newton (1 N)

EJEMPLO 1

Determine el ángulo θ para conectar el elemento a la placa tal que la resultante de las fuerzas FA y FB esté dirigida horizontalmente a la derecha. Determine además la magnitud de la fuerza resultante

EJEMPLO 2

La resultante de las dos fuerzas que actúan sobre el tronco de madera está dirigido a lo largo del eje x positivo y tiene una magnitud de 10 kN. Determine el ángulo θ que forma el cable unido a B tal que la magnitud de la fuerza en este cable sea un mínimo. ¿Cuál sería la magnitud de la fuerza en cada cable para esta situación?

EJEMPLO 3

Calcule las componentes horizontal y vertical de las fuerzas mostradas en la figura

EJEMPLO 4

La fuerza F de 500 N está aplicada al poste vertical tal como se indica. (a) Escribir F en función de los vectores unitarios i y j e identificar sus componentes vectoriales y escalares.

IV. DESCOMPOSICIÓN DE UNA FUERZA

2. DIRECCIONES DE LA FUERZA EN EL ESPACIO cos Fx F a = cos Fy F b = cos Fz F g =

V. FUERZA DEFINIDA POR SU MODULO Y DOS

PUNTOS DE SU LINEA DE ACCIÓN

En algunos caso la fuerza está definida por su modulo y dos puntos de su línea de acción. En este caso

2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 ˆ ˆ ˆ^ ˆ ˆ ˆ ˆ^ ˆ ˆ ˆ x y z x y z x y z MN F F F MN x x i y y j z z k F F x x y y z z d i d j d k d i d j d k F F F d d d d = l =

=

= =

uuuur r uuuur r r

EJEMPLO 6

En el sistema de fuerzas mostrado en la figura determine la magnitud y la dirección de la fuerza resultante.

EJEMPLO 7

Expresar la fuerza de 36 kN en función de los vectores unitarios i, j y k. Hallar la proyección sobre el eje x