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Unidad IIEsttica

objetivoEl alumno determinar las fuerzas en equilibrio que intervienen en un sistema mecnico industrial para asegurar su correcta aplicacin mediante el algebra vectorial.

Alfabeto griego

estticaLa esttica es la rama de la mecnica que estudia el estado de movimiento de los cuerpos que estn sometidos a una fuerza neta igual a cero, estando estos en reposo.

magnitudes escalares y vectorialesExplicar las caractersticas de las magnitudes escalares y vectoriales. Mencione las diferencias entre un recipiente con agua y un tren de pasajeros.

VARIABLERECIPIENTE CON AGUA TREN DE PASAJEROS

USO Almacenar agua Desplazar personas PESO Un kilogramoDiez Tonelada DIRECCION DE MOVIMIENTO No se mueve Siguiendo las vas SENTIDO DE MOVIMIENTO No se mueveHacia el frente

Qu podemos observar de las diferencias de los objetos mencionados? El recipiente con agua no tiene direccin, ni sentido de movimiento y el tren si tiene. El recipiente con agua no se mueve y el tren si Con lo anterior podemos afirmar que el recipiente con agua solo tiene magnitud de fuerza (peso), pero carece de direccin y sentido; y el tren de pasajeros tiene magnitud (peso), direccin y sentido.

A las cantidades fsicas que no tienen direccin, como volumen, masa o energa se representan por nmeros escalares. Mientras que a las cantidades que poseen magnitud, direccin y sentido se pueden representar por vectores.Los vectores se suelen representar por lneas, que representan su magnitud, y con terminacin en punta de flecha, que representan su direccin y sentido.

magnitudes escalaresLas magnitudes escalares son aquellas que quedan totalmente determinadas dando un slo nmero real y una unidad de medida.

Las magnitudes vectoriales no se las puede determinar completamente mediante un nmero real y una unidad de medida. Por ejemplo, para dar la velocidad de un mvil en un punto del espacio, adems de su intensidad se debe indicar la direccin del movimiento (dada por la recta tangente a la trayectoria en cada punto) y el sentido de movimiento en esa direccin (dado por las dos posibles orientaciones de la recta). Al igual que con la velocidad ocurre con las fuerzas: sus efectos dependen no slo de la intensidad sino tambin de las direcciones y sentidos en que actan.

magnitudes vectoriales

equilibrioUn objeto est en equilibrio si la resultante de las fuerzas que actan sobre el mismo es cero. Si el objeto est en movimiento, permanecer en movimiento rectilneo uniforme de acuerdo con la Primera Ley de Newton. Para que un cuerpo est en equilibrio, es necesario que la suma de todas las fuerzas que actan sobre l sea igual a cero; esto es:

FR=F1 + F2 + F3 + = 0

Centro de gravedad Centro de gravedad No puedes sostener un objeto en equilibrio contrarrestando su peso en un punto cualquiera de dicho objeto. Al punto en el cual se puede equilibrar el peso de un objeto se le llama centro de gravedad. En el centro de gravedad de un cuerpo se puede suponer que est concentrado todo el peso del cuerpo, aunque, en dicho punto podra no haber masa, como sucede en una esfera hueca.

En una esfera de densidad constante, el centro de gravedad coincide con el centro geomtrico. Consideremos dos barras: una de aluminio de densidad constante, y otra con la mitad de aluminio y la otra mitad de hierro.Si una figura geomtrica posee un centro de simetra, este punto es el centroide de la figura. Cuando se hable de un cuerpo fsico real, hablaremos de centro de masa. Si la densidad de la misma en todos los puntos, las posiciones del centroide y el centro de masa coinciden, mientras que si la densidad vara de unos puntos a otros, aquellos no coincidirn, en general.

Clasificacin del equilibrio

Un cuerpo puede apoyarse sobre el suelo, o sobre algn otro objeto. Conforme al lugar en donde est el centro de gravedad del objeto, este puede encontrarse en equilibrio estable, inestable o indiferente. Un objeto apoyado est en equilibrio estable cuando su centro de gravedad se encuentra a la menor distancia del otro cuerpo en donde se apoya, de tal forma que al ser desplazado ligeramente, el centro de gravedad vuelve a su posicin original. Si el centro de gravedad del objeto se encuentra en el punto ms alto respecto al suelo (punto de apoyo) de tal forma que al ser desplazado ligeramente no regresa a su altura original, decimos que el equilibrio es inestable.

Leyes de Newton

Las leyes de Newton, tambin conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecnica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos bsicos de la fsica y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Primera ley de Newton o ley de la inerciaLa primera ley del movimiento rebate la idea aristotlica de que un cuerpo slo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre l.

Tercera ley de Newton o principio de accin y reaccinCon toda accin ocurre siempre una reaccin igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Momento de torsin

Es preciso entender que en la ecuacin r se mide en forma perpendicular a la lnea de accin de la fuerza F. Las unidades del momento de torsin son las unidades de fuerza por distancia, por ejemplo, newton-metro (N m) y libra-pie (Ib ft).

Brazo de palancaEs el punto de apoyo de una fuerza dinmica. Que se produce por el trabajo opuesto a la fuerza esttica o en reposo.