Unidad 2 ESTATICA DE PARTICULAS Una parte importante

Unidad 2. ESTATICA DE PARTICULAS

Una parte importante de la Física trata de los objetos y sistemas que se encuentran en reposo y que permanecen en este estado. A esta rama de la física se le llama Estática. Ahora es preciso tener en cuenta las fuerzas y su acción sobre los cuerpos. Por tanto, es importante conocer los puntos de aplicación de dichas fuerzas, ya que de ellos depende el tipo de movimiento o el reposo resultante. http: //www. her. itesm. mx/academia/profesional/cursos/fisica_2000/Fisica 1/Estatica. htm.

La Fuerza Una fuerza es un “empuje” que se caracteriza por medio de una magnitud, dirección y punto de aplicación. El estudio de las fuerzas depende, en su gran mayoría, de la estructura algebraica de los vectores.

Vectores Un vector es utilizado para representar una magnitud física el cual necesita de un “valor” y una dirección para quedar definido. Las figuras a) y b) muestran la representación gráfica de un vector en R 2 y R 3, respectivamente. Figura a). Figura b). Así, tenemos que las fuerzas en mecánica son de naturaleza vectorial.

Componentes rectangulares de una fuerza (F) Es conveniente descomponer una fuerza en sus dos componentes perpendiculares entre sí y Fy rectángulo θ Fx x componentes rectangulares Si se representa con F la magnitud de la fuerza F y con θ el ángulo entre F y el eje x medido en la coordenada positiva, se pueden expresar las componentes escalares de F como sigue:

La resultante de un número de vectores semejantes es aquel vector que tendrá el mismo efecto que todos los vectores juntos. Suma grafica de vectores (Método del polígono) Método del paralelogramo (para sumar dos vectores) http: //raulcaroy. iespana. es/FISICA/04%20 vectores. pdf

Resultante de fuerzas concurrentes (suma vectorial de fuerzas) Q P P S R S A Q Fuerzas coplanares A “Regla del polígono”

R P Método del paralelogramo Q

Método del triangulo α 2 R Ley de los cosenos a θ α 1 Angulo opuesto a R b Ley de los senos

La magnitud F de la fuerza se puede obtener al resolver una de las ecuaciones escalares Fx y/o Fy o al aplicar el teorema de Pitágoras: Cuando tres o mas fuerzas coplanares actúan sobre una partícula, las componentes rectangulares de su resultante R se pueden obtener al sumar las componentes de las fuerzas:

Componentes rectangulares de una fuerza en el espacio y B Fy A F θy Fx O Fz z Fh x C Vector unitario Cosenos directores de F

Vector unitario es un vector de módulo uno (valor = 1), el cual no tiene unidades. En ocasiones se lo llama también vector normalizado. Los vectores asociados con las direcciones de los ejes coordenados cartesianos x, y, z se designan por i, j, k, respectivamente.

¿Y si la fuerza resultante es cero? “Si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre una partícula es cero, la partícula se encuentra en equilibrio” Descomponiendo cada fuerza F en sus componentes rectangulares: Por lo tanto se concluye que las condiciones necesarias para el equilibrio de una partícula son:

¿QUÉ CONDICIONES SON NECESARIAS PARA QUE UN OBJETO PERMANEZCA EN REPOSO? 1 ra CONDICIÓN DEL EQUILIBRIO "Para que un objeto se mantenga en equilibrio, la suma vectorial de las fuerzas horizontales ( Fx) que actúan sobre él han de ser cero y la suma de las fuerzas verticales ( Fy) también han de ser cero". 2 da CONDICIÓN DEL EQUILIBRIO "Para que un objeto este en equilibrio, ha de ser cero la suma de los momentos de torsión que actúan sobre él. "( t = 0) (par de torsión) http: //www. her. itesm. mx/academia/profesional/cursos/fisica_2000/Fisica 1/Estatica. htm.

Momento fuerza o torca Hay fuerzas que son aplicadas a una cierta distancia del punto O. Estas fuerzas pueden ocasionar que un cuerpo gire respecto a un punto y respecto a un eje. A esto se le llama momento fuerza (MO) o torca ( ). Los momentos fuerza tienen una representación vectorial.

La torca o momento de torsión, es una medida de la efectividad de la fuerza para que ésta produzca una rotación alrededor de un eje. Donde r es la distancia radial desde el eje al punto de aplicación de la fuerza y θ es el ángulo agudo entre las direcciones de y de Con frecuencia esta definición se escribe en términos del brazo de palanca de la fuerza, que es la distancia perpendicular desde el eje a la línea de acción de la fuerza. El brazo de palanca es igual a r sen θ: Brazo de palanca Línea de fuerza

1ª ley del movimiento de Newton “Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es cero, la partícula permanecerá en reposo (si originalmente estaba en reposo) o se moverá con velocidad constante en línea recta (si originalmente estaba en movimiento). ” (ley de la inercia)

El Teorema de Pitágoras establece que en un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa (el lado de mayor longitud del triángulo rectángulo) es igual a la suma de los cuadrados de los dos catetos (los dos lados menores del triángulo rectángulo: los que conforman el ángulo recto). Si un triángulo rectángulo tiene catetos de longitudes a y b , y la medida de la hipotenusa es c , se establece que:

TIPOS DE FUERZA Fuerza interna: es aquella acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo que son dirigidas hacia el exterior, como por ejemplo cuando hay diferencia de presiones y el interior de un objeto es de mayor presión, procede hinchar el objeto. Fuerza externa: son las que se ejercen sobre un cuerpo desde el exterior. Por ejemplo: La que se hace sobre una caja para desplazarla y cambiarla de lugar. http: //www. lorenzoservidor. com. ar/facu 01/modulo 1. htm

PRODUCTO PUNTO O ESCALAR Es el producto de las magnitudes de dos vectores y el coseno del ángulo θ formado entre ellos. θ A B = AB cosθ

PRODUCTO CRUZ, ESCALAR O VECTORIAL Ax. B=C El vector C tiene un dirección perpendicular al plano que contiene a A y B de manera tal que C se especifica mediante la regla de la “mano derecha” C θ A B C = A x B = AB senθ