Estatica

Facultad de Ingeniería – UNA

Teoría de Estática

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS, PRINCIPIOS Y LEYES DE LA MECANICA NEWTONIANA

¿Qué es la mecánica? Es una ciencia física, ya que trata del estudio de fenómenos físicos que describe y predice las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas. Está interesada con el comportamiento dinámico de los cuerpos sobre los queactúan las. fuerzas, como que ese comportamiento está involucrado virtualmente en todas las situaciones que confronta un ingeniero, la mecánica es el núcleo mismo de la ingeniería. Las leyes de la mecánica encuentran aplicaciones en el estudio de las máquinas y las estructuras que entraña la práctica de la ingeniería. Es el fundamento de la mayoría de las ciencias de la ingeniería. No tiene elempirismo que se encuentra en muchas de las ciencias de ingeniería y por su rigor y énfasis que se pone en el razonamiento deductivo se parece a las matemáticas. No es una ciencia abstracta, ni siquiera pura, es una ciencia aplicada. Conceptos fundamentales Espacio: Es la región geométrica donde tienen lugar los sucesos físicos de interés en mecánica y se extiende sin límites en todas direcciones.Está asociado con la noción de la posición de un punto que puede definirse, por ejemplo, mediante las coordenadas cartesianas. Tiempo: Para definir algún suceso no es suficiente el indicar su posición en el espacio, debe darse también el tiempo en que tiene lugar ese suceso. Puede definirse diciendo que es el intervalo que transcurre entre dos sucesos. Es un concepto que sirve para ordenar el flujode los sucesos. Masa: Es una propiedad fundamental de la materia y se emplea para caracterizar y comparar cuerpos basándose en experiencias físicas. La propiedad de un cuerpo que hace que este se resista a cualquier cambio de movimiento se denomina inercia y la masa es una medida cuantitativa de la inercia. Es también un factor de la atracción gravitatoria entre los cuerpos. Fuerza: Puededefinirse diciendo que es la acción de un cuerpo sobre otro y puede ejercerse por contacto directo entre cuerpos o entre cuerpos que estén separados físicamente. En la mecánica newtoniana los conceptos de espacio, tiempo y masa son magnitudes absolutas, independientes entre sí y no pueden expresarse en función de las otras o de manera más sencilla. Por otra parte en el concepto de fuerza no esindependiente de los otros tres, sino que está relacionada con la masa del cuerpo y con la manera de como varia la velocidad del cuerpo con el tiempo. Idealizaciones En el estudio de la mecánica se usan idealizaciones para simplificar la aplicación de la teoría sin que esto comprometa los resultados. Partícula: Porción de la materia que tiene masa pero no tiene forma ni tamaño, carece de dimensiones cuandoun cuerpo se idealiza como una partícula. El análisis se simplifica ya que la geometría del cuerpo no se involucra en el análisis del problema al considerarse que la masa se halla concentrada en un punto. Cuerpo rígido: Puede considerarse como la combinación de un gran número de partículas en el cual todas conservan una distancia fija entre una y otra, tanto antes como después de que se apliquenfuerzas, es decir que no puede sufrir nunca cambios de forma y dimensión manteniéndose constante su forma y dimensión en todas las condiciones de carga. Representa una idealización de la situación real ya que todos los cuerpos en mayor o menor grado se deforman cuando se someten a un sistema de fuerzas.

1 Arturo Calderon Rodrigo Verón

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Teoría de EstáticaLeyes de la mecánica newtoniana Ley del paralelogramo para la suma de fuerzas: “Dos fuerzas que actúan sobre una partícula pueden reemplazarse por una fuerza única llamada resultante”. Los efectos de estas fuerzas son los mismos que la resultante. Es una ley experimental . 1a Ley de newton: “Una partícula originalmente en reposo o moviéndose en línea recta a velocidad constante permanecerá en este...