Apuntes De Estatica

APUNTES DE ESTATICA
2009
ACER
07/09/2009

MECANICA Y ESTATICA

El subnivel mas elemental es la mecánica, la cual estudia a las fuerzas y sus efectos. La mecánica elemental se divide en: estática que es el estudio de los objetos en equilibrio y dinámica que es el estudio de los objetos en movimiento. Los resultados de la aplicación de la mecánica elemental se aplican en todos los camposde la ingeniería para el diseño de las estructuras.
LEYES DE NEWTON
1º LEY DE NEWTON
Cuando las sumas de las fuerzas que actúan sobre una partícula es igual o su velocidad es constante se dice que la partícula se encuentra en reposo o en equilibrio.



.: ∑F = 0
F1 + F2 + F3 + … + Fn = 0

2º LEY DE NEWTON
Cuando la suma de las fuerzas es diferente de 0el cambio en la cantidad de movimiento es igual al producto de la masa por la aceleración.


F = m*a .: ∑F = 0

3º LEY DE NEWTON

A toda acción corresponde una reacción de igual magnitud pero de sentido contrario.

F1 + (- F2) = 0 .: F1=F2

Para determinar cualquier fuerza es necesario manejar adecuadamente el sistema internacional de unidades para lo cualestas son ls unidades:
Longitud (m) Area (m2)
Volumen (m3) Masa (kg)
Tiempo (s) Fuerza(N)
Presion (Pa)
Unidad | S.I. | EQUIVALENCIA/ VALOR NUMERICO |
LONGITUD | 1 m | 100Cm | 0.001=10-3Km | 39.37in/plg/’’ | 3.2881Ft/pie/’ | 1x1010=1010Aº (amstrong) |
AREA | 1m2 | 10000=104Cm2 | 1550in2/pgl2 | 10.76Ft2/pie2 | 1.45x10-4Lbf/plg2 | |
MASA | 1kg | 1000=103Gr | 2.205lb(masa) |35.27Oz(onza) | 6.85x10-2Slug | 6.024x1026Uma |
TIEMPO | 1 s | 3.169x10-8Año | 1.157x10-5Dia | 2.778x104Hora | 1.667x10-2Minutos | |
FUERZA | 1N (kg·m/s2) | 105Dina (gr·m/s2) | 0.2248lb(fuerza) | 7.233Poundal | 102gr f | 0.102kr f |
PRESION | 1Pa (N/m2) | 9.689x10-4atm | 10Dinas/cm2 | 4.015x10-3Plg de agua | 7.501x10-4Plg de agua | 7.501x10-4mm de Hg |

1 bar = 1x105 Pa
1Mpa = 1x106 Pa
1milla = 1609m = 1.609km
1 m3= 2.642x102 galones
1 ft= 12 pulgadas
1 slug= 14.59 kgf
Ejercicios :
1) 3m a plg
3 m = 118.11 plg

2) 57 plg a ft
57 plg = 4.75 ft

3)65 kg a lbm
65 kg =143.32 lbm

4)877.5 lbm a gr
877.5 lbm =397959.18 gr

5)980 kgf a N
980 kgf = 9607.84 N

6) Si un corredorolímpico corre 100 metros en 10 segundos su velocidad promedio es de 10m/s ¿cual es su velocidad en milla/hora?
100m/10s .: v= 10 m/s

10m/s =22.37 millas /hora

7)Los trenes de baja velocidad empezaron a correr en tokio y osaca en 1968. Si un tren de bala viaja a 240km/h ¿Cuál es su velocidad en millas por hora?

240km/h =149.16 millas/h

8) Expresar ensistema internacional la densidad de una muestra de material la cual es 0.025 lb/plg3 (peso volumétrico).

0.025 lb/plg3 = 691.87 kg /m3

9) la velocidad de la luz al vacio es de 186000 m/s ¿Cuál es su velocidad en ft/minuto?

186000 m/s = 36390339.89 ft/m

FUERZA
E s la acción que ejerce un cuerpo sobre otro esta se desarrolla mediante contacto físico o gravitacional.Los sistemas de fuerzas se pueden dar en el plano en 2 dimensiones x, y, también se puede dar en el espacio en el plano x, y, z
Plano Espacio



DESCOMPOSICION DE FUERZAS
Cuando una fuerza no se encuentra sobre los planos x, y, o z, es necesario descomponer la fuerza en componentes del eje ya sea mediante el uso de ángulos o coordenadas.
EJEMPLO:
F1=25 T
F2= 3800kg
F3=1109lb
F4= 68N
Primero transformamos a un solo termino y lo descomponemos después de tenerlo en la unidad deseada.

F1= 25000kgf (1N/0.102 kgf) = 245098.04 N
Sen θ= F1x/ F1
F1x= 245098.04 (sen 29º)= 118825.89 N
F1y=245098.04 (cos 29º)= 214367.58 N
F2 = 3800kgf (1N/0.102 kgf) = 37254.9N
F2x = 37254.9(sen 62º)= 32894.13 N
F2y= 37254.9( cos 62º ) = 17490.12 N
F3= 1109 lb (1 N/ 0.2248 lbf) =...