Apuntes De Estatica

UNIDAD I. Análisis de la partícula Introducción:
La Mecánica es la rama de la física que estudia el estado de reposo o movimiento de los cuerpos los cuales están sometidos a la acción de las fuerzas. La mecánica para su estudio se subdivide en tres ramas que son: La mecánica del cuerpo rígido, mecánica del cuerpo deformante y mecánica de fluidos. La mecánica del cuerpo rígido para su estudio sedivide en estática y dinámica. En este libro se tratará el estudio de la estática, entendiéndose por esta la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de los cuerpos sujetos a la acción de fuerzas. Un cuerpo está en equilibrio cuando está en reposo y si se mueve lo hace con velocidad constante. La dinámica estudia el movimiento de los cuerpos los cuales adquieren una aceleración bajo laacción de una fuerza. La estática se considera como un caso particular en el estudio de la dinámica, pues se dice que cuando un cuerpo que está en movimiento y su aceleración es cero, entonces este se mueve con velocidad constante por lo tanto el cuerpo está en equilibrio. El estudio de la estática requiere un tratamiento especial ya que en el caso de la ingeniería, muchos diseños de los cuerpos uobjetos que se requiere estudiar, se necesita que dichos cuerpos se encuentren en equilibrio.

Conceptos básicos.
Antes de comenzar el estudio de la estática es necesario entender el significado de ciertos conceptos y principios fundamentales. Magnitudes básicas. Las siguientes cuatro magnitudes se utilizan en el estudio de la mecánica: Longitud Tiempo: El tiempo es un parámetro (magnitud escalar)que se utiliza para distinguir una sucesión de eventos que surgen en un espacio. Aunque los principios de la estática son independientes del tiempo, esta magnitud juega un papel importante en el estudio de la dinámica. Masa: Es una magnitud escalar y se considera una propiedad de la materia Fuerza: Es una magnitud vectorial y se define como el agente externo a un cuerpo que al actuar sobre él escapaz de modificar el estado de movimiento del cuerpo. Las fuerzas pueden ser de contacto o de acción a distancia. 1

Como la fuerza es una magnitud vectorial se caracteriza por tener magnitud, dirección, sentido y un punto de aplicación. Algunos otros conceptos y principios fundamentales son los siguientes: Sistema de referencia. Es un sistema de coordenadas cartesianas que se utiliza como basepara iniciar el estudio del movimiento de los cuerpos, normalmente para el análisis de la acción de una fuerza sobre un cuerpo, se considera el punto de aplicación de esta al origen del sistema de referencia. Partícula: Una partícula es un cuerpo que tiene masa, pero el cual siempre se puede tomar un sistema con ayuda del cual se puede analizar las características y el movimiento del cuerpo yconsiderar las dimensiones de este como despreciables. Por ejemplo todo cuerpo que está en el interior de la tierra, el tamaño del cuerpo comparado con el de la tierra se considera despreciable, en este ejemplo para el estudio de las características del movimiento del cuerpo el sistema de referencia se coloca en la tierra. Cuerpo rígido: Un cuerpo rígido puede ser considerado como una combinación deun gran número de partículas en la que todas las partículas permanecen una distancia fija unas de otras antes y después de aplicar una carga. Como resultado, las propiedades del material de cualquier cuerpo que se suponga rígido no tendrán que considerarse al analizar las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. En la mayoría de los casos, las deformaciones reales que ocurren en máquinas, mecanismos yestructuras similares son relativamente pequeñas, y la hipótesis de cuerpo rígido es la adecuada para el análisis. Inercia: Es la capacidad que tiene un cuerpo para mantener su estado de equilibrio, es decir, mantenerse en reposo y si este se mueve bajo la acción de fuerzas lo hace con una velocidad constante (aceleración cero).

Leyes fundamentales del movimiento:
Todo el estudio del...