Capítulo1_Equilibrio del Punto Material

Autor Ing. Raúl Salvador LLano

CAPITULO 1

EQUILIBRIO DEL PUNTO MATERIAL.

1.1.- CONCEPTOS INICIALES.Mecánica es la parte de la física que estudia las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo
la acción de las fuerzas. La mecánica clásica describe el comportamiento de los cuerpos a nivel macroscópico clasificándolos al efecto en rígidos, deformables y fluidos.
Nos ocuparemos de losprimeros, es decir de cuerpos ideales, indeformables, caracterizados por la invariabilidad de la distancia entre dos cualesquiera de sus puntos. Esta hipótesis no se cumple en la realidad
pero resulta útil dado que, en muchas de las aplicaciones de la ingeniería, las deformaciones que sufren
los cuerpos utilizados son muy pequeñas frente a sus dimensiones de forma tal que no alteran suestabilidad, es decir su posición de equilibrio cuando está en reposo, o las características del movimiento cuando
se encuentren en este estado.
La mecánica de los cuerpos rígidos se divide en estática y dinámica. La estática estudia las condiciones
que deben satisfacer las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema material para mantenerlo en estado
de reposo o equilibrio. La dinámica estudia lasrelaciones de dependencia entre el movimiento de los
cuerpos y las fuerzas que lo originan.
La mecánica trabaja con cuatro conceptos básicos: espacio, tiempo, masa y fuerza; dos de los cuales
son los que utiliza la estática: espacio y fuerza.Al espacio lo concebimos como el medio universal en el cual se localiza, o puede localizarse, la materia.
Lo percibimos a través de nuestros sentidos y desde el puntode vista del estudio de la mecánica lo asociamos a la posición que en él ocupa un cierto punto A, que queda determinada por las distancias del
mismo a tres planos ortogonales entre sí pasantes por un punto de referencia u origen O. Las tres distancias indicadas se designan coordenadas del punto A.
El concepto de fuerza expresa la capacidad de un cuerpo para producir un efecto o acción físicasobre otro
cuerpo. Puede ser transmitida por contacto directo o ejercida a distancia. El empuje del agua o de la tierra,
la presión del viento, el rozamiento son ejemplo de las primeras, en cambio las fuerzas gravitacionales o
magnéticas lo son de las segundas. Son magnitudes físicas que quedan determinadas por su intensidad,
dirección, sentido y el punto de aplicación cuando actúan sobre un cuerpodeformable; en cambio actuando sobre cuerpos rígidos, es suficiente conocer un punto cualquiera de su recta de acción. En el primer
caso se las representa por un vector aplicado y por un vector axil cuando al cuerpo se lo supone rígido.
En determinados problemas de la mecánica hay cuerpos - o partes de un cuerpo - de los cuales puede
obtenerse una imagen simplificada imaginando su masa reunida en unsolo punto. Por ejemplo si un cuerpo rígido está animado de movimiento de traslación, las características de éste quedan determinadas para
todos sus puntos cuando se conocen las de uno cualquiera de ellos - el centro de gravedad por ejemplo ya que todos recorren trayectorias iguales con iguales características instantáneas de velocidad y aceleración. A este punto donde imaginamos reunida la masatotal del cuerpo, o de parte de ella, lo llamamos
punto material.- Esto se puede generalizar al estudio de problemas mecánicos si imaginamos al cuerpo
formado por un número muy elevado de puntos materiales en los que se concentran masas finitas muy
pequeñas.- Se puede entonces considerar al cuerpo rígido constituido por un gran número de puntos
materiales o partículas que ocupan posiciones fijasentre sí.-

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Estática aplicada. Autor Ing Raúl Salvador LLano

1.2.- PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA ESTÁTICA.Recordemos que se designa como principio físico a una ley universal obtenida empíricamente. Los principios físicos se verifican experimentalmente pero no son demostrables mediante razonamientos.
El estudio de la estática se funda en cuatro principios físicos llamados principios...