Equilibrio en los solidos

TEMA 2 EQUILIBRIO EN LOS SÓLIDOS.
TEMA 2 EQUILIBRIOS EN LOS SÓLIDOS
1. SÓLIDOS RÍGIDOS Y SOLIDOS DEFORMABLES.
El concepto físico de sólido corresponde a aquel estado de agregación de la materia en
el que las fuerzas de cohesión entre partículas (átomos, iones, moléculas) son tan grandes que
éstas ocupan posiciones fijas (aceptando los posibles movimientos de vibración debidos a la
agitacióntérmica) y mantienen una distancia constante entre ellas. Por tanto, un cuerpo sólido
ha de poseer una estructura de orden (estructura cristalina) que en algunos casos es
apreciable externamente (forma cristalina).
Evidentemente, y así lo demuestra la experiencia, existen factores diversos que pueden
modificar esa distancia entre partículas y, en consecuencia, alterar el volumen el cuerpo.Por
ejemplo, las dilataciones, que son consecuencia de un aumento de temperatura o el de las
compresiones o alargamientos debidos a esfuerzos de tracción.
En Mecánica el concepto de sólido es más amplio y, sin atender demasiado a
microestructuras atómicas o moleculares, se relaciona con el comportamiento del cuerpo
frente a las fuerzas exteriores a las que se somete.
Según este comportamientolos sólidos pueden ser:
a) Deformables, si al aplicarles una fuerza exterior se deforman con facilidad. Si la
deformación producida es permanente, se les denomina sólidos plásticos; si únicamente se
genera mientras actúa la fuerza deformadora y los cuerpos, al cesar ésta, recobran la forma y
el volumen primitivos, en este caso se les llama elásticos.
En realidad no existen cuerposperfectamente elásticos en la totalidad de su
comportamiento ante las fuerzas exteriores, puesto que siempre habrá un límite (límite de
elasticidad) a partir del cual el cuerpo sufre una deformación permanente (plástica)
b) Indeformables o rígidos, si las distancias entre sus partículas constituyentes
permanecen invariables con el tiempo, cualesquiera que sean las fuerzas exteriores actuantes.
Al igualque sucedía con los cuerpos elásticos, no existen sólidos completa o totalmente
rígidos, pues siempre habrá fuerzas exteriores capaces de deformarlos.
La experiencia nos demuestra que si se tiene un sólido en equilibrio y después se le
aplican dos fuerzas opuestas en puntos diferentes, siempre que pertenezcan a la misma línea
de acción, el cuerpo no altera su equilibrio.
Este fenómeno nospermite entender que las fuerzas aplicadas a sólidos rígidos se
comportan como vectores
deslizantes, afirmándose que
sistemas de fuerzas exteriores
vectorialmente equivalentes
producen efectos idénticos en
sólidos indeformables.
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TEMA 2 EQUILIBRIO EN LOS SÓLIDOS.
2. EQUILIBRIO. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA ESTÁTICA.
Un cuerpo está en equilibrio cuando su aceleraciónes nula. Esto implica que si está en
reposo continuará indefinidamente en reposo, y si esta en movimiento, este habrá de ser
rectilíneo y uniforme.
La Estática es la parte de la Física que estudia las fuerzas cuando existe equilibrio entre
ellas o, mejor aún, cuando conducen a situaciones de equilibrio. Para ello, es necesario que la
resultante general y el momento resultante de todas lasfuerzas aplicadas al cuerpo sean
nulos.
Por tanto se puede definir la Estática como la parte de la física que tiene por objeto
determinar la resultante general y el momento resultante de todas las fuerzas que actúan
sobre un cuerpo para establecer en él las condiciones de equilibrio.
La Estática se basa en una serie de principios evidentes:
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Una fuerza sola actuando sobre un cuerpo noproduce equilibrio. Se supone que el
cuerpo – sólido rígido- está libre; en el caso de que estuviera sometido a enlaces
(sólido ligado) aparecerían otras fuerzas y podrían acarrear una situación de
equilibrio.
Por ejemplo. Si aplicamos una fuerza a un bloque grande de hierro apoyado en el
suelo y en reposo, seguirá en reposo. Ello es debido a que la fuerza aplicada se
opone otra fuerza: la...