Estática

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE FISICA PROGRAMA DE PERFECCIONAMIENTO FUNDAMENTAL

Jornada Enero 2001

ESTATICA
CONCEPTOS PREVIOS:

1.- FUERZA: La fuerzas se clasifican en:

a) Fuerzas de acción a distancia, son aquellas que interactúan a una cierta distancia, por ejemplo: Las fuerzas de campos gravitacionales que se ejercen entre los cuerpos como consecuencia de su masa,es de atracción y es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que las separa, si las masas son despreciables, la fuerza de interacción también lo será, pero en el caso de que una de las masas sea la tierra, esta fuerza no es depreciable, por lo tanto, cerca de la tierra, todos los cuerpos son atraídos hacia el centro con unafuerza proporcional a la masa del cuerpo, la constante de proporcionalidad es la aceleración de gravedad, cuya magnitud en el sistema internacional de medidas es g = 9.8(

m ) , cuya dirección s2

es radial y el sentido es hacia el centro de la tierra, de modo que la fuerza peso es un vector y queda expresada como:

w = mg .

m

w = mg
Tierra

Documento confeccionado por Manuel ArrietaSanhueza. Email: marrieta@lauca.usach.cl

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Las variaciones de la aceleración de gravedad con la altura, por lo tanto del peso, pueden despreciarse cuando los cuerpos permanecen cerca de la superficie terrestre.

-

Otras fuerzas a distancia son las fuerzas de campos eléctricos, las fuerzasde campos magnéticos, etc.

b) Fuerzas de contacto, son aquellas que se aplican mediante el contacto con otro cuerpo, por ejemplo: Fuerza de reacción normal, es la reacción que ejerce la superficie sobre el cuerpo ( acción y reacción) y es perpendicular a la superficie, generalmente se denomina por N. Ejemplos:

N

N
Superficie S u p e r f i c i e

N

Superficie

-

Fuerza de roce,es la fuerza contraria al movimiento o la posibilidad de este, es paralela a la superficie de contacto y se le designa por

f.

Experimentalmente se puede encontrar que existen dos tipos de fuerzas de roce, la fuerza de roce estática f s , que es aquella que se obtiene del producto entre el coeficiente de roce estático

µs

y la magnitud de la reacción normal (N), es decir,

f s = µ s Ny la fuerza de roce cinética f k , que es aquella que se obtiene del producto

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entre el coeficiente de roce cinético tanto, f k =

µk

y la magnitud de la reacción normal (N), por lo

µ k N . Paraun par de superficies dadas, generalmente µ s 〉 µ k .

Tanto la fuerza de reacción normal como la fuerza de roce son fuerzas de reacción de la superficie sobre el cuerpo. Ejemplos:

v v
Superficie

fk
S u p e r f i c i e una

fk
Superficie

fk

v

- Tensiones: Cuando un cuerpo es tirado mediante un cuerda, la cuerda ejerce

tracción denominada tensión y se designa por T. Si lacuerda es inextensible y de masa despreciable, entonces la cuerda sólo transmite la misma tensión a través de ella. Ejemplo: T2 T1

2.- TERCERA LEY DE NEWTON: La tercera ley de Newton expresa que a cada acción siempre se opone una reacción de igual módulo y dirección pero en sentido opuesto. Por lo tanto:

F12 = − F21
m1

F21
m2

Esto significa que la fuerza que ejerce el cuerpo 1 sobreel cuerpo 2 ( F12 ) es igual en módulo y dirección, pero de sentido opuesto a la fuerza que ejerce el cuerpo 2 sobre el cuerpo 1 (- F21 ).
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F12

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Como consecuencia de lo anterior se puede establecer que:...