ESTÁTICA.DINAMICA Y GRAVITACION

ESTÁTICA, DINÁMICA Y GRAVITACIÓN

ESTÁTICA.LAS FUERZAS

La Estática es la parte de la física que estudia el equilibrio de fuerzas, sobre un cuerpo en reposo.
1- FUERZAS
Fuerza es aquella causa capaz de producir cambios en el movimiento de los cuerpos o de cambiar su forma.
Las fuerzas pueden actuar de dos modos: a distancia o por contacto.
Son fuerzas a distancia: la fuerzagravitatoria, que se produce entre las masa de los cuerpos (ej: el Sol atrae a la Tierra), y la fuerza electromagnética, que aparece entre cuerpos con carga eléctrica y/o magnética (ej: las partículas con carga eléctrica, se atraen o se repelen con una fuerza eléctrica; dos imanes se atraen o se repelen, con una fuerza magnética). Son fuerzas de contacto, aquellas que actúan por contacto o fricción entrecuerpos.
Efecto de las fuerzas: las fuerzas producen dos tipos de efectos sobre los cuerpos:
1. Las fuerzas producen deformaciones: las fuerzas deforman los cuerpos. Según el tipo de deformación producida, los cuerpos se clasifican en, plásticos, si la deformación es permanente (ej: plastilina), y elásticos, si recuperan su forma inicial una vez que cesa la fuerza ( ej: un muelle). Si elcuerpo se rompe antes de deformarse se llama rígido.
2. Las fuerzas producen variaciones en la velocidad de los cuerpos. Cómo la variación de la velocidad viene dada por la aceleración, se deduce que las fuerzas son las responsables de las aceleraciones.
1.1- MEDIDA DE LAS FUERZAS. LEY DE HOOKE:
En los cuerpos elásticos (muelles) existe una relación entre la fuerza aplicada y la deformaciónproducida. Esta relación se conoce como ley de Hooke, que dice que la deformación (o alargamiento) de un muelle, es proporcional a la fuerza aplicada en uno de sus extremos.



Matemáticamente: k = constante elástica del muelle (su unidad es el N/m)
Para medir las fuerzas, se utilizan unos dispositivos basados en la ley de Hooke, llamados dinamómetros. Consisten en un cilindro con un muelleen su interior, que se alarga por la acción de las fuerzas. El muelle lleva un índice que se desliza sobre una escala graduada en newton.


Unidades de fuerza: la unidad de fuerza en el S.I. es el Newton (N). Otra unidad muy utilizada es el kilopondio (kp) o kilogramo-fuerza (kg-f). La equivalencia entre ambas es, 1 kg-f = 1 kp = 9,8 N
Actividades:
1- Un muelle mide 15 cm en reposo, y 20 cmcuando se cuelga de él un peso de 5 N. ¿Cuánto medirá si le colgamos un peso de 20 N? ¿Qué alargamiento se producirá si le colgamos un peso de 30 N?
2- Al colgar pesos de 1, 3, 5 y 7 N a un muelle de 10 cm, se estira hasta 12, 16, 20 y 24 cm respectivamente: a) Ordena los datos en una tabla y representa la gráfica F- (l-l0); b) Calcula su constante elástica, k; c) Si se alarga hasta los 30 cm,¿cuál es la fuerza aplicada? Y si colgamos un peso de 10 N, ¿cuánto se estirará?

1.2- CARÁCTER VECTORIAL DE LAS FUERZAS:
La fuerza es una magnitud vectorial, es decir viene definida por un vector con las siguientes características:
Modulo ó intensidad : nos da el valor de la fuerza. Ej: 2 N
Dirección: viene dada por la línea que contiene el vector.
Sentido: viene dado por la punta de flechadel vector.
Punto de aplicación: es el otro extremo del vector. Este punto lo hacemos coincidir con el centro de gravedad del cuerpo sobre el que actúa.



2- COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS

2.1- COMPOSICIÓN DE FUERZAS:
Cuando dos o más fuerzas actúan sobre un cuerpo, el efecto producido es el mismo que el que produce una fuerza, que sea la sumavectorial de todas ellas, que llamaremos fuerza resultante
* Calculo de la fuerza resultante:
A) Fuerzas concurrentes: son aquellas que tienen el mismo punto de aplicación.
A.1) Fuerzas concurrentes con la misma dirección: la tiene la misma dirección que las fuerzas componentes. Para determinar su sentido y su módulo, distinguimos entre dos casos:
- Si las fuerzas tienen el mismo...