fisica

Notas del curso de Física General
Profesor F. Eliseo Rivera Silva

24 de agosto de 2012

Índice

I

Estática de la partícula

1

1. Conceptos básicos

1

1.1.

El concepto de Fuerza

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.2.

La estática en el contexto de la mecánica clásica

1.3.

Formalización del concepto de Fuerza:

. . . . . . . . .

La Fuerza esun vector

2
2
3

1.3.1.

¾Pero qué es un vector?

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.3.2.

Suma de vectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.3.3.

Operaciones con vectores usando sus componentes ortog-

1.3.4.

Producto escalar de dos vectores

onales (rectangulares). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . .

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Parte I

Estática de la partícula
1.

Conceptos básicos
La estática es el estudio de fuerzas actuando sobre cuerpos que están en equi-

librio. Para investigar problemas de estática es necesario primero familiarizarnos
con algunos términos y conceptos como:
Primera Ley de Newton y el concepto de Fuerza
Mecánica Clásica
Revisión del concepto de partícula
Formalización delconcepto de fuerza
Segunda Ley de Newton

1

Tercera ley de Newton: Ley de acción y reacción
Diagrama de cuerpo libre

1.1.

El concepto de Fuerza

¾Cómo interactúan los cuerpos con su ambiente?
La primera Ley de Newton nos ayuda a responder la pregunta anterior:
 Todo cuerpo permanecerá en estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a menos que un agente externo modique eseestado . A dicho agente le
llamaremos fuerza.

Figura 1: Ejemplos de distintos tipos de fuerza: tensión, atracción gravitacional,
compresión.

El concepto de fuerza puede ser tomado de la vida cotidiana. Aunque las
fuerzas no pueden ser observadas directamente, estamos familiarizados con sus
efectos. Por ejemplo, un resorte se estira cuando lo usamos para colgar un objeto. Si se supone que lagravedad y sus efectos son conocidos de la experiencia,
podemos caracterizar una fuerza que es comparable a la gravedad. En estática particularmente, los cuerpos en reposo son investigados. De la experiencia
sabemos que si un objeto está sujeto únicamente al efecto de la gravedad, éste
cae. Para prevenir que caiga, es decir para mantenerlo en equilibrio, necesitamos
ejercer una fuerza sobreél, por ejemplo podemos sujetarlo con nuestra propia
fuerza muscular.

1.2.

La estática en el contexto de la mecánica clásica

La mecánica clásica es una formulación de la mecánica para describir mediante leyes el comportamiento de cuerpos físicos macroscópicos en reposo y a
velocidades pequeñas comparadas con la velocidad de la luz.

Existen varias formulaciones diferentes, en mecánicaclásica, para describir
un mismo fenómeno natural que, independientemente de los aspectos formales
y metodológicos que utilizan, llegan a la misma conclusión.
La mecánica vectorial, deviene directamente de las leyes de Newton, por eso
también se le conoce como mecánica newtoniana. Es aplicable a cuerpos que se

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mueven en relación a un observador a velocidades pequeñas comparadas con lade la luz. Fue construida en un principio para una sola partícula moviéndose en
un campo gravitatorio. Se basa en el tratamiento de dos magnitudes vectoriales
bajo una relación causal: la fuerza y la acción de la fuerza... El análisis y síntesis
de fuerzas... constituye el método básico de la mecánica vectorial. Requiere del

1 2

uso privilegiado de sistemas de referencia inercial .1.3.

Formalización del concepto de Fuerza:

un vector

La Fuerza es

Una fuerza es caracterizada por tres propiedades: magnitud, dirección(sentido),
y punto de aplicación. Una cantidad determinada por su magnitud y dirección es
llamada vector. En lo que sigue denotaremos a una cantidad vectorial como

→
−
A

−
→
A,

es decir,
es un vector. También en ocasiones usaremos...