EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDOESTÁTICA E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A Es un área de la Mecánica que Abarca el Estudio del Equilibrio, tanto del conjunto de un cuerpo, como de sus partes constituyentes, es decir, incluye el todo, como también las porciones elementales de la materia sometidas a diversas fuerzas. En Estática, se usa con frecuencia la palabra reacción al hablar de cuerpos en equilibrio. La Estática es la parte de la física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento no acelerado. Su objeto es determinar la fuerza resultante y el momento resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para poder establecer sus condiciones de equilibrio. LEYES DE NEWTON E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 1ª Ley de Newton o ley de la inercia: Un cuerpo permanecerá en un estado de reposo o de movimiento uniforme, a menos de que una fuerza externa actúe sobre él. LEYES DE NEWTON E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 2ª Ley de Newton: Siempre que una fuerza actúe sobre un cuerpo produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa. La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. F = m*a. cuando una persona ejerce una fuerza contra una pared (Acción). Para el caso de la ilustración mostrada. La tercera ley es también conocida como Principio de acción y reacción. la Pared ejercerá sobre la persona una fuerza de reacción. F Reacción F Acción .LEYES DE NEWTON E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 3ª Ley de Newton: A toda acción corresponde una reacción en igual magnitud y dirección pero de sentido opuesto. no sufre aceleración de traslación o bien. son posibles tres resultados: a) El objeto regresa a su posición original.TIPOS DE EQUILIBRIOS E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A Un cuerpo está en Equilibrio Estático. en cuyo caso se dice que está en equilibrio inestable c) El objeto permanece en su nueva posición. Sin embargo. . establece que la suma de todas las fuerzas y la suma de todos los momentos que actúan sobre el cuerpo. en cuyo caso se dice que está en equilibrio neutro o indiferente. no sufre rotación. son cero. esto es porque la definición de Equilibrio. en cuyo caso se dice que está en equilibrio estable b) El objeto se aparta más de su posición. si el cuerpo se desplaza ligeramente. si no se le perturba. TIPOS DE EQUILIBRIOS E S T Á T I C A CUERPOS APOYADOS EQUILIBRIO ESTABLE Y D I N Á M I C A CUERPOS APOYADOS EQUILIBRIO INESTABLE CUERPOS APOYADOS EQUILIBRIO INDIFERENTE . se hará una abstracción de la materia que constituye el sólido. Sólo estudiaremos el equilibrio de las fuerzas exteriores. . los cuales son una serie de condiciones admitidas. ya sean directamente aplicadas al cuerpo o fuerzas de reacción y no interesa lo que sucede dentro de dicho cuerpo. 1.EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A Para el estudio de Equilibrio de Cuerpos Rígidos. sin que su efecto sobre el mismo varíe. 2. El punto de aplicación de F1 (A1) puede trasladarse a lo largo de toda su línea de acción a. cuyo equilibrio se estudia considerando al cuerpo rígido ilimitadamente resistente a cualquier fuerza. sin demostración (postulados) que cumplen las fuerzas actuantes sobre los cuerpos. se considerarán algunos Principios Fundamentales que serán utilizados en el planteamiento y desarrollo de los ejercicios. es decir. Toda fuerza que actúa sobre un cuerpo puede desplazarse a lo largo de su línea de acción. el cuerpo no modifica su condición de equilibrio. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Un diagrama de cuerpo libre. es una representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en las ecuaciones del movimiento del cuerpo y facilita la identificación de las fuerzas y momentos que deben tenerse en cuenta para la resolución del problema. por efectos de ellas. . aplicadas en puntos de una misma recta de acción.EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 3. se equilibran y. Dos fuerzas iguales y de sentido contrario. Un diagrama de cuerpo libre muestra a un cuerpo aislado con todas las fuerzas (en forma de vectores) que actúan sobre él incluidas. No aparecen los fuerzas de reacción. etc.DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Algunas consideraciones generales para poder realizar el DCL: E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 1. . 2. es imprescindible hacer el DCL para resolver un problema. Un simple esbozo puede ser suficiente y en ocasiones. En la mayoría de los casos. puede bastar con un punto. el peso. ocasiona errores en la solución. ya que éstas se establecen siempre en el otro cuerpo. si las hay. El esquema del cuerpo debe llegar solo al nivel de detalle necesario. 4. el simple hecho de no realizarlo o hacerlo mal. la normal. La elección del cuerpo es la primera decisión importante en la solución del problema. la tensión. dependiendo del análisis que se quiera realizar. 3. el rozamiento. . deberían situarse en el punto en que se aplican. No se debe incluir las fuerzas que el cuerpo ejerce sobre otros cuerpos y se excluyen las fuerzas internas del cuerpo. de contacto. no necesariamente el Horizontal y vertical. 9. 8. 6.DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A 5. las flechas indican la dirección y magnitud de las fuerzas y. etc. gravitatorias. de tal forma de poder simplificar las ecuaciones. la dirección del eje x puede coincidir con la dirección del descenso y el eje y dirección Normal al Plano. ya sean de rozamiento. normales. Se debe trabajar con el sistema de coordenadas más conveniente. Para el caso de un plano inclinado. El DCL refleja todas las suposiciones que se han establecido para dar solución al problema. Solo se deben incluir fuerzas que actúan sobre el objeto. Todas las fuerzas externas se representan mediante vectores. en la medida de lo posible. 7. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE EJEMPLOS E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE EJEMPLOS E S T Á T I C A Y T1 D I N Á M I C A T2 W2 W1 N T1 T2 . DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE EJEMPLOS E S T Á T I C A N1 T Y D I N Á M I C A N2 T w2 w1 . DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . es esencial considerar todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo. incluyendo las reacciones en los apoyos o soportes. para luego aplicar las ecuaciones de equilibrio indicadas anteriormente. Por lo tanto. es decir: Y D I N Á M I C A Para resolver un problema de equilibrio de un cuerpo rígido. el primer paso en la solución del problema deberá ser dibujar el diagrama de cuerpo libre. es aquel en el que las fuerzas externas y momentos están equilibrados y no provocan movimiento de traslación o rotación del cuerpo. conocidas o no.EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Un cuerpo rígido en equilibrio estático. mostrando al cuerpo en estudio y las fuerzas. que actúan sobre él. . Se dice que un cuerpo rígido está en equilibrio si las fuerzas externas que actúan sobre él forman un sistema equivalente a cero. A pesar de que a las tres ecuaciones de equilibrio no se les pueden añadir ecuaciones adicionales. dependiendo del tipo o condiciones de soporte.EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A En el caso del equilibrio de estructuras bidimensionales las reacciones ejercidas sobre la estructura por sus soportes podrían involucrar una. cualquiera de ellas puede ser reemplazada por otra . tres ecuaciones de equilibrio son utilizadas: Y D I N Á M I C A Estas ecuaciones pueden ser utilizadas para resolver tres incógnitas. dos o tres incógnitas. EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO Problemas Resueltos E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO Problemas Resueltos E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A Problemas Resueltos . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO Problemas Resueltos E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A . EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO E S T Á T I C A Y D I N Á M I C A .