Física - Estática

SENA - Centro de Diseño y Metrología

PRÓTESIS Y ORTESIS

William David Vargas Prieto

Introducción

En ésta presentación estudiaremos las condiciones que deben cumplirse para que un cuerpo sobre el que actúan fuerzas, no presente variación en el movimiento de traslación ni de rotación, es decir quede en equilibrio.

Definición:La estática tiene como objetivo, establecer si bajo

la acción simultanea de varias fuerzas, un cuerpo se halla o no en equilibrio.

Primera condición de equilibrio.

Como conclusión de la primera ley de Newton se obtuvo que si en un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, éste permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. Pero sobre un cuerpo pueden actuar varias fuerzas y seguir en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.

• Tienen igual magnitud y sentido contrario.

• La suma de las fuerzas es igual a cero.

• Sila fuerza resultante es cero, el cuerpo se encuentra en equilibrio.

Primera condición de equilibrio.

Ecuaciones primera condición de equilibrio:

Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo tendremos:

Ejercicio

Un bloque de 8Kg de masa, se encuentra suspendido en una cuerda, ¿Cuál es el valor de la fuerza de tensión ejercida por la cuerda?

Fig taller 40 1

Solución

1. Se debe realizar un dibujo que represente la situación descrita en el ejercicio.

Fig taller 40 1

2. Se dibuja un diagrama que muestre todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, llamándolo diagrama de cuerpo libre.

Fig taller 40 2

3. Se dibuja el diagrama de fuerzas sobre el eje de coordenadas.

Solución

4. Se Aplican las condiciones de equilibrio para ambos ejes. En ésta caso sólo se aplica en el eje Y puesto que es el único en el que se encuentran las fuerzas.

Se plantea

Entonces

Despejando

Solución

5. Se reemplazan los datos numéricos de la expresión.

Problema 2

Un bloque de 12Kg descansa sobre un plano inclinado sin rozamiento de 30º, atado mediante una cuerda a un soporte vertical fijo al plano.

Calcular:

La tensión de la cuerda

La fuerza del plano sobre el boque.

Solución

Solución

Solución

Problema 3

Dos personas sostienen una masa de 80 Kg, por medio de dos cuerdas, las cuales forman ángulos de 30º y 45º con respecto a la horizontal. ¿Cuál es el valor de la fuerza que ejerce cada persona?

Solución

Diagrama de cuerpo

libre.

Solución

Solución

Ejercicios

Ejercicios