Post on 09-Feb-2020
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UNIDAD 2
Estática
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Concepto de Fuerza
Equilibrio. Primera Ley de Newton
Primera condición de equilibrio
Tercera Ley de Newton
Rozamiento
Momento de una Fuerza
Segunda Condición de Equilibrio
Centro de gravedad
Hoja de ruta
3Concepto de Fuerza
Fuerza es una magnitud vectorial capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Puede ser de empuje o de arrastre.
La magnitud de una fuerza puede ser medida con un resorte con escala. Su unidad (SI) es el Newton [N]
Fuerzas de contacto son aquellas en las que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo(tocándose) con el cuerpo sobre el que se aplica dicha fuerza. Fuerzas a distancia, se ejercen entre objetos separados
Ejemplos de fuerzas:
Fuerzas fundamentales:gravitatoria, eléctrica, magnética, nuclear fuerte y débil.
Fuerza NormalFuerza de RozamientoFuerzas elásticas
P
N
4Equilibrio. Primera Ley de Newton
La primera Ley de Newton, conocida como Ley de Inercia, dice que si la fuerza neta sobre un objeto es cero éste permanece en reposo o con velocidad uniforme sobre una línea recta.Nota: La primera Ley de Newton es válida en un Sistema de Referencia Inercial. Esto excluye sistemas de referencia que rotan o que están acelerados.
Isaac Newton1642-1727
Philosophiae naturalis principia mathematica
Lex I: Corpus omne perseverare in statu suoquiescendi vel movendi uniformer in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogiturstatum suum mutare.
Lex II: Mutationem motis proportionalem essevi motrici impressae et fieri secondum lineamrectam qua vis illa imprimitur.
Lex III: Actioni contrariam semper et aequalemesse reactionem: sive corporum duorumactiones in se mutuo semper esse acquales et in partes contrarias dirigi.
Primera Condición de Equilibrio: Si la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero, el cuerpo se encuentra en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme.
Tipos de Equilibrio
5Tercera Ley de Newton (Principio de Acción y Reacción)
Cuando un objeto A ejerce una fuerza F (acción) sobre un objeto B, el objeto B ejerce simultáneamente una fuerza F’ (reacción) sobre A. F y F’ tienen igual módulo e igual dirección pero sentidos inversos.La Acción y la Reacción están aplicadas siempre sobre cuerpos distintos.
Fpersona sobre suelo
Fsuelo sobre persona
6Rozamiento
A escala microscópica, las superficies de los cuerpos son rugosas, esto origina una fuerza que dificulta el movimiento relativo entre cuerpos en contacto; se la denomina fuerza de rozamiento. Puede ser simplemente determinada del siguiente modo: Nfr μ=
La fuerza estática de rozamiento se incrementa de acuerdo al valor de la fuerza externa aplicada, hasta alcanzar un máximo (fr = μs N). Cuando el objeto comienza a moverse, la fuerza de rozamiento cinético es menor (fr = μk N).
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Propiedades de la Fuerza de rozamiento
a. El módulo de la fuerza de rozamiento máxima (frmax) es proporcional al modulo de la normal (N).
b. La frmax es independiente del área de la superficie de contacto.
c. Se verifica que: frmax=μsN. Donde μs es el coeficiente de rozamiento estático.
d. Comenzado el movimiento, la fuerza necesaria para mantenerlo es menor, frmax=μkN. Donde μk es el coeficiente de rozamiento cinético.
e. La fuerza necesaria para mantener un objeto en movimiento con velocidad constante, es menor que la necesaria para ponerlo en movimiento, ésto significa que μk < μs.
Rozamiento
8Momento de una Fuerza
r r rτ = ×r F
El momento τ ejercido por una fuerza F
alrededor de un punto O se define como el
producto vectorial del vector r, (cuyo origen
se encuentra en O y finaliza en el punto de
aplicación de la fuerza F ) y la fuerza F.
En rotación, fuerzas iguales aplicadas en distintos puntos o con ángulos diferentes producen efectos diferenciados
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Si la sumatoria de los momentos actuantes sobre un cuerpo en cero el cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional.
Segunda Condición de Equilibrio
Centro de gravedad: es el punto donde puede suponerse aplicado el peso de un objeto.
Momento de una Fuerza
El cg no coincide necesariamente con un punto que pertenezca al cuerpo