Estática 1

COLEGIOS TRILCE: “SAN MIGUEL”– “FAUCETT”– “MAGDALENA” Dpto. de Publicaciones 2003 203

COLEGIO PREUNIVERSITARIO “ TRILCE” II BIM – FÍSICA – 5TO. AÑO

NIVEL: SECUNDARIA SEMANA Nº 1 QUINTO AÑO

Si observamos un cuerpo en reposo u otro desplazán-dose con Movimiento Rectilíneo Uniforme. Estamos frente a fenómenos que en apariencia son distintos, pero que en el fondo obedecen a las mismas leyes. Ambas situaciones corresponden a un mismo estado llamado “Equilibrio Me-cánico”. El estudio de las leyes y condiciones que deben cumplir los cuerpos para encontrarse en dicho estado lo realiza la rama de la mecánica llamada ESTÁTICA, ciencia que data de la época de las egipcios y babilonios.

De todas las pirámides. La del faraón Keops fue la mayor. La gran pirámide, como se le conoce ahora, tenía 230.4 m por lado en la base cuadrada y originalmente media 146.3 m de altura. Contenía unos 2 300 000 bloques de piedra, de cerca de 1,1 toneladas en promedio. La exactitud con que se orientó la base con respecto a la alineación norte, sur, este, oeste fue de

aproximadamente 6 minutos de arco como error máximo, en tanto que la base distaba de ser un cuadrado perfecto por menos de 17.78 cm. Fue construida entre el 2 570 a.C. - 2 472 a.C.

La estática es una parte de la mecánica de sólidos que estu-dia las condiciones que deben cumplirse para que un cuerpo, sobre el cual actúan fuerzas, quede en equilibrio.

ESTÁTICA I



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C. TENSIÓN (T)

Fuerza electromagnética resultante que se genera en el interior de una cuerda o un alambre, y que surge para oponerse a los efectos de estiramiento por parte de fuerzas externas que actúan en los extremos de aquellos.

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.)

Eslarepresentacióngráficadelasfuerzasqueactúansobre un cuerpo. Para esto se realiza lo siguiente:

1. Se aisla al cuerpo de todo el sistema.

2. Se representa al peso del cuerpo mediante un vector dirigido siempre hacia el centro de la Tierra.

3. Siexistieransuperficiesencontacto,serepresentaala reacción mediante un vector perpendicular a dichas superficiesyempujandosiemprealcuerpo.

EQUILIBRIO MECÁNICO

Un cuerpo están en equilibrio mecánico cuando se encuentra en estado de reposo o de Movimiento Rectilíneo Uniforme.

A. EQUILIBRIO .-

E l c u e r p o e s t á e n r e p o s o .

B. EQUILIBRIO -

E l c u e r p o e s t á e n M o v i m i e n t o R e c t i l í n e o U n i f o r m e .

FUERZA

Magnitud que surge como resultado de la interacción de dos cuerpos entre sí, que además de valor tiene dirección, sentido y punto de aplicación. Esta magnitud hace que los cuerpos estén en equilibrio, que cambien la dirección de su movimiento, o que se defor-men.Lafuerzaestáasociadaconlosefectosde:sostener,estirar,comprimir,jalar,empujar,tensar,atraer,repeler,...., etc.

FUERZAS ESPECIALES

A. PESO (W)

Fuerza con que la Tierra atrae a todo cuerpo que se encuentre en su cercanía. Es directamente proporcional con la masa de los cuerpos y con la gravedad local. Se re-presenta por un vector vertical y dirigido hacia el centro de la Tierra.

B. NORMAL (N)

Llamada también Fuerza de Contacto, viene a ser la resultantedelasinfinitasfuerzaselectromagnéticasquesegeneranentrelassuperficiesdedoscuerposcuandoestos se acercan a distancias relativamente pequeñas, predominando las fuerzas repulsivas. Su línea de acción siempreesperpendicularalassuperficiesencontacto.





b) e)

c)9. HacerelD.C.L.decadabloque.SuperficiesLisas.

10. Señale el D.C.L. correcto para la esfera mostrada:

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

a) d)

b) e)

c)

11.HacerelD.C.L.decadabloque:(SuperficiesLisas)

12.EfectuarelD.C.L.decadabloque:(SuperficiesLisas)

13. Hacer el D.C.L. del bloque en reposo.

14. Hacer el D.C.L. de ambos bloques en reposo.

15. Si el resorte se encuentra comprimido y el piso es áspero. ¿Cuál es el D.C.L. correcto, para el bloque que se encuentra en reposo?

4. Si hubiesen cuerdas o cables, se representa a la ten-siónmedianteunvectorqueestásiemprejalandoalcuerpo, previo corte imaginario.

5. Si existiesen barras comprimidas, se representa a la compresión mediante un vector que está siempre empujandoalcuerpo,previocorteimaginario.

1. Hacer el DCL del bloque:

2. HacerelDCLdelaesfera.Lassuperficiessonlisas.

3. HacerelDCLdelbloqueyluegoclasifiquecomoverdaderaofalsa,lassiguientesafirmaciones:

∗ Sobre el bloque sólo actúan dos fuerzas ....... ( )

∗ Las fuerzas son iguales en dirección y sentido. .................................................................... ( )

∗ La tensión y el peso son iguales en magnitud. ................................................................. ( )

4. Hacer el D.C.L. del bloque. Lassuperficiessonlisas.

5. Hacer el D.C.L. del nudo “A” y del bloque.

6. Hacer el D.C.L. de la barra.

7. Hacer el D.C.L. del punto “C”.

8. Señale el D.C.L. correcto para la esfera mostrada:

a) d)





a) d)

b) e)

c)

1. Elige las palabras correctas para completar la siguiente oración:

“Las fuerzas surgen por la _______________ de dos cuerpos y siempre aparecen en _______________ de acción y reacción”.

a)interacción-parejas d)cercanía-ternasb)velocidad-ternas e)atracción-parejasc)vibración-parejas

2. Graficayrelacionacorrectamenteentucuadernocadacuerpo con su respectivo D.C.L.

I. a.

II. b.

III. c.

a) Ib, IIa, IIIc b) Ic, IIb, IIIa c) IIa, Ib, IIIcd) Ia, IIb, IIIc e) Ic, IIb, IIa

3. Hacer el D.C.L. de la esfera. Superficies Lisas.

4. GrafiqueelD.C.L.eindiquelaalternativacorrecta.

a) d)

b) e)

c)

5. Hacer el D.C.L. del nudo “A” y del bloque.

6. Hacer el D.C.L. de la barra. Pared Lisa.

7. Hacer el D.C.L. del punto “C” y del bloque.

8. Hacer el D.C.L. de la esfera que se encuentra en el interior de un canal de paredes lisas.

9. Hacer el D.C.L. de cada bloque en el sistema en equilibrio.

10. Hacer el D.C.L. de la esfera. Superficies Lisas.

11. Hacer el D.C.L. de cada bloque.

12.EfectuarelD.C.L.decadabloque.SuperficieLisa.

13.HacerelD.C.L.delbloqueenreposo.SuperficieLisa.

14. Hacer el D.C.L. de los blques.

15. Clasifiquecomoverdaderoofalso:

∗ La acción y la reacción actúan sobre el mismo

cuerpo ...................................................................... ( )

∗ Un cuerpo con Movimiento Circular Uniforme

está en equilibrio. .................................................. ( )

∗ La fuerza es una magnitud vectorial. ............... ( )





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