Lic. Pablo J. Crdenas PeraltaAo de la diversificacin Productiva y del fortalecimiento de la educacin

Es la parte de la mecnica que estudia a los cuerpos en equilibrio.ESTATICA

FUERZAEn fsica, la fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos. Es decir, la fuerza expresa la accin mecnica de un cuerpo sobre otro.Siendo la fuerza una cantidad vectorial su especificacin completa requiere de: (a) una intensidad, (b) una direccin y sentido, y (c) un punto de aplicacin.

INSTRUMENTOS QUE MIDEN LA FUERZA EN DINAS O EN NEWTONS

ELEMENTOS DE LA FUERZA

Lic. Pablo J. Crdenas PeraltaArquitectura UPLALa fuerza produce dos efectos:A. Exteriores: En la estructura el efecto exterior de la fuerza F = 500 N, es las reacciones que aparecen sobre las varillas y sobre el perno.B. Interiores: El efecto interior de la fuerza F es las deformaciones y esfuerzos resultantes distribuidos en el seno del material

Al estudiar la mecnica de los cuerpos rgidos donde se tiene en cuenta el efector exterior podemos considerar a la fuerza como un vector deslizante es decir, goza del principio de transmisibilidad, esto es, la fuerza puede considerarse aplicada en cualquier punto de su lnea de accin sin que altere su efecto exterior sobre el cuerpo

Lic. Pablo J. Crdenas PeraltaArquitectura UPLACLASES DE FUERZASFUERZAS DE CONTACTO.Se generan mediante el contacto fsico directo entre dos cuerpos 2. FUERZAS MASICAS se crean por accin a distancia. Ejm. la fuerza gravitacional, elctrica y magntica.

Lic. Pablo J. Crdenas PeraltaArquitectura UPLACLASES DE FUERZASFUERZAS CONCENTRADAS .Aquellas que se consideran aplicada en un punto2. FUERZAS DISTRIBUIDAS Aquellas que se consideran aplicadas en una lnea, un rea o un volumen

UNIDADES DE FUERZAUna fuerza puede medirse comparndola con otras fuerzas conocidas, recurriendo al equilibrio mecnico, o por deformacin calibrada de un resorte.La unidad patrn de la fuerza en el SI de unidades es el Newton (1 N)

LEYES DE NEWTON:Primera Ley.- Principio de Inercia

Un cuerpo est en reposo o MRU mientras no exista una fuerza que modifique el sistema.Tercera Ley.- Accin y Reaccin

A toda accin de una fuerza le corresponde una reaccin de igual magnitud, pero de sentido contrario.

PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO:EQUILIBRIOUn cuerpo est en equilibrio cuando no tiene aceleracin; por tanto, solo hay dos posibilidades: est en reposo (V = 0) o se mueve en lnea recta con velocidad constante (MRU). F = 0 Fx = 0 Fy = 0

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.)Peso (W) w w w Representacin grfica de fuerzas que actan sobre un cuerpo (fuerzas, tensin, reaccin, etc.).

Tensin:TReaccin Normal (N).

Efectos de las fuerzas estticas en una construccin

Hormign ArmadoEl hormign corresponde a una mezcla de cemento, arena, agua y ridos (piedras) con una dosificacin determinada.El hormign en masa es un material rgido y duro, que una vez fraguado resiste esfuerzos de compresin considerables.No obstante, el hormign no tiene buena resistencia a la traccin, por lo que se combina con barras de acero, las que resisten esos esfuerzos.

Hormign Armado

a) Estticos; que simulan el comportamiento del material con pequeas velocidades de aplicacin de las cargas: Ensayos Mecnicos b) Dinmicos; que modelizan el comportamiento frente a cargas variables con el tiempo: . Traccin . Compresin . Dureza. Fatiga . Resiliencia

Ductilidad: Es la habilidad de un material para deformarse antes de fracturarse. Es una caracterstica muy importante en el diseo, puesto que un material dctil es usualmente muy resistente a cargas por impacto. Tiene adems la ventaja de avisar cuando va a ocurrir la fractura, al hacerse visible su gran deformacin.

Algunos Conceptos

Elasticidad: Es la habilidad que tiene un material que ha sido deformado de alguna manera para regresar a su estado y tamao original, cuando cesa la accin que ha producido la deformacin. Cuando el material se deforma permanentemente, de tal manera que no pueda regresar a su estado original, se dice que ha pasado su lmite elstico.

Dureza: Mide la resistencia a la penetracin sobre la superficie de un material, efectuada por un objeto duro.

Algunos Conceptos

Fragilidad: Es lo opuesto de ductilidad. Un material frgil no tiene resistencia a cargas de impacto y se fractura an en cargas esttica sin previo aviso. Tanto la fragilidad como la ductilidad de un material son mediadas arbitrarias, pero puede decirse que un material con un alargamiento mayor de 5% es dctil y menor de 5% es frgil. Algunos Conceptos

Maleabilidad: Es la propiedad que permite que un material se deforme mediante martilleo, rolado o prensado, sin romperse. La maleabilidad, se aumenta normalmente cuando el metal esta caliente.Plasticidad: Es la habilidad de un material para adoptar nuevas formas bajo la presin y retener esa nueva forma.Carga: Las cargas son fuerzas externas que actan sobre las estructuras. Los tipos de carga ms habituales son:7.1 Los pesos situados sobre las estructuras.7.2 El peso de la propia estructura.7.3 La presin del agua.7.4 La fuerza del viento.Algunos Conceptos

Esfuerzo : Fuerza aplicada a un rea A conocida.Algunos Conceptos

8.1 Esfuerzo de Tensin o Traccin: Los extremos del material son estirados hacia afuera para alargar al objeto.

8.2 Esfuerzo de Compresin: Los extremos del material son empujados para contraer al mismo.

Traccin y CompresinTRACCINCOMPRESIN

8.3 Esfuerzo de Corte: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que tienden a cortarlo o desgarrarlo. En este caso, la superficie de corte es perpendicular a la fuerza aplicada.

CorteCORTE

8.4 Esfuerzo de Flexin: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que tienden a doblarlo. En este caso, una parte del cuerpo se comprime y la otra se tracciona.

FlexinFLEXIN

8.5 Esfuerzo de Torsin: Ocurre cuando sobre el cuerpo actan fuerzas que tienden a retorcerlo. Un caso es cuando se usa una llave para abrir una puerta.

TorsinTORSIN

Esfuerzos en la PrcticaFLEXINTRACCINFLEXINCOMPRESINCORTE12345

PROBLEMAS PARA LA CLASE1. Seale verdadero (V) o falso (F), segn corresponda:I. La fuerza es la medida de una interaccin entre dos cuerpos.II. El peso se representa por un vector vertical y su valor es proporcional a la aceleracin de la gravedad.

III. La tensin es del mismo valor en toda la cuerda solo si despreciamos la masa que pueda poseer.

a) VVV b) VFF c) VFV d) FFF e) VVF

2. En el sistema mostrado, hallar la tensin en la cuerda y la reaccin normal del plano inclinado liso, si el bloque pesa 100 N. El sistema est en equilibrio.a) 125; 75b) 120; 60 140, 120 80; 12060; 80

3. El sistema mostrado est en equilibrio. Hallar las reacciones normales, en N, si el peso de la esfera homognea es de 100N y no existe rozamiento

5330

a) 125; 75b) 120; 60 c) 140, 120 d) 80; 120e) 60; 80

3. El sistema mostrado est en equilibrio. Hallar las reacciones normales, en N, si el peso de la esfera homognea es de 100N y no existe rozamiento

53

4. Calcular F para mantener el equilibrio, considerando el peso del bloque 300N.

a) 75 N b) 150 N c) 300 N d) 100 N e) 200 N

F

a) 100 Nb) 200 Nc) 300 Nd) 400 Ne) 500 N.5. El sistema mostrado se encuentra en equilibrio y la barra es de peso despreciable, encontrar la reaccin de la articulacin.

60 w = 500N 60

Es la capacidad que tiene una fuerza para producir rotacin. Es magnitud vectorialMOMENTO DE UNA FUERZA (Mo).

FOd

+ Mo - Mo

Cuando las fuerzas pasan por el eje de giro.OCuando la fuerza no es perpendicular a la distancia. d.sen dFOCONSIDERACIONES:OdF

Para que un cuerpo no rote (est en equilibrio): 2 CONDICION DE EQUILIBRIO:

1. Determinar el momento resultante del sistema de fuerzas, con respecto al punto O. Si F1 = 60N; F2 = 20 N; F3 = 70 N y F4 = 70 N.PROBLEMAS

F2 F3 F1

F4 a) 50 N-m b) 60 N-m c) 70 N-m d) 80 N-m e) 90 N-m

2. En el siguiente sistema de fuerzas paralelas, determinar a qu distancia del extremo A acta la fuerza resultante. 100N 100N

A B 1 m 1 m 1 m 80N 20 N a) 1,2 m b) 1,4 m c) 1,6 m d) 1,8 m e) 2,0 m

3. Un peso P est colocado sobre una viga horizontal apoyada en A y B. La distancia entre los soportes; es de 3 m y el peso P est situado de tal manera que la reaccin en el soporte A es el doble de la reaccin en el soporte B. Sin considerar el peso de la viga, la distancia x en metros es: x P A B a) 0,5 b) 2,5 c) 2,0 d) 1,5 e) 1,0.

4. La viga ABC es de seccin uniforme. Su peso propio es de 40 N y se apoya en una articulacin (punto B). En el extremo C se halla sometida a la tensin de un cable. Considerando el sistema en equilibrio. Cunto valdr la tensin del cable en Newton.(considere g = 10m/s2). 2m B 4m A C 53 m = 5 kga) 25 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50