Estática y Dinámica: Conceptos Fundamentales de la Física Mecánica

Estática

Momento de una Fuerza

Se define como el producto de la intensidad de la fuerza por la distancia perpendicular a la recta de acción de la fuerza hasta un punto determinado. Se expresa como M = F * D.

Teorema de Varignon

El momento de la resultante de un sistema de fuerzas con respecto a un punto es igual a la suma de los momentos individuales de las componentes con respecto a dicho punto: MR = ΣM.

Cuplas

Un sistema de dos fuerzas paralelas, de igual intensidad y sentidos contrarios constituye una cupla. Se calcula como M = F * A.

Palancas

Una palanca es un cuerpo rígido con un punto de apoyo fijo sometido a la acción de dos fuerzas (F y R) que tienden a hacerlo girar. La condición de equilibrio es Mp = Mr, o P * bp = R * br.

• 1° Grado: El punto de apoyo se encuentra entre la fuerza aplicada y la resistencia. Ejemplos: pinza, tijera.
• 2° Grado: La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada. Ejemplo: carretilla.
• 3° Grado: La fuerza aplicada se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplo: caña de pescar.

Regla del Paralelogramo

Dadas dos fuerzas concurrentes, su resultante se obtiene trazando las paralelas a cada fuerza. Sirve para componer y descomponer fuerzas.

Fuerzas Paralelas

Son aquellas fuerzas cuyas rectas de acción son paralelas entre sí.

Fuerzas Concurrentes

Son aquellas fuerzas cuyas rectas de acción pasan por un mismo punto. Su equilibrante es igual a la resultante.

Regla del Polígono

Consiste en trasladar la fuerza F2 a continuación de F1 con la misma dirección y sentido, y así sucesivamente con el resto de las fuerzas. La resultante se obtiene trazando un vector desde el punto inicial al extremo del último vector.

Plano Inclinado

Una superficie plana que forma un ángulo con la línea horizontal.

Torno

Consiste en un cilindro móvil de radio (br) que gira alrededor de un eje bajo la acción de una fuerza aplicada en una manivela de longitud (bp) situada en uno de los extremos. Se utiliza para levantar peso o resistencia con esfuerzos menores.

Polea

Un disco que gira alrededor de un eje fijo por el cual pasa un hilo. Hay dos tipos: móviles y fijas. La ecuación de equilibrio es F = R o F = R/2.

Dinámica

Estudia el movimiento de los objetos y su respuesta a las fuerzas. Se rige por la segunda ley de Newton: F = M * A.

Leyes de Newton

• 1ª Ley (Inercia): Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa.
• 2ª Ley (Fuerza): La fuerza es igual a la masa por la aceleración producida en el cuerpo.
• 3ª Ley (Acción-Reacción): Por cada acción hay una reacción igual y opuesta.

MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme)

Su trayectoria es una línea recta y su velocidad es constante. Recorre espacios iguales en tiempos iguales. Se expresa como v = x / t.

Tiro Vertical

Movimiento de un objeto lanzado verticalmente hacia arriba (ascendente) o hacia abajo (descendente).

Caída Libre

Movimiento de un objeto que se deja caer desde una determinada altura.

MRUV (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado)

Movimiento con aceleración constante.