Principios de Estática: Centro de Gravedad, Equilibrio y Composición de Fuerzas
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Conceptos Fundamentales de Estática
Centro de Gravedad
El Centro de Gravedad es el punto de aplicación de la fuerza peso de un cuerpo. En los cuerpos regulares, macizos y homogéneos, como por ejemplo un cubo de madera, el centro de gravedad coincide con el centro geométrico. En los cuerpos irregulares, se ubicará en la zona de mayor concentración de masa.
Equilibrio de los Cuerpos
Un cuerpo apoyado se encuentra en equilibrio estable cuando la línea que pasa por su centro de gravedad cae sobre su base de apoyo, y será más estable cuanto más cerca de la base de apoyo se ubique el centro de gravedad.
Un cuerpo suspendido se encuentra en equilibrio cuando el punto de suspensión y el centro de gravedad pertenecen a la misma línea.
Sistemas de Fuerzas y su Composición
Sistemas de Fuerzas
Los sistemas de fuerzas son dos o más fuerzas que actúan simultáneamente sobre un cuerpo.
Clasificación de los Sistemas de Fuerzas
- Colineales
- Concurrentes
- Paralelas
Fuerzas Colineales
Las fuerzas colineales son aquellas que pertenecen a una misma recta o línea. Ejemplo: el tren con sus vagones.
Fuerzas Concurrentes
Las fuerzas concurrentes son aquellas cuyas rectas de acción se cortan en un punto. Por ejemplo: (el de la cancha).
Fuerzas Paralelas
Las fuerzas paralelas son aquellas que pertenecen a rectas paralelas. Pueden ser de igual sentido o de sentidos contrarios. Ejemplo: hacer fuerza para abrir una canilla.
Composición de Sistemas de Fuerzas
Componer un sistema de fuerzas significa encontrar la resultante del mismo.
La resultante de un sistema es una fuerza capaz de reemplazar a todas las que componen un sistema y producir el mismo efecto.
Resultante de Fuerzas Colineales
La resultante de un sistema de fuerzas colineales es igual a la suma algebraica de las fuerzas componentes y tiene el sentido de la fuerza mayor.
Resultante de Fuerzas Concurrentes
La resultante de un sistema de fuerzas concurrentes es la suma vectorial de las fuerzas que componen el sistema. Esta suma vectorial se puede realizar mediante dos métodos:
- Método del paralelogramo
- Método del polígono
Método del Paralelogramo
La resultante del sistema es la diagonal del paralelogramo que tiene por lados las fuerzas componentes del sistema.
Método del Polígono
Para calcular la resultante se construye un polígono de fuerzas, que tendrá como lados a las fuerzas componentes del sistema y a la resultante del mismo.