Principios de Estática y Máquinas Simples: Conceptos y Fórmulas

Momento de una fuerza con respecto a un punto

Se denomina momento de una fuerza con respecto a un punto al producto entre dicha fuerza (F) y la distancia que la separa del punto O.

Condiciones generales de equilibrio para cualquier sistema de fuerzas

• La sumatoria (Σ) de todas las fuerzas componentes del sistema de fuerzas debe ser igual a 0.
• La sumatoria (Σ) de los momentos de todas las fuerzas componentes del sistema de fuerzas, tomados con respecto al mismo punto O, debe ser igual a 0.

Palancas

Se denomina palanca a toda barra rígida que gira en torno a un punto fijo llamado punto de apoyo, donde se ejerce una fuerza (potencia) para producir un efecto sobre una resistencia (R).

Clasificación de las palancas

• De 1er Género: El punto de apoyo se ubica entre la potencia y la resistencia. Ejemplos: sube y baja, el remo y la balanza.
• De 2do Género: La resistencia se ubica entre el punto de apoyo y la potencia. Ejemplo: carretilla.
• De 3er Género: La potencia se ubica entre el punto de apoyo y la resistencia. Ejemplos: la caña de pescar, la pinza de hielo, etc.

Fórmula general: P · bp = R · br

Sistemas de poleas y máquinas simples

Polea fija

Consiste en una rueda acanalada por donde pasa una cuerda; de un extremo se ejerce la potencia para levantar la resistencia que se encuentra en el otro. Es de 1er género y un ejemplo es el aljibe. Fórmula: P = R (no se gana ni se pierde fuerza).

Polea móvil

Consiste en una polea móvil y otra fija que la sostiene. Fórmula: P = R / 2.

Aparejo potencial

Consiste en una polea fija y varias poleas móviles. Fórmula: P = R / 2ⁿ.

Aparejo factorial

Consiste en igual número (n) de poleas fijas y móviles. Fórmula: P = R / (2 · n).

Torno

Consiste en un cilindro macizo donde, mediante una manivela, se ejerce la potencia para atraer la resistencia que se encuentra enrollada a dicho cilindro. Fórmula: P · l = R · r (se gana fuerza).

Plano inclinado

Consiste en una superficie inclinada con un ángulo (α) con respecto a la superficie horizontal, por donde se desplazan cuerpos por acción de su peso. Fórmulas: Py = P · sen(α); Px = P · cos(α).

Péndulo ideal o matemático

El péndulo ideal consiste en un cuerpo sostenido de un hilo desde un extremo superior que, al apartarlo un ángulo de su posición de equilibrio y soltarlo, comienza a oscilar.