1. Referencias APA
1.1. Bedford, A. (2000). Estática Mecánica para Ingeniería. En A. Bedford, Estática Mecánica para Ingeniería (págs. 78-84). México : Pearson Educación. Beer, F. P. (s.f.). Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática. En F. P. Beer, Mecánica Vectorial para Ingenieros Estática (págs. 16, 60). México: Mc Graw Hill. Pytel, A. (2012). Ingeniería Mecánica Estática . En A. Pytel, Ingeniería Mecánica Estática (págs. 153-155). Mexico : CENGAGE Learning
2. Particula
2.1. Cuerpo con masa pero sin dimensiones.
2.2. Sus condiciones
2.2.1. Si la resultante dentro de las fuerzas que actúan sobre una partícula es cero, la partícula se encuentra en equilibrio, y nos lo indican las siguientes características:
2.2.1.1. Misma Magnitud
2.2.1.2. Misma línea de acción
2.2.1.3. Sentidos opuestos
3. Aislamiento de un sistema mecánico
3.1. La energia potencial gravitacional asociada con dos particulas separada en una distancia r es:
3.1.1. U=Gm1m2/r
3.1.1.1. Donde U se considera cero conforme r = infinito
3.2. Si un sistema aislado consiste en un objeto de masa m que se mueve con una rapidez y en la vecindad de un objetos pesado de masa M, la energía total E del sistema es la suma de las energías cinética y potencial, entonces decimos que:
3.2.1. E=1/2mv^2-GMm/r
3.3. Acción sobre el cuerpo que se aisla, dos fuerzas se aplican sobre el cuerpo, su peso P, y la fuerza N. La componente P queda neutralizada por la reacción del plano N.
4. Diagrama de cuerpo libre
4.1. Es el dibujo de un cuerpo y de las fuerzas externas que actúan sobre él. El dibujo de un diagrama de cuerpo libre consta de tres pasos:
4.1.1. Identificar el cuerpo por aislar
4.1.1.1. La elección suele estar dictada por las fuerzas particulares que se quiere determinar.
4.1.2. Dibujar un croquis del cuerpo aislado de su entorno
4.1.2.1. De su entorno y mostrar las dimensiones y ángulos pertinentes.
4.1.3. Dibujar los vectores que representen todas las fuerzas externas que actúen sobre el cuerpo aislado
4.1.3.1. No se debe olvidar incluir la fuerza gravitatoria, a menos que intencionalmente no se considere.
5. Fuerza
5.1. La acción de un cuerpo que ejerce sobre otro.
5.2. Línea de acción de una fuerza
5.2.1. Cuando una fuerza se representa con un vector, la línea recta colineal al vector se denomina línea de acción de la fuerza.
5.3. Tipos de fuerza
5.3.1. 1. Fuerzas concurrentes: Si las líneas de acción de las fuerzas se encuentran en un punto.
5.3.2. 2. Fuerzas paralelas.
5.3.3. 3. Fuerzas externas: Si las líneas de acción de las fuerzas se encuentran en un punto.
5.3.4. 4. Fuerzas internas: Cuando una parte cualquiera de un cuerpo está sometida a una fuerza por otra parte del mismo cuerpo.
5.3.5. 5. Fuerzas de cuerpo: Son fuerzas que actúan sobre todos los elementos de volumen y están distribuidas a través de todo el cuerpo.
5.3.6. 6. Fuerzas de superficie: Fuerzas que están distribuidas en la superficie del cuerpo como consecuencia del contacto con otros cuerpos.
5.3.7. 7. Fuerzas gravitatorias: Se puede representar por medio de un vector.
5.3.8. 8. Fuerza de contacto: Son las fuerzas que resultan del contacto entre cuerpos.
5.3.8.1. Tipos de contacto:
5.3.8.1.1. Contacto entre cuerpos rígidos:
5.3.8.1.2. Contacto entre un cuerpo rígido y un cuerpo elástico:
5.3.9. 9. Fuerza de campo: Un campo vectorial que indica las fuerzas ejercidas por un cuerpo hacia otro.
5.3.10. 10. Fuerza de fricción: La fuerza que existe entre dos superficies ásperas en contacto, que se opone al deslizamiento.
5.3.11. 11. Fuerza normal: La fuerza normal, reacción normal o simplemente normal (N) es una fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella.
5.3.12. 12. Fuerza de tensión: Es el resultado de la atracción electrostática entre las partículas de un sólido cuando es deformado de manera que las partículas se separan unas de otras apartándose de su posición de equilibrio, en la cual esta fuerza se encuentra balanceada
5.4. Sistema de fuerzas
5.4.1. Conjunto particular de fuerzas. Que se dividen en:
5.4.1.1. Ligadura
5.4.1.1.1. Es una restricción al movimiento de un sistema, ya sea limitando las posiciones que pueden ocupar las partículas del mismo y/o velocidades incógnitas. Se formulan matemáticamente mediante expresiones del tipo:
5.4.1.2. Hiperestáticas
5.4.1.2.1. Es aquella estructura que en estática se encuentra en equilibrio, destacando que las ecuaciones que expone la estática no son suficientes para saber las fuerzas externas y reacciones que posee.
5.4.1.3. Isostáticas
5.4.1.3.1. Estructura que puede ser analizada mediante los principios de la estática. La supresión de cualquiera de sus ligaduras conduce al colapso.
5.4.2. Sistema para analizar y determinar fuerzas coplanares en equilibrio:
5.4.2.1. Un sistema de fuerzas es copinar o bidimensional si las líneas de acción de las fuerzas están contenidas en un plano.
5.4.3. Sistema para analizar y determinar fuerzas tridimensionales en equilibrio:
5.4.3.1. Si i las líneas de acción de las fuerzas no están contenidas en un plano.
5.5. Elementos para analizar fuerza
5.5.1. Origen de la fuerza
5.5.1.1. Las fuerzas surgen a partir de las interacciones entre los cuerpos. En el plano cartesiano dichas fuerzas se buscan colocar de preferencia en el origen o a conveniencia.
5.5.2. Línea de acción
5.5.2.1. Es una línea imaginaria que se extiende hacia ambos extremos del vector que representa la fuerza.
6. Resorte
6.1. ¿Qué es?
6.1.1. Son cuerpos elásticos en una dirección y la deformación que sufren en esa dirección es proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada.
6.2. ¿Para que sirven?
6.2.1. Los resortes se usan para ejercer fuerzas de contacto en dispositivos mecánicos.
6.3. ¿Cómo se calculan las fuerzas?
6.3.1. Suponga que la longitud no estirada de un resorte es L 0 = 1 m y k =3000 N /m . Si el resorte se estira hasta alcanzar una longitud L = 1.2 m, la magnitud de la fuerza que ejerce es:
6.3.1.1. k\L - L q\ = 3000(1.2 - 1) = 600 N.
7. Polea
7.1. ¿Qué es?
7.1.1. Es una rueda con un borde ranurado. Es un dispositivo en donde cuya masa se puede ignorar.
7.2. ¿Para que sirve?
7.2.1. Se usa para transmitir fuerzas entre cuerpos en diferentes direcciones.
7.3. ¿Cómo se analiza?
7.3.1. |T1´| = |T1| = T1
7.3.2. T1 cos a + N - T1 cos θ = 0
7.3.3. N - T1 sen a - T1 sen θ = 0
8. Cuerda/Cable
8.1. ¿Qué son?
8.1.1. Son cuerpos flexibles e inextensibles cuya masa es tan pequeña que se puede ignorar.
8.2. ¿Para que sirven?
8.2.1. Se usan como las barras para transmitir fuerzas entre cuerpos unidos a ellas. Se pueden transmitir fuerzas solo de unión.
8.3. ¿Cómo se analizan?
8.3.1. |T1´| = |T1| = T1
8.3.2. T1 cos a + N - T1 cos θ = 0
8.3.3. N - T1 sen a - T1 sen θ = 0
9. Marco de referencia inercial
9.1. Es un marco en el que un objeto que no interactúa con otros objetos, experimenta aceleración cero. Cualquier marco que se mueva con velocidad constante en relación con un marco inercial también es un marco inercial.
10. Superficies
10.1. Lisas
10.1.1. Son superficies sin fricción, en donde los cables solo impiden la traslación de una dirección, y por tanto ejercen una sola fuerza cuya línea de acción es conocida. Así pues, cada uno de estos apoyos involucra una incógnita, la cual esta dad por la magnitud de la reacción.
10.2. Rugosas
10.2.1. Son superficies que impiden la traslación de dos direcciones, por consiguiente las reacciones correspondientes consisten en dos componentes de fuerzas desconocidas. Las superficies rugosas en contacto directo y los rótulos impiden la traslación en tres direcciones, por tanto estos apoyos involucran tres componentes de fuerzas desconocidas.
11. Leyes de Newton
11.1. Son tres principios a partir de los cuales, se explican una gran parte de los problemas planteados en mecánica clásica:
11.1.1. Primera Ley de Newton:
11.1.1.1. Cuando la suma de las fuerzas que actúan sobre una partícula es igual a cero, su velocidad es constante. En particular, si inicialmente la partícula se halla en reposo, permanecerá en reposo.
11.1.2. Segunda Ley de Newton:
11.1.2.1. Cuando la suma de las fuerzas que actúan sobre una partícula no es igual a cero, la suma de las fuerzas es igual a la razón de cambio de la cantidad de movimiento de la partícula. Si la masa es constante, la suma de las fuerzas es igual al producto de la masa de la partícula y su aceleración.
11.1.3. Tercera Ley de Newton:
11.1.3.1. Las fuerzas ejercidas por dos partículas entre sisón iguales en magnitud y opuestas en dirección.