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TitleFisica estatica I
TagsPhysics & Mathematics Physics Applied And Interdisciplinary Physics Physical Sciences
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FÍSICA / Unidad 1: ConceptosFÍSICA / Unidad 1: Conceptos

Física:
Física es un término que proviene del griego phisis y que significa “realidad” o

“naturaleza”. Se trata de la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza con la
asistencia del lenguaje matemático. La física se encarga de las propiedades de la materia, la
energía, el tiempo y sus interacciones.

Esta ciencia no es sólo teórica: también es una ciencia experimental. Sus conclusiones
pueden ser verificadas mediante experimentos. Además sus teorías permiten realizar
predicciones acerca de los experimentos futuros.

Ante el amplio campo de estudio y su extenso desarrollo histórico, la física es
considerada como una ciencia fundamental o central. Esta ciencia se encarga desde la
descripción de partículas microscópicas hasta del nacimiento de las estrellas en el universo,
por ejemplo. Galileo Galilei, Isaac Newton y Albert Einstein han sido algunos de los físicos más
reconocidos de la historia. De todas formas, filósofos como Aristóteles, Tales de Mileto y
Demócrito se encargaron del desarrollo embrionario de la física.

Entre las principales teorías de la física, puede mencionarse a la mecánica clásica (que
describe el movimiento macroscópico), el electromagnetismo (se encarga de los fenómenos
electromagnéticos como la luz), la relatividad (analiza el espacio-tiempo y la interacción
gravitatoria), la termodinámica (sobre los fenómenos moleculares y de intercambio de calor) y
la mecánica cuántica (que estudia el comportamiento del mundo atómico).

Por último, cabe destacar que algunas de las áreas de investigación de la física son la
física teórica, la materia condensada, la física atómica y molecular, la física de partículas o de
altas energías, la astrofísica y la biofísica.

Estática:
La Estática es la parte de la física que estudia los cuerpos sobre los que actúan fuerzas y

momentos cuyas resultantes son nulas, de forma que permanecen en reposo o en movimiento
no acelerado. El objeto de la estática es determinar la fuerza resultante y el momento resultante
de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para poder establecer sus condiciones de
equilibrio. O en otras palabras es la parte de la mecánica física que se ocupa de los sistemas de
fuerza.

Fuerza:
Es toda acción capaz de producir o modificar un movimiento. Es una magnitud vectorial.

La unidad de medida es el Kilogramo Fuerza (Kg o Kgf): peso del kilogramo patrón depositado
en la oficina internacional de medidas ( Sevres - Francia), a nivel del mar y 45º latitud,
construido en aleación de Platino-Iridio. En el Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA), la
unidad de fuerza es el Newton que equivale a 0.102 Kg.

Dinamómetros
Son instrumentos utilizados para la medición de fuerzas,

basados en las propiedades elásticas de los cuerpos. Los cuerpos
elásticos son aquellos que una vez que ha cesado la fuerza que los
deformó, recuperan su forma primitiva. Estos cuerpos verifican la
ley de Hooke que relaciona la fuerza de restitución con el
estiramiento. Estos instrumentos se calibran con pesos conocidos.

F =-k . x

Masa

Desplazamiento (x)

Si calculamos la constante de desplazamiento (k), podemos
determinar la magnitud de la fuerza en función del desplazamiento
(x). El signo negativa indica que la fuerza de restitución es contraria
al desplazamiento del resorte.

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Sistemas de Fuerzas:

Un sistema de fuerzas es un conjunto de fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo. De
acuerdo a la disposición de las fuerzas, podemos encontrar distintos tipos de sistemas:

Sistemas de Fuerzas Colineales
Son fuerzas colineales aquellas cuyas rectas de acción son las mismas. Estas pueden

ser:
De igual sentido: Un ejemplo de este tipo de sistema es el caso de una persona
empujando un carro que es tirado de adelante por otra persona.

De sentido contrario: También puede interpretarse la resta de fuerzas colineales
como la suma de dos fuerzas de sentido contrario. Un ejemplo de este tipo de
sistema es el caso de dos o más personas tirando de una misma soga pero en
sentidos contrarios (cinchada).

Representación gráfica de una fuerza
Las fuerzas se representan por medio de vectores. Un vector es un segmento

orientado caracterizado por: punto de aplicación, dirección, sentido, módulo o intensidad.

Para representar una fuerza, primero hay que elegir la escala adecuada, en función del
espacio disponible para representarla. Por ejemplo, en la representación de arriba se ha
representado una fuerza de 40 Kgf tomando como escala 10 Kg = 1 cm.

Cuerpo Rígido
Llamamos así a todo cuerpo que sometido a la acción de una fuerza, mantiene constante

la distancia entre dos puntos cualesquiera de dicho cuerpo, es decir, que el cuerpo no se
deforma. Toda fuerza trasladada sobre su recta de acción tiene el mismo efecto.

Equilibrio de Fuerzas:
Dos fuerzas aplicadas a un mismo punto se equilibran cuando son de igual intensidad,

misma dirección y sentidos contrarios.

Punto de
aplicación

SentidoModulo o intensidad

F = 40 Kgf2

F = 50 Kgf2

F = 40 Kgf1

F = 25 Kgf1

Fr = 75 Kgf = F + F1 2

Dirección
recta de acción

Dirección
recta de acción

Fuerza resultante

FÍSICA / Unidad 1: Estática

F = 50 Kgf2F = 25 Kgf1

F = 25 Kgf = (-F + F1 1 2)

Fuerza resultante

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Sistemas de Fuerzas Paralelas
Se denominan así a aquellas fuerzas cuyas rectas de acción son paralelas entre sí y

pueden ser de igual o distinto sentido.

Fuerzas paralelas de igual sentido:
La resultante de un sistema de dos fuerzas paralelas de igual sentido cumple con

las siguientes condiciones:

a) Es paralela y del mismo sentido que las componentes.
b) Su intensidad es igual a la suma de las intensidades de las componentes.
c) Su punto de aplicación divide al segmento que une los puntos de aplicación de

ambas fuerzas en dos partes inversamente proporcionales a las intensidades de las
fuerzas adyacentes ( Relación de Stevin).

F 2

F 2

F 2

F 2
F1

F1

d1

d1

d2

d2

d2 d2d1 d1(d2+d1) (d2+d1)

F1

F1

F1 F1F2 F2R R

R

R

= == =

Fuerzas paralelas de sentido contrario
La resultante de un sistema de dos fuerzas paralelas de sentido contrario cumple

con las siguientes condiciones:
a) Es paralela a ambas fuerzas y del mismo sentido de la mayor.
b) Su intensidad es igual a la diferencia de las intensidades de las componentes.
c) Su punto de aplicación es exterior al segmento que une los puntos de

aplicación de ambas fuerzas, situado siempre del lado de la mayor y determina dos
segmentos que cumplen con la relación de Stevin. Un ejemplo de este tipo de sistema es
el caso de la fuerza ejercida sobre una llave cruz.

Sistemas de Fuerzas Concurrentes
Son fuerzas concurrentes aquellas cuyas rectas de acción pasan por un mismo punto.

Por ejemplo dos barcazas arrastrando un barco:

FÍSICA / Unidad 1: Estática

F 2

F 1
Resultante

Equilibrante

La resultante de este sistema es una fuerza que
al estar aplicada al cuerpo produce el mismo
efecto que todo el sistema.
La equilibrante es una fuerza necesaria para
equilibrar al sistema.

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Composición de fuerzas:

Se llama así a la obtención de la resultante de un sistema de fuerzas.

1.- Regla del paralelogramo:

Dadas dos fuerzas concurrentes, su resultante es igual a la diagonal del
paralelogramo que resulta de trazar las paralelas a cada fuerza, por el extremo de cada
vector:

2.- Regla del polígono:
Este método consiste en trasladar la fuerza F2 a continuación de la F1, con la

misma dirección y sentido, y así sucesivamente con el resto de las fuerzas. La resultante del
sistema se obtiene trazando el vector que une el punto de aplicación de F1 con el extremo
del vector correspondiente a la ultima fuerza trasladada.

3.- Determinación analítica del modulo de una resultante por el teorema del coseno:

4.- Cálculo de los ángulos que forma la resultante con ambas fuerzas basado en el teorema
del seno
5.- Calculo analítico de los ángulos que forma la resultante de tres o mas fuerza
concurrentes: se resuelve por pasos sucesivos de a pares.

Descomposición rectangular de fuerzas
Este es un eso inverso a la composición de fuerzas, es decir, dada una fuerza, se busca

un par de fuerzas cuya resultante sea igual en dirección, sentido e intensidad a la fuerza
original.

FÍSICA / Unidad 1: Estática

F 2

F 1 Res
lta

nte
u

F 2

F3
F4

F 1

Resultante

a

F1

R

2 2
R= F + F + 2F x F . cosa1 2 1 2

F2

a
a

b

gg

F1

RF2

a

180 - a180 - a

sen b = sen (180 - a ) = sen g
F1 R F2

x
a

F

Fx

Fy

Fy= F x sen a

Fx= F x cos a

y

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