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ESTÁTICA
M. en E. Fernando Jiménez Valencia
Septiembre-2020
Agenda
Introducción
Cuerpos rígidos
Fuerzas paralelas
Par de fuerzas
Introducción:
Dinámica: estudia las causas de reposo (estática) o movimiento de los cuerpos. Fundamentada en las leyes de Newton.
Fuerza: es la interacción entre dos cuerpos, o entre un cuerpo y su ambiente; y esta interacción busca modificar el estado de movimiento o de reposo.
Estática: es parte de la dinámica que analiza las situaciones que posibilitan el equilibrio de los cuerpos.
Estática
Estudia aquellos casos en que los cuerpos sometidos a la acción de varias fuerzas no se mueven, toda vez que éstas se equilibran entre sí.
También considera los casos en que la resultante de las fuerzas que actúa sobre un cuerpo en movimiento es nula y donde el cuerpo sigue desplazándose con movimiento rectilíneo uniforme (a velocidad constante).
Cuerpos rígidos
Un cuerpo rígido es aquel cuya deformación provocada por una fuerza es mínima al compararla con su tamaño.
Ejemplos: vigas de madera, armaduras de acero colado, bolas de acero o vidrio, herramientas metálicas, cascos de fútbol americano, bicicletas, motocicletas, entre otros.
Fuerzas paralelas
Si sobre un cuerpo rígido actúan dos o más fuerzas cuyas líneas de acción son paralelas, la resultante tendrá una magnitud igual a la suma de ellas con su línea de acción también paralela a las fuerzas, pero su punto de aplicación debe de ser determinado con presión para que produzca el mismo efecto que las componentes.
Fuerzas paralelas
CASO 1: Se tiene una barra de 90 cm de longitud, soportando una fuerza cuya magnitud es de 20N y la otra de 30 N, que actúan en forma paralela y con el mismo sentido, como se muestra en la figura. Encontrar la resultante de la fuerza y el punto donde actúa.
Fuerzas paralelas
CASO 2: Una barra cuya longitud es de 1.2 m como se muestra en la figura, actúa una fuerza de 20 N hacia abajo y otra de 30 N hacia arriba , a una distancia de 0.4 m de . Encontrar la resultante de la fuerza y el punto donde actúa.
Par de fuerzas
Se produce un par de fuerzas cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud, pero de sentido contrario, actúan sobre un cuerpo.
Su resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas componentes.
Par de fuerzas paralelas
No obstante que la resultante es cero, un par de fuerzas produce siempre un movimiento rotacional tal como sucede con el volante de un automóvil.
Sin embargo, todos sabemos que el volante que gira, y la razón es que los efectos que una fuerza provoca en un movimiento de rotación, depende del punto donde se aplique.
Momento de una fuerza o momento de torsión.
Capacidad que tiene una fuerza para hacer girar un cuerpo.
También se define como la intensidad con que la fuerza, actuando sobre un cuerpo, tiende a comunicarle movimiento de rotación.
Donde: 
M (Joule) es la magnitud del momento de una fuerza
F (Newtos) es la fuerza aplicada; 
r (metros) es el brazo de la palanca
Ejemplo 1: momento de una fuerza
Ejemplo 2: momento de una fuerza
Ejemplo 3: momento de una fuerza
Ejemplo 4: momento de una fuerza
Por todo lo anterior podemos concluir que
El momento de una fuerza es magnitud vectorial cuya dirección es perpendicular al plano en que se realiza la rotación del cuerpo y su sentido dependerá de cómo se realice está.
Centro de gravedad de un cuerpo
Es el punto donde se encuentra aplicada la resultante de la suma de todas las fuerzas gravitatorias que actúan sobre cada una de las partículas del mismo.
Si el cuerpo es simétrico y homogéneo, la resultante de todas las fuerzas gravitatorias se localizará en el centro geométrico.
Si un cuerpo NO es simétrico (piedra, bate de béisbol), su centro de gravedad puede encontrase fácilmente si se suspende el cuerpo en dos puntos diferentes. El cruce de las dos líneas que sucesivamente ocupan la posición vertical es el centro de gravedad.
Centro de gravedad
Tipos de equilibrio
Equilibrio Estable
Un cuerpo esta en equilibrio estable cuando al moverlo vuelve a ocupar la posición que tenía debido al efecto de la fuerza de gravedad.
Al moverlo su centro de gravedad sube, por ello trata de regresar a su posición inicial.
Equilibrio inestable
Un cuerpo tiene equilibrio inestable cuando al moverlo baja su centro de gravedad, por lo que trata de alejarse de su posición inicial buscando tener un equilibrio estable.
Equilibrio indiferente
El equilibrio de un cuerpo es indiferente cuando en cualquier posición su centro de gravedad se mantiene en la misma altura.
Condiciones de Equilibrio
Primera condición de equilibrio
(Equilibrio traslación)
Para que un cuerpo este en equilibrio de traslación, la fuerza neta o resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él debe ser igual a cero.
Segunda condición de equilibrio
Para que un cuerpo este en equilibrio de rotación, la suma de los momentos o torcas de las fuerzas que actúan sobre él respecto a cualquier punto debe de ser igual a cero.
Bibliografía
Pérez, H. Temas Selectos de Física 1. Segunda reimpresión 2015. Primera edición 2013. Editorial: Grupo Editorial Patria.
Hibbeler, R. 2010. Ingeniería Mecánica: Dinámica. México, D.F. Edit. Pearson Educación.