Estática I

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ESTÁTICA
I. Concepto
* Estudia las condiciones que deben reunir las 
fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que dicho 
cuerpo se encuentre en equilibrio mecánico .
II. Fuerza
* Es una cantidad física vectorial que mide el grado 
de interacción entre dos cuerpos y surge en par
* Unidad: newton (N)
* Veamos:
* Las interacciones puede ser:
· Por contacto
· A distancia
III. Fuerzas Fundamentales
1. Fuerza Gravitacional 
* Surge de la interacción entre cuerpos en virtud a sus 
grandes masas
* Es una fuerza a larga distancia
* Es atractiva
* Es la causante de 
las mareas
* Por ejemplo: 
∙ Peso
∙ La fuerza con la cual la Tierra y el Sol se atraen
2. Fuerza Electro-débil 
a. Fuerza Electromagnética: 
* Es de naturaleza eléctrica
* Pueden ser atractiva o repulsivas
* Pueden ser por contacto o a distancia
* Por ejemplo:
Por contacto:
Fuerza de tensión
Fuerza elástica
Fuerza de rozamiento
Fuerza de reacción
Fuerza Normal
A distancia:
Fuerza eléctrica
Fuerza magnética
b. Fuerza Nuclear Débil: 
* Es de naturaleza eléctrica
* Es de corta distancia
* Es la responsable de fenómenos naturales como la 
desintegración radiactiva. El efecto más familiar es el decaimiento 
beta (de los neutrones en el núcleo atómico) y la radioactividad.
* Es la causante del nacimiento de una supernova al explotar una 
estrella masiva
3. Fuerza Nuclear Fuerte 
* Es aquella que evita 
que los protones del 
núcleo atómico se 
alejen entre si
* Desempeña un papel fundamental en las 
reacciones termonucleares que ocurren en 
el núcleo del Sol
IV. Leyes de Newton
1. Concepto
a. Ley de la Inercia (1era Ley)
* Enuncia: Todo cuerpo mantiene su estado natural (reposo o MRU), 
a menos que sobre el actúa una fuerza neta o resultante.
Persisto en mi 
movimiento
⇒ La fuerza es la causante que un cuerpo cambie en su estado 
mecánico
Es aquel cuerpo que carece de interacciones; 
por ende, dicho cuerpo estará en reposo o 
desarrollará MRU 
⇒ Ante la existencia de una fuerza neta, existirá una aceleración 
OBS. Partícula Libre 
¡Ya no!
b. Ley de la Aceleración (2da Ley)
* Enuncia:
m
F
a R



Donde: 
 FFR

Principio de Superposición
Si: 
0RF

0F
 1era Condición de Equilibrio 
(Equilibrio de Traslación)
0 a

0RF
 El cuerpo estará en reposo 
o desarrollará MRU
c. Ley de la Acción – Reacción (3era Ley)
* Enuncia: A toda acción le corresponde una reacción de 
igual magnitud; pero, de sentido opuesto
* Veamos:
Acción
del puño 
sobre el 
saco
Acción del 
saco sobre 
el puño
Interacción
Dichas fuerzas siempre actúan en cuerpos distintos, no 
dependen de las masas de los cuerpos interactuantes ni 
de sus estados mecánicos y son de la misma naturaleza
21 FF 
21 FF


Donde: 
2. Preguntas
01. Determine la veracidad (V) o falsedad (F) en los 
siguientes enunciados
I. La reacción entre dos superficies en contactos es 
de naturaleza nuclear débil.
II. La fuerza elástica en un resorte es de naturaleza 
electromagnética
III. El movimiento de las mareas es causada por una 
fuerza de naturaleza gravitatoria.
Rpta. 
I. FALSA
Ya que es de naturaleza electromagnética
II. VERDADERA
III. VERDADERA
02. Determine si las siguientes proposiciones son verdaderas 
(V) o falsas (F) y marque la alternativa correspondiente. 
(CEPRE 2020-I)
I. Para frenar sobre una pista, un auto reduce su velocidad 
debido a la fuerza que le ejerce sus propios frenos.
II. Una partícula solo cambia la dirección de su movimiento 
por la acción de una fuerza.
III. Fuerza es toda acción que modifica la velocidad de los 
cuerpos.
Rpta. 
I. VERDADERA
II. VERDADERA
Ya que la fuerza es la única que puede cambiar la velocidad 
ya sea en su módulo y/o dirección
III. VERDADERA
03. Determine las proposiciones verdaderas (V) o 
falsas (F) y marque la alternativa correspondiente. 
(CEPRE 2018-II)
I. La 1ERA ley de Newton establece que la fuerza es 
responsable del cambio de velocidad de los cuerpos.
II. Si para un observador fijo a Tierra, un cuerpo 
realiza MRUV, entonces de acuerdo a la 1ERA ley de 
Newton no actúa fuerza alguna sobre el cuerpo 
durante ese movimiento.
III. En la 1ERA ley de Newton se encuentra el concepto 
de fuerza de manera cualitativa.
Rpta. 
I. VERDADERA
Ya que ante la existencia de una fuerza, la velocidad 
cambiará ya sea en orientación y/o módulo
II. FALSA
Ya que si un cuerpo realiza MRUV; entonces debe 
existir una fuerza neta
III. VERDADERA
04. Sobre la 1era ley de Newton, determine si las 
siguientes proposiciones son verdaderas (V) o falsas (F) 
y marque la alternativa correspondiente. (CEPRE 2016-II)
I. Ningún movimiento puede iniciarse si no es por acción 
de una fuerza
II. Se dice que una partícula es libre cuando se encuentra 
en caída libre
III. Para una partícula libre, los estados de reposo y MRU 
son indistinguibles.
Rpta. 
I. VERDADERA
Ya que ante la existencia de una fuerza, el cuerpo cambiará 
de estado del reposo
II. FALSA
Ya que las partículas libres carecen de interacciones; por 
ende, se encuentran en reposo o en MRU
III. VERDADERA
Ya que en ambos casos no hay fuerza alguna sobre la 
partícula libre
05. Señale verdadero (V) o falso (F) según corresponda 
a las siguientes proposiciones: (CEPRE 2012-II)
I. Según la 1ra Ley de Newton, todo cuerpo, solo puede 
estar en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
II. Según la 3ra Ley de Newton, el par acción - reacción 
son fuerzas de igual magnitud, igual dirección pero de 
sentidos opuestos.
III. Un cuerpo se encuentra en reposo sobre una 
superficie horizontal lisa. La reacción al peso del cuerpo 
es la fuerza normal que la superficie ejerce sobre el 
cuerpo.
Rpta. 
I. FALSA
Ya que los cuerpos pueden estar en reposo, MRU o 
movimiento acelerado
II. VERDADERA
III. FALSA
Ya que dichas fuerzas actúan sobre el mismo cuerpo y 
son de diferentes naturaleza
06. Identifique las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) 
y marque la alternativa correspondiente. (CEPRE 2019-II)
I. Solo la fuerza modifica el estado natural de movimiento de 
un cuerpo.
II. Para una manzana en caída libre, la fuerza que la Tierra 
ejerce sobre la manzana es de mayor magnitud que la fuerza 
que la manzana ejerce sobre la Tierra. 
III. El efecto de una fuerza sobre un cuerpo depende del 
efecto producido por otras fuerzas que actúan sobre el 
cuerpo.
Rpta. 
I. VERDADERA
II. FALSA
Ya que las fuerzas mencionadas son de igual magnitud por 
la 3era ley de Newton
III. FALSA
Ya que cada fuerza es independiente de las otras actuantes 
sobre el cuerpo
07. La figura muestra, que Steve 
empuja a Tony haciéndolo retroceder, 
determine la veracidad (V) o falsedad 
(F) de las siguientes proposiciones:
I. La magnitud de la fuerza que Steve le ejerce a Tony es mayor a la 
magnitud de la fuerza que Tony le ejerce Steve.
II. Solo si Steve y Tony se mueven con velocidad constante hacia (⎯x) 
las fuerzas que ambos se ejercen tiene igual módulo.
III. Si ambos se mueven aceleradamente la fuerza de Steve sobre 
Tony es mayor que la fuerza de Tony sobre Steve.
Rpta. 
I. FALSA
Ya que las magnitudes de las fuerzas son iguales
II. FALSA
Ya que las magnitudes de las fuerzas son iguales sin importar el tipo 
de movimiento que presenten los cuerpos interactuantes
III. FALSA
Ya que las magnitudes de las fuerzas son iguales sin importar el tipo 
de movimiento que presenten los cuerpos interactuantes
V. Diagrama de Cuerpo Libre (DCL)
1. Concepto
* Consiste en graficar correctamente las fuerzas 
actuantes sobre un cuerpo en virtud a sus 
interacciones
* Por ejemplo:
· 1er Evento:
Tensión
Surge al estirar a una 
cuerda, soga, cable, etc.
Peso (W) o Fuerza de Gravedad (Fg)
Surge por la interacción gravitatoria 
entre los cuerpos con la Tierra y siempre 
actúa en el centro de gravedad (C.G.) de 
dichos cuerpos
Reacción
Surge por la interacción entre 
superficies en contacto
Peso (W) o Fuerza 
de Gravedad (Fg)
Normal
Es un caso particular de la 
Reacción (R), donde una de las 
superficies en contacto es lisa.
Reacción
Si 2 fuerzas son colineales,entonces las 
3 fuerzas actuantes serán colineales 
(Teorema de las 3 Fuerzas Colineales)
2do Evento:
Fuerza Elástica
Surge al estirar o 
comprimir a un resorte. 
Peso (W) o Fuerza 
de Gravedad (Fg)
Reacción
Donde: 
Si 2 fuerzas no son colineales, entonces las 
3 fuerzas actuantes serán concurrentes 
(Teorema de las 3 Fuerzas Concurrentes) Robert Hooke a partir 
de sus estudios en los 
resortes concluyó en 
la siguiente ley:
LkFe  .
Constante de 
Rigidez o Elástica
Deformación
3er Evento:
Si sobre un cuerpo actúan 2 fuerzas, dichas fuerzas 
deben ser de igual magnitud, sentidos opuestos y 
contenidos en una misma recta 
(Teorema de las 2 Fuerzas)
NOTA:
La balanza mide 
la magnitud de la 
fuerza que incide 
en forma 
perpendicular a 
su superficie
Sabías que
2. Preguntas
08. Determine las proposiciones verdaderas (V) o falsas (F) y marque la alternativa correspondiente. 
(CEPRE 2018-II)
I. De acuerdo a la 3ERA Ley de Newton, las fuerzas de acción – reacción son de la misma magnitud y 
orientación.
II. Una pelota golpea una piedra en reposo, de modo que la pelota rebota y la piedra no se mueve, 
entonces se puede afirmar que la pelota no aplica fuerza a la piedra.
III. En la figura, se observa una esferita colgada del techo en reposo. De acuerdo a la 3ERA Ley de 
Newton, el peso de la esferita y la tensión en la cuerda son las fuerzas de acción - reacción.
Rpta. 
I. FALSA
Ya que dichas fuerzas son de orientación opuestas
II. FALSA
Ya que debido a la interacción dada por el contacto 
entre la pelota y la piedra, se dio una existencia de 
fuerzas de acción y reacción sin importar que la 
piedra se halla movido o no
III. FALSA
Ya que ambas fuerzas 
actúan sobre el mismo 
cuerpo y son de la 
misma naturaleza; por 
ende, no cumplen con 
la 3era Ley de Newton
09. La figura muestra a una persona de pie sobre una balanza. Señale verdadero (V) 
o falso (F) según corresponda a las siguientes proposiciones. (SELECCIÓN 2014-II) 
I. El peso de la persona es la fuerza que actúa sobre la balanza.
II. La reacción al peso de la persona, es la fuerza normal que actúa sobre la persona.
III. La balanza registra la magnitud de la fuerza normal que actúa sobre la persona.
Solución: * Piden la V o F
* Examinemos:
* Con ello:
I. FALSA
Ya que el peso actúa sobre la misma persona
II. FALSA
Ya que la reacción al peso actúa sobre la Tierra
III. VERDADERA
Ya que esa es su función
2. Problemas
11. En el gráfico, el bloque A está en equilibrio 
estático sobre un plano inclinado liso. Sea T1 y T2
las tensiones en las cuerdas izquierda y derecha, 
respectivamente. Además W el peso del bloque A 
y R la reacción del plano. Marca la alternativa que 
muestra el diagrama de cuerpo libre del bloque A. 
(UNI 2000 - II)
Solución: * Piden DCL
* Veamos:
13. El sistema formado por los bloques A, B y 
C (que incluye una polea) deslizan sobre una 
superficie lisa, de tal forma que A se mantiene 
en reposo respecto de C, identifique el 
diagrama de cuerpo libre correcto de C. 
(CEPRE 2017-I)
Solución: * Piden DCL
* Analicemos:
V. Equilibrio de una Partícula
1. Concepto
* Recordar: amFFR


Si: 
0RF

0F

0 a

0RF
 El cuerpo esta 
en reposo o 
desarrolla MRU
2. Problemas
15. La figura muestra un sistema 
mecánico en equilibrio. Sabiendo que 
mw = 2 kg y mp = 5 kg, determine la 
masa, en kg, de la polea móvil. (g = 10 
m/s2).
Solución: * Piden m
* Analicemos: ∙ Para el bloque P:
0F

0500 TT
05020 0 T
NT 300 
∙ Para la polea móvil:
0F

02 0  mgTT
01030)20(2  m
kgm 1
17. El bloque de la figura se 
encuentra en reposo sobre el plano 
inclinado liso, bajo la acción de la 
fuerza horizontal, cuyo módulo es 
F = 15 N ¿Cuál es el peso (en N) 
del bloque? (CEPRE 2004-II)
3
Solución: * Piden W
* Analicemos:
∙ Del gráfico: NW 15
Solución: 
* Examinemos:
19. Determine la fuerza , paralela al 
plano inclinado, necesaria para mantener 
en equilibrio a la esfera de 100 N de peso. 
No hay rozamiento entre las superficies 
en contacto. (CEPRE 2013-II)
F

* Piden F

∙ Del gráfico: NF 60
∙ Ahora:
NjiF )ˆ36ˆ48( 

21. Si el dinamómetro (D) registra 50 N, 
determine la masa, en kg, de la esfera 
en reposo. (g = 10 m/s2)
Solución: * Piden m
* Analicemos:
∙ Del gráfico:
7010 m
kgm 7
23. La pequeña esfera de masa m 
se encuentra en reposo sobre la 
superficie curva lisa OPB. Si la 
pendiente de la recta tangente a la 
curva en el punto P es 1/ , hale la 
magnitud de la fuerza ejercida por 
la superficie sobre la esfera. 
(CEPRE 2008-I)
3
Solución: * Piden N
* Analicemos:
∙ Formando un triángulo de fuerzas, 
se tendrá:
∙ Del triángulo
sombreado:
mgNmg 375,035,0 
mgN 491,0
25. En la figura se muestra 
una cuña A de 6 kg sobre 
una superficie inclinada y 
una esfera B. Determine la 
masa, en kg, de la esfera 
para que el sistema se 
encuentre en equilibrio. 
(Superficies lisas; g = 10 
m/s2)
Solución: * Piden mB
* Analicemos a los cuerpos por separado 
en forma simultánea:
∙ Del gráfico:
8010 Bm
kgmB 8