Estática

Condiciones de reposo y equilibrio estático traslacional y rotacional en sólidos y estructuras.

Idea general del tema

La estática estudia los cuerpos en equilibrio: aquellos cuya aceleración lineal y angular son nulas. Para que un cuerpo extenso esté en equilibrio no basta que la suma de fuerzas sea cero; debe anularse también la suma de momentos respecto de cualquier punto.

El bloque separa tres cuestiones: el equilibrio de traslación, que depende de la suma de fuerzas; el equilibrio de rotación, que depende de los momentos y de dónde se aplican las fuerzas; y el centro de masas, el punto en el que puede considerarse concentrada la masa del cuerpo.

Qué se comprende al terminar

Al terminar, el alumno debe ser capaz de plantear las condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido, de elegir el eje que simplifica los momentos y de calcular reacciones y fuerzas desconocidas.

Asimismo, debe poder localizar el centro de masas de un sistema discreto o de un cuerpo continuo.

Ruta didáctica recomendada

1. Equilibrio Traslación: suma de fuerzas nula, diagrama de cuerpo libre y ejemplos con apoyos, cables y planos.
2. Equilibrio Rotación: momento de una fuerza, condición de suma de momentos nula y palancas.
3. Centro de Masas: definición del centro de masas y cálculo en sistemas discretos y en cuerpos extensos.

Criterio físico esencial

El criterio esencial es usar las dos condiciones a la vez y elegir con astucia el punto de los momentos: si se toma donde actúa una fuerza desconocida, esa fuerza desaparece de la ecuación. Un cuerpo puede tener fuerza neta nula y girar, y puede tener momento neto nulo y trasladarse.

Conexión con problemas reales

• puentes, vigas y estructuras.
• grúas, balanzas y palancas.
• estabilidad de vehículos y de objetos apoyados.
• biomecánica del cuerpo humano.

Objetivo final del tema

El objetivo final es analizar cualquier cuerpo en equilibrio mediante las dos condiciones, calcular fuerzas desconocidas y localizar el centro de masas.