Estática - Conceptos

Vectores: Son modelos matemáticos.

Sea el vector V, representa una cantidad física y, se compone de:

1. Módulo: (magnitud) valor numérico y absoluto del mismo, expresa la cantidad que representa el mismo y se le asigna una unidad.

2. Dirección: recta de acción, que según el sistema de referencia posee una inclinación α.

3. Sentido: según el sistema de referencia, tendrá signo positivo o negativo.

4. Origen: punto de aplicación.

Fuerza

Magnitud física que se representa con un vector y su unidad puede ser Newton (N), kilogramo fuerza (kg) o dina (din).

Resultante

Es la suma vectorial de todas las fuerzas aplicadas y no aplicadas a un sistema.

Momento de una fuerza

El momento de una fuerza es el producto de dicha fuerza por la distancia perpendicular a un determinado eje de giro. Cuando se aplica una fuerza a una puerta pesada para abrirla, la fuerza se ejerce perpendicularmente a la puerta y a la máxima distancia de las bisagras. Así se logra un momento máximo. Si se empujara la puerta con la misma fuerza en un punto situado a medio camino entre el tirador y las bisagras, la magnitud del momento sería la mitad. Si la fuerza se aplicara de forma paralela a la puerta (es decir, de canto), el momento sería nulo.

Sea el vector distancia, un vector perpendicular a una fuerza, de magnitud igual a la distancia entre un punto A y la recta de acción de la fuerza, se define como vector momento de la fuerza con respecto al punto A :

Sentido horario - F

Sentido antihorario + F

El producto vectorial entre el vector fuerza y el vector distancia, cuya dirección es perpendicular al plano que forman el punto A y la fuerza y, el sentido dependerá del vector fuerza (horario - antihorario).

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Vista tridimensional según la regla del tirabuzón (para la mano izquierda)

Las unidades del vector momento son: N.m, kilográmetro (kgm) ó din.cm. por ser éste un producto vectorial.

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Vector, resultante de dos fuerzas y ley del paralelogramo

Las magnitudes vectoriales, para quedar definidas, además de la cantidad expresada en números y el nombre de la unidad, requieren que se señale la direccion y el sentido.

La direccion de una fuerza se define por la linea de accion (recta) y el sentido de la fuerza. La línea de accion es la linea recta infinita a lo largo de la cual actua la fuerza, la cual es igual a lo largo de esta debido al principio de transmisibilidad, y se caracteriza por el angulo que forma con algun eje fijo.

La fuerza en si se representa por un segmento de esa linea; mediante el uso de una escala apropiada, puede escogerse la longitud de este segmento para representa la magnitud de la fuerza. Finalmente el sentido de una fuerza debe indicarse por una punta de flecha.

La evidencia experimental muestra que dos fuerzas P y Q que actuan sobre una particula A (figura 2.2a), pueden sustituirse por una sola fuerza R que produce el mismo efecto sobre la particula (figura 2.2c). A esta fuerza se le llama resultante de las fuerzas P y Q y puede

obtenerse, como se muestra en la figura 2.2b, construyendo unparalelogramo con P y Q como lados. La diagonal que pasa por A representa la resultante. Esto se conoce como la ley del paralelogramo para la acción de dos fuerzas, y se basa en la evidencia experimental; no puede probarse ni derivarse de manera mátematica.