1. FÍSICA - DINÁMICA ESTÁTICALEYES DE NEWTONCONCEPTO.- La estática es una rama de la mecánicacuyo objetivo es estudiar las condiciones que deben Newton formuló tres leyes, de las cuales sólo doscumplir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para aplicaremos en la estática (1a y 3a Ley), dejando elque este se encuentre en equilibrio estudio de la restante para el capítulo dedinámica.CONCEPTOS Y MAGNITUDES FÍSICAS QUEPERMITEN INTERPRETAR LA ESTÁTICAPRIMERA LEY: LEY DE LA INERCIAINERCIA:Propiedad de todo cuerpo material “Todo cuerpo permanece en reposo ó conmediante la cual trata de conservar su estado develocidad constante (MRU); mientras que sobre elreposo o de movimiento. cuerpo no actúe una fuerza resultanteEXTERIOR que lo obligue a cambiar de velocidadMASA (m): Magnitud física escalar que cuantificala inercia de un cuerpo (masa inercial).su valor es constante en cualquier punto del universo.TERCERA LEY: LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓNFUERZA (): Magnitud física vectorial que tiende a Las fuerzas existentes en la naturaleza, nomodificar el estado de reposo o movimiento de los existen solas, siempre existen en parejas, estocuerpos, o la forma de éstos. Su unidad en el S.I. es puede expresarse en la tercera ley de Newton. Ael Newton (N).toda fuerza aplicada (acción) le corresponde unafuerza de reacción de igual magnitud pero deEQUILIBRIO: sentido opuesto.Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibriocuando carece de todo tipo de aceleración (a=0).1ª Condición de Equilibrio"Un cuerpo se encontrará en equilibrio cuando la La fuerza de acción y reacción nunca sefuerza resultante que actúa sobre él sea igual a cero;anulan entre sí, porque actúan sobre cuerpospara eso, las fuerzas componentes deben ser diferentes.necesariamente coplanares y concurrentes". Las fuerzas de acción y reacción sonCondición algebraica. simultáneas.PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIOEQUILIBRIO DE TRASLACIÓN ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 2. 2Un cuerpo esta en equilibrio cuando no acelera, estoindica que no debe cambiar el módulo ni la dirección b)NORMAL (): Es una fuerza que se debede la velocidad. al apoyo ó contacto entre las superficies de dosPodemos observar los 2 tipos de equilibrio: cuerpos. Su dirección siempre es perpendicular a la superficie de contacto.. (Equilibrio estático) cuando el cuerpo estáen reposo(Equilibrio cinético) si la velocidad es c)TENSIÓN (): Es una fuerza que seconstante ejerce en cuerpos flexibles como son: cuerdas, cables, hilos, cadenas, etc. Su dirección al actuarFUERZAS NOTABLES sobre un cuerpo siempre es “tirante”.Teniendo en cuenta que la fuerza es una magnitudfísica vectorial es muy importante saber identificarque fuerzas están actuando sobre un cuerpo. Entrelas más comunes tenemos:a) PESO (): El peso es una fuerza quesiempre actúa en un punto del cuerpo, conocido comocentro de gravedad, y su dirección es hacia el centrode la tierra.Su módulo para pequeñas alturas respecto a lad)FUERZA DE FRICCIÓNÓROZAMIENTO (): Es una fuerza que se debe ala rugosidad ó aspereza de las superficies encontacto. Su dirección siempre es opuesta almovimiento ó intención de movimiento delcuerpo. Se pueden distinguir entre dos tipos de Donde: fricción, la fricción estática (Fe) y la friccióncinética ( Fk ). Fk = µ kN. Donde: µe = coeficiente de rozamiento estáticoµK = coeficiente de rozamiento cinético (0Al cociente se denomina masa gravitacional.≤ µK < µe ) ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 3. FÍSICA - DINÁMICAN= Módulo de la fuerza normalcuando fuerzas externastratan de comprimirlo.¡TEN PRESENTE QUE!Cuando un cuerpo se encuentra sobre una superficielisa (no se considera el rozamiento), la reacción delpiso sobre el cuerpo se debe sólo a la fuerza normal DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) Es el aislamiento imaginario de un cuerpo y lae)FUERZA ELÁSTICA (): Es una fuerzarepresentación de todas las fuerzas externas queaplicada por el resorte cuando es deformado. Suactúan sobre él. Para representar un D.C.L sedirección siempre es tratando de recuperar sudebe de usar el siguiente procedimientoposición original, llamado por esto Fuerza 1. Representar el peso (W) verticalmenterecuperadora del resorte. hacia abajo (Hacia el centro de la tierra) 2. En toda cuerda se representa la fuerzade tensión (T) que siempre sale del D.C.Lsiguiendo la dirección de la cuerda 3.A lo largo de una misma cuerda de pocopeso actúa la misma fuerza de tensión (T) 4. En el contacto entre dos superficiessólidas represente la fuerza normal (N)entrando al D.C.L en forma perpendicular porel contacto 5. Si tiene contacto con resortes existiráuna fuerza denominada: FUERZA ELÁSTICA,Su módulo obedece a la Ley de Hooke:esta fuerza es dibujada a lo largo del resortey su sentido tiene dos opciones: Si el resorte Fk = k xestá estirado, la fuerza elástica se dibujaDonde: k = Constante elástica(N/m)saliendo del elemento; y si el resorte estácomprimido, al fuerza elástica debe dibujarsex = Deformación o elongación (m)ingresando al elemento elegido.EJEMPLOS DE D.C.L e) COMPRESIÓN (C). Es aquella fuerza queaparece en el interior de un sólido rígido ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 4. 4Indicar el diagrama de cuerpo libre correctode la esfera. PROBLEMASEFECTUAR EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE(D.C.L) DE LOS SIGUIENTES CUERPOSESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 5. FÍSICA - DINÁMICA 11.- Se tiene dos cilindros idénticos A y B. Indicar el D.C.L. del cilindro A. 12.- Los bloque A, B y C tienen pesos diferentes. Indicar el D.C.L. del bloque B 13.- Indicar el D.C.L. correcto del bloque. 14.- Indicar el diagrama de cuerpo libre correcto de la esfera. TALLER - BLOQUE I9.- Una persona de peso P está jalando a la cuerda. 1. Lafuerza es elresultadodeIndicar el D.C.L. de la persona.la…………………entre dos cuerposa) Atracciónb) Repulsiónc) Uniónd) Interaccióne) separación 2. el peso de los cuerpos es una fuerzaa) nuclear10.- Desde lo alto de un edificio se lanzab) molecularc) gravitacionalhorizontalmente una piedra. Indicar el D.C.L. de lad) electromagnéticapiedra cuando pasa por el punto P.e) tensorialESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 6. 6 3. según la ley de la inercia, los cuerpos seresisten a cambiar de………………a) posiciónb) velocidadc) aceleraciónd) masae) tamaño 4. respetando las leyes de Newton entendemosque la velocidad de los cuerpos tiene a…… 9. Hacer el D.C.L. del bloque; todas lasa) aumentarsuperficies son lisas.b) disminuirc) variard) ser constantese) anularse 5. una consecuencia de la tercera ley de Newtones que las fuerzas aparecena) 1 en 1b) 2 en 2c) 3 en 310. Considerando que entre los patines y el hielod) 4 en 4 no existe fricción; determinar las fuerzas quee) N.a actúan sobre el patinador, ya en movimiento 6. cuando la fuerza resultante sobre una partícula(resistencia del aire nula).es cero,tendremosque lapartícula………………………….a) No se mueveb) Se mueve a velocidad constantec) Esta moviéndosed) Esta en reposo o moviéndose a velocidad constantee) N.a 7.en que situaciones se puede garantizar que una partícula esta en equilibrioI. la partícula se mueve a velocidad constante II. la partícula esta en reposoIII. la partícula se mueve a rapidez constante a) I y II b) I y III c) II y III11.Hacer el D.C.L del bloque “m” d) Solo II 8. Hacer el D.C.L. del cuerpo.ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 7. FÍSICA - DINÁMICAa) b) c)d) e)7. Del ejercicio Nº 5, indique la dirección delpeso.1. Determine el peso de un cuerpo, si su masa es dea) b) c)25 kg. (g = 10 m/s ) d) e)a) 5 Nb) 50c) 308. Marque verdadero (V) o falso (F) :d) 10 e) 20I. La fuerza es una magnitud vectorial.2. Si la masa de un cuerpo es 10 kg, su peso será:II. Masa es lo mismo que peso.III. La tensión siempre es verticala) 20 N b) 300 c) 150d) 100e) 50 a) VFV b) VFF c) FFVd) VVF e) FVF3. Si el peso de un cuerpo es 30 N su masa será:9. En la figura, determine la dirección del peso.a) 30 kgb) 3 c) 10d) 20 e) 40 a)b)4. Si el peso de un cuerpo es 450 N, su masa será:c)d)a) 450b) 35c) 25d) 45 e)N.a e)5.-En la figura, ¿hacia donde estaría dirigida la 10. Del ejercicio anterior, determine la direccióntensión?de la normal.a) b) c)a)d) e)b)11. Del ejercicio Nº 09, determine la dirección dec)la tensiónd)e)a) b) c)6. Del ejercicio anterior indique la dirección de lad) e)normal. ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 8. 812. En la figura determine la dirección de la tensión a)b)a)c)b)d)c)e)d)e)6. Del ejercicio anterior, determine la direccióndel peso.13. Del ejercicio anterior, determine la dirección dela normala) b) c)d) e)a) b) c)7. Del ejercicio Nº 5, determine la dirección de lad) e) normal.14. En la fiesta de ‘‘Miguelito’’ colgaron una piñataa) b) c)relleno de golosinas y juguetes, cuya masa era de 45d) e)kg. ¿Qué tensión podrá soportar dicha piñata? a) 45 N b) 4500 c) 3508. En la figura, determine la dirección del peso d) 3500 e) 450a)b)c)d)1. Si la masa de un cuerpo es 0,1 kg. Halle su peso:e) a) 10 Nb) 0,1c) 2 d) 1 e) 52. Si la masa de un cuerpo es 0,25 kg. Halle su peso:9. Del ejercicio anterior, determine la direccióna) 25 Nb) 2,5c) 35de la tensión.d) 250 e) 0,253. Si un cuerpo posee un peso de 3,5 N, su masa seráa) b) c)a) 35 kgb) 0,3 c) 3,5 d) e)d) 0,35 e) 35010. Del ejercicio 8, halle la dirección de la normal4. Si el peso de un cuerpo es 260 N, su masa será:a) 16 kgb) 26c) 250d) 260e) 0,26 a) b) c)d) e)5. Determine la dirección de la tensión: ESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L) 9. FÍSICA - DINÁMICAESTÁTICA- DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L)