Estática (mecánica)

Estática
	rama de la física
	mecánica

La Estática ye la rama de la Mecánica Clásica qu'analiza les cargues (fuercia, par / momentu) y estudia l'equilibriu de fuercies nos sistemes físicos n'equilibriu estáticu, esto ye, nun estáu nel que les posiciones relatives de los subsistemes nun varíen col tiempu. La primer llei de Newton implica que la rede de la fuercia y el par netu (tamién conocíu como momentu de fuercia) de cada organismu nel sistema ye igual a cero. D'esta llimitación puen derivase cantidaes como la carga o la presión. La rede de fuercies d'igual a cero conozse como la primer condición d'equilibriu, y el par netu igual a cero conozse como la segunda condición d'equilibriu.

Analís del equilibriu

Esquema de fuercies y momentos nuna viga n'equilibrio.

La estática apurre, mediante l'emplegu de la mecánica del sólidu ríxidu, solución a los problemes denominaos isostáticos. Nestos problemes, ye abondu plantegar les condiciones básiques d'equilibriu, que son:

El resultáu de la suma fuercies tien de ser nulu.
El resultáu de la suma momentos respeutu a un puntu tien de ser nulu.

Estes dos condiciones, per aciu l'álxebra vectorial, conviertense nun sistema d'ecuaciones; el resolución d'esti sistema d'ecuaciones ye la solución de la condición d'equilibriu.
Esisten métodos de resolución d'esti tipu de problemes estáticos mediante gráficos, fechos nos tiempos nos que la complexidá de la resolución de sistemes d'ecuaciones evitabase mediante la xeometría, magar anguaño, tiéndese al cálculu por ordenador.

Pal resolución de problemes hiperestáticos (aquellos nos que l'equilibriu pue algamase con distintes combinaciones d'esfuercios) ye necesariu considerar ecuaciones de compatibilidá. Diches ecuaciones adicionales de compatibilidá llogranse per aciu la introducción de deformaciones y tensiones internes asociaes a les deformaciones mediante los métodos de la mecánica de sólidos deformables, que ye una ampliación de la mecánica del sólidu ríxidu que, amás, da cuenta de la deformabilidad de los sólidos y los sos efeutos internos.

Esisten dellos métodos clásicos basaos na mecánica de sólidos deformables, como los teoremas de Castigliano o les fórmules de Navier-Bresse.

Suma de Fuercies

Cuando sobre un cuerpu o sólidu ríxidu actúen delles fuercies que s'apliquen nel mesmu puntu, el cálculu de la fuercia resultante resulta trivial: basta sumales vectorialmente y aplicar el vector resultante nel puntu común d'aplicación.

Sicasí, cuando esisten fuercies con puntos d'aplicación distintos ye necesario determinar el puntu d'aplicación de la fuercia resultante. Pa fuercies non paraleles esto pue faese sumando les fuercies dos a dos. Pa ello, considerase que dos de les fuercies tracen rectes enllargando les fuercies en dambos sentíos y buscando la so interseición. Esa interseición va ser un puntu de camín de la fuercia suma de las dos. De siguío, se substituyen les dos fuercies por una única fuercia vectorial suma de les dos anteriores aplicada nel puntu d'interseición. Esto repitise n-1 vegaes pa un sistema de n fuercies y llógrase'l puntu de camín de la resultante.

Esti algoritmu pue ser bastante pesáu pa un númberu de fuercies eleváu. Amás, cuando delles de les fuercies son paraleles pue nun funcionar. Pa faer más rápidu'l cálculu del puntu de pasu, pue usase, nel casu de fuercies coplanares, el métodu del polígonu funicular, que ye computacionalmente más rápidu y aplicable tamién al casu de que toles fuercies sían paraleles (y, por tanto, les sos rectes d'aición, ensin puntos d'interseición).

Aplicadures

La estática abarca l'estudiu del equilibriu tantu del conxuntu como de los sos partes constituyentes, incluyendo les porciones elementales de material.

Ún de los principales oxetivos de la estática ye'l llogru d'esfuercios cortantes, fuercia normal, de torción y momentu flector a lo llargo d'una pieza, que pue ser dende una viga d'una ponte, les pilastres d'un rascacielos,etc.

La so importancia mora en qu'una vegada trazaos les diagrames y llograes les sos ecuaciones, pue decidise'l material col que se va construyir, les dimensiones que tendrá de tener, llendes pa un usu seguru, etc., per aciu un analís de materiales. Por tanto, resulta d'aplicación n'inxeniería estructural, inxeniería mecánica, construcción, siempres que quiera construyise una estructura fixa. Pal analís d'una estructura en movimientu ye necesariu considerar l'aceleración de les partes y les fuercies resultantes.

L'estudiu de la Estática suel ser el primeru dientro del área de la inxeniería mecánica, por cuenta de que los procedimientos que se realicen suelen usase a lo llargo de los demás cursos d'inxeniería mecánica.

Ver tamién

Referencies

Enllaces esternos

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