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FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
1 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
ESTÁTICA
CONCEPTO. -
La estática es una rama de la mecánica cuyo objetivo es estudiar
las condiciones que deben de cumplir las fuerzas que actúan
sobre un cuerpo, para que éste se encuentre en equilibrio.
I) EQULIBRIO.-
Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio cuando
carece de todo tipo de aceleración )
0
a
( = .
Concepto Intuitivo de Fuerza
A.- Si se quisiera mover un cuerpo que inicialmente se
encuentra en reposo y equilibrio; se tendría que aplicar a
dicho cuerpo por lo menos una fuerza. Ver Fig. (4,2)
B.- Si se quisiera detener a un cuerpo que inicialmente está
en movimiento, se requiere de por lo menos una fuerza. Ver
fig. (4,3)
C.- La acción de una fuerza produce necesariamente la
deformación de un cuerpo.
Se observa de las figuras:
Para que exista fuerza debe existir por lo menos dos
cuerpos que se encuentren interactuando entre sí, lo cual no
significa que los cuerpos estén en contacto, por ejemplo el
sol y la tierra se atraen; pero no están en contacto, mas sí
interactuando.
Es más, en la figura que muestra al boxeador y la pera,
dichos cuerpos aparentemente estuvieron en contacto en
algún momento; pero desde el punto de vista microscópico,
nunca lo estuvieron.
Así pues, en síntesis y por ahora, podemos decir que
una fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro que cambia
o tiende a cambiar su movimiento o forma.
Observación.- El concepto de fuerza se dará a conocer
en el capítulo de dinámica. Así como las equivalencias entre
las unidades.
Unidad de fuerza S.I.: Newton(N)
1ra. CONDICION DE EQUILIBRIO.- “Un cuerpo se
encontrará en equilibrio cuando la fuerza resultante que
actúa sobre él, sea igual a cero; para esto, las fuerzas
componentes deben ser necesariamente coplanares y
concurrentes”.
Condición Algebraica
4
3
2
1 F
F
F
F
R +
+
+
=





=
=
=
0
R
0
R
0
R
y
x
Condición Gráfica
Se sabe que si la resultante de un sistema de vectores es nula,
el polígono que se forma será cerrado.
0
F
F
F
F 4
3
2
1 =
+
+
+
F2
F3
F4
F1
II) LEYES DE NEWTON
Las leyes de Newton constituyen verdaderos pilares de la
mecánica, fueron enunciadas en la famosa obra de Newton
“Principios de la Filosofía Natural”, publicada en 1686.
Ellas son conocidas como la 1ra., 2da, y 3ra. Ley de
Newton, de acuerdo con el orden que aparecen en esta obra
citada. En este capítulo, estudiaremos la 1ra. y 3ra. ley, que
nos permitirán analizar el equilibrio del cuerpo, esto es el
estudio de la Estática; la 2da ley será estudiada en el
capítulo: “Dinámica”.
1ra. LEY DE NEWTON (Ley de la Inercia)
“Un cuerpo de masa constante permanece en estado de
reposo o de movimiento con una velocidad constante en
línea recta, a menos que sobre ella actúe una fuerza”.
Ilustraciones:
Para los ejemplos: idealizaremos varios casos:
Ejemplo (1).- Supondremos que un caballo no tenga
porosidades en su cuerpo, esto para evitar el rozamiento de
los cuerpos.
En la figura (izquierda) se observa una persona y un
caballo. En la figura (derecha) se observa que el caballo se
mueve bruscamente hacia la izquierda y la persona
aparentemente se mueve hacia atrás. ¿Por qué? Inicialmente
la persona y el caballo estaban en reposo, luego el caballo se
movió (por efectos que no estudiaremos todavía); pero
¿quién movió a la persona? Nadie o nada. Motivo por el cual
que queda en su lugar o en el punto inicial.
FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
2 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
Ejemplo (2).- En este caso supondremos que los cubiertos
y el mantel son completamente lisos, esto para evitar el
rozamiento. La explicación es la misma que el ejemplo
anterior.
Ejemplo (3).- Consideraremos que un móvil cuya base
inferior sea lisa, así como la suela de los zapatos de una
persona.
Inicialmente el microbús se mueve con velocidad v;
como la persona se encuentra dentro del móvil, también
estará moviéndose con la velocidad v.
De pronto el móvil se detiene; pero la persona sigue
moviéndose en línea recta y con una velocidad v, hasta que
algo lo detenga. ¿Por qué? –porque el microbús se detuvo
por acción de los frenos; pero ¿quién o qué detuvo a la
persona? –Nadie o nada, motivo por el cual la persona
seguirá moviéndose.
3ra LEY DE NEWTON (Ley de acción y reacción).
“Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Acción); entonces
el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al
primero (Reacción)”.
Tener en cuenta que la acción y la reacción no se
anulan porque no actúan en el mismo cuerpo.
Ilustraciones:
Ejemplo (1).- Si se suelta desde una altura ‘h” una pelotita
de jebe, esta llega al suelo aplicándole una fuerza F ; pero en
ese instante el suelo reacciona y le aplica otra fuerza F
− a
la pelotita (en sentido contrario).
Ejemplo (2).- La Tierra atrae a la luna con fuerza F . La
luna atrae también a la Tierra con fuerza F
− ; pero en
sentido contrario.
Nota Importante: La acción y reacción no necesariamente
producen los mismos efectos.
III)FUERZAS INTERNAS.-
Son las que mantienen juntas a las partículas que forman un
sólido rígido. Si el sólido rígido está compuesto
estructuralmente de varias partes, las fuerzas que mantienen
juntas a las partes componentes se definen también como
fuerzas internas; entre las fuerzas internas más conocidas
tenemos: La tensión y la compresión.
1.- Tensión (T).- Es aquella fuerza que aparece en el
interior de un cuerpo flexible (cuerda, cable) debido a
fuerzas externas que tratan de alargarlo.
Cabe mencionar que a nivel de Ingeniería la tensión o
tracción como también se le llama, aparece también en
cuerpos rígidos como en algunas columnas de una
estructura.
Corte
Imaginario
F T
F
T=F
F
T
T=F
Corte
Imaginario
F
2.- Compresión (C).- Es aquella fuerza que aparece en el
interior de un sólido rígido cuando fuerzas externas tratan
de comprimirlo.
Corte
Imaginario
F C
F
C=F
F
C
C=F
Corte
Imaginario
F
IV)TEOREMA DE LAMY.-
Si un sólido se encontrase en equilibrio bajo la acción de tres
fuerzas coplanares y concurrentes, el valor de cada una de
las fuerzas es directamente proporcional al seno del ángulo
que se le opone.

=

=
 sen
F
sen
F
sen
F 3
2
1
F1 F2
F3



V) DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.)
Hacer el D.C.L. de un cuerpo es representar gráficamente
las fuerzas que actúan en él. Para esto se sigue los siguientes
pasos.
1.- Se aísla al cuerpo, de todo el sistema.
2.- Se representa al peso del cuerpo mediante un vector
dirigido siempre hacia el centro de la Tierra.
3.- Si existiese superficies en contacto, se representa a la
reacción mediante un vector perpendicular a dichas
superficies y empujando siempre al cuerpo.
FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
3 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
4.- Si hubiesen cuerdas o cables, se representa a la tensión
mediante un vector que está siempre jalando al cuerpo,
previo corte imaginario.
5.- Si existiesen barras comprimidas, se representa a la
compresión mediante un vector que está siempre empujando
al cuerpo, previo corte imaginario.
VI)TIPOS DE APOYO
Existen diversos tipos de apoyo, nosotros estudiaremos sólo
dos:
1.- Apoyo Fijo: En este caso existen dos reacciones
perpendiculares entre sí.
R1
R2
2.- Apoyo Móvil: En este caso existe sólo una reacción que
es perpendicular a las superficies en contacto.
R
MOMENTO DE UNA FUERZA (Torque)
Es una magnitud vectorial, cuyo valor mide el efecto de giro que
se produce sobre un cuerpo alrededor de un punto o eje.
CALCULO DEL MOMENTO DE UNA FUERZA CON
RESPECTO A UN PUNTO “O”
F respecto a un punto, se calcula multiplicando el valor de la
fuerza F con la distancia perpendicular desde el punto “O” a la
línea que contiene la fuerza “F”.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MOMENTO DE
UNA FUERZA CON RESPECTO A UN PUNTO “O”
El momento de una fuerza con respecto a un punto, se representa
mediante un vector perpendicular al plano de rotación y el
sentido se determina aplicando la regla de la mano derecha.
Unidad de Momento en el S.I.
CASOS MÁS COMUNES
CASO A
CASO B
CASO C
EQUILIBRIO
Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio cuando carece
de todo tipo de aceleración.
CONVENCIÓN DE SIGNOS
Asumiremos signo al torque (momento de una fuerza).
TEOREMA DE VARIGNON
“El momento de la resultante de las fuerzas concurrentes,
con respecto a un centro en su plano, es igual a la suma
algebraica de los momentos de las componentes con respecto
al mismo centro”.
FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
4 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
CASO GENERAL
Se demuestra que el Teorema de Varignon también es válido
para más de dos fuerzas coplanares.
2da CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
Para que un cuerpo rígido permanezca en equilibrio, la fuerza
resultante y el momento resultante respecto a un mismo punto,
debe ser cero.
PRÁCTICA
ESTÁTICA I
1. En la fiesta de ‘‘Miguelito’’ colgaron una piñata relleno
de golosinas y juguetes, cuya masa era de 45 kg. ¿Qué
tensión podrá soportar dicha piñata?
a) 45 N b) 4500 c) 350
d) 3500 e) 450
2. Calcular la fuerza necesaria para mantener el sistema en
equilibrio:
A) 10N B) 20N C) 30N
D) 40N E) 50N
3. Calcular la deformación del resorte si la esfera de 4Kg está
apoyado en una pared vertical lisa (g=10m/s2
) (K=25N/m).
A) 1m
B) 2m
C) 3m
D) 4m
E) 5m
1° Sumativo UNT 2012 IB
4. La reacción que ejerce el piso horizontal sobre la esfera de
peso 60 N, en equilibrio entre las superficies y sin
rozamiento, en newton, es:
A) 30 B)50 C)75
D) 90
E) 100
1° Sumativo UNT ( Oct 2007 – Feb 2008 )B
5. Un cilindro A sobre el plano inclinado pesa 50 N y la
fuerza F horizontal sobre dicho cilindro es de 60 N. El peso
en N que debe tener el cilindro B apoyado sobre A para
que el sistema se mantenga en equilibrio es:
A) 50 B) 30 C) 45
D) 25 E) 20
6. Se desea subir un cuerpo de 20kg por una rampa de 37º de
inclinación. La fuerza, en N, horizontal necesaria para que
ascienda con velocidad constante, es: (despreciar el
rozamiento y considerar g=10m/s2
)
A) 100 B) 150 C) 180
D) 200 E) 250
UNT (2000-Área “B”)
4kg
53°
g = 10m/s2
37°
FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
5 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
7. Un bloque de plomo, pesa 30 N, ¿Cuál es la magnitud de
la fuerza paralela al plano inclinado, que debería aplicarse
sobre el bloque, para mantenerlo en reposo sobre la
superficie inclinada sin fricción, como la indicada en la
figura?
A) 10√3 N B) 15 N C) 30 N
D) 30√3 N E) 25 N
8. Determinar la tensión en el cable para que el bloque de 640
N de peso permanezca en equilibrio.
A) 100 N B) 150 N C) 200 N
D) 300 N E) 400 N
9. Señale la verdad (V) o falsedad (F) en las siguientes
afirmaciones:
** Si un cuerpo está en equilibrio, estará necesariamente
en reposo.
** Si la velocidad de un cuerpo es cero, está
necesariamente en equilibrio.
** El equilibrio traslacional se garantiza cuando el
móvil no tiene aceleración.
A) VVV B) VFV C) FVV
D) VFF E) FFV
10. Par el sistema mostrado Considere las superficies lisas y
esferas homogéneas de 4kg cada una ( )
2
10m
g
s
=
a. Determine la reacción el piso.
b. Determine el módulo de la reacción entre las esferas.
A) 30N y 10N
B) 20N y 20N
C) 80N y 40 3
D) 80N y
80
3
3
N
E) 50N y 40/3N
ESTÁTICA II
11. Determinar el momento resultante sobre la barra respecto
al punto 0. (F1=10N y F2=20N.)
a) - 20N.m b) 80 c) 60
d) 100 e) - 40
12. Calcule el momento resultante, respecto al punto (A), si:
F1=10N y F2=20N.
a) +72 N.m b) -39
c) +76 d) +82
e) -42
13. En la siguiente placa cuadrada de 2m de lado, determinar
el momento resultante con respecto al punto “0”
F4
F3
F2
F1
45°
30°
F1=10N
F2 = 5N
F4=10N
N
2
10
F3 =
O
a) 24 N.m b) 30 N.m
c) 20 N.m
d) 40 N.m e) 45 N.m
14. Determinar la tensión en la cuerda para que la barra
homogénea de 4Kg permanezca en equilibrio tal como se
muestra m=2Kg.
A) 40N
B) 60N
C) 50N
D) 200N
E) 250N
UNT 2010 IIA
15. Una viga ABC de sección uniforme cuyo peso es de 40 N
se apoya en B. El extremo C se halla sometido a la tensión
de una cuerda como se muestra en la figura. Si el sistema
se encuentra en equilibrio, la tensión en la cuerda en
newton es:
m
37°
8m 2m
g = 10m/s2
FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA
6 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo
A) 20 N B) 25 N C) 30 N
D) 35 N E) 40 N
16. Determinar la fuerza que soporta el resorte si la barra es
homogénea y pesa 40N.
A) 40N B) 60N C) 80N
D) 120N E) 160N
17. Un sujeto que pesa 1000 N está ubicado en la posición “A”
sobre la barra homogénea que pesa 4000N y que mide 18m.
¿Qué distancia podrá avanzar hacia la derecha antes de que
la barra gire?
a) 2m b) 3m c) 4m
d) 5m e) 6m
18. Se muestra una barra homogénea doblada por su punto
medio, calcule la tensión de la cerda
( )
2
6 , 10 /
Barra
M kg g m s
= =
A) 45N
B) 30N
C) 60N
D) 50N
E) 20N
19. La figura muestra una barra homogénea de peso 20 N y
longitud 6 m, en posición horizontal. La longitud natural
del resorte es 5 m (K = 20 N/m). Determine el módulo de
la fuerza F.
a) 10 N b) 15 N
c) 20 N d) 25 N
e) 30 N
20. En el sistema de poleas, R1 = 800 N y R2 = 25 N. Calcular
la longitud total de la palanca AB. El peso de las poleas y
de la barra es despreciable.
a) 7 m b) 8 m
c) 9 m d) 12 m
e) 18 m
21. La longitud del resorte sin deformar es 1 cm. Determine el
valor de la fuerza “F” para que la barra homogénea de 10
N se mantenga en posición horizontal (K = 10 N/cm).
a) 30N b) 70 c) 100
d) 120 e) 150
2m
6m
20N
A
10m

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  • 1. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 1 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo ESTÁTICA CONCEPTO. - La estática es una rama de la mecánica cuyo objetivo es estudiar las condiciones que deben de cumplir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que éste se encuentre en equilibrio. I) EQULIBRIO.- Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio cuando carece de todo tipo de aceleración ) 0 a ( = . Concepto Intuitivo de Fuerza A.- Si se quisiera mover un cuerpo que inicialmente se encuentra en reposo y equilibrio; se tendría que aplicar a dicho cuerpo por lo menos una fuerza. Ver Fig. (4,2) B.- Si se quisiera detener a un cuerpo que inicialmente está en movimiento, se requiere de por lo menos una fuerza. Ver fig. (4,3) C.- La acción de una fuerza produce necesariamente la deformación de un cuerpo. Se observa de las figuras: Para que exista fuerza debe existir por lo menos dos cuerpos que se encuentren interactuando entre sí, lo cual no significa que los cuerpos estén en contacto, por ejemplo el sol y la tierra se atraen; pero no están en contacto, mas sí interactuando. Es más, en la figura que muestra al boxeador y la pera, dichos cuerpos aparentemente estuvieron en contacto en algún momento; pero desde el punto de vista microscópico, nunca lo estuvieron. Así pues, en síntesis y por ahora, podemos decir que una fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro que cambia o tiende a cambiar su movimiento o forma. Observación.- El concepto de fuerza se dará a conocer en el capítulo de dinámica. Así como las equivalencias entre las unidades. Unidad de fuerza S.I.: Newton(N) 1ra. CONDICION DE EQUILIBRIO.- “Un cuerpo se encontrará en equilibrio cuando la fuerza resultante que actúa sobre él, sea igual a cero; para esto, las fuerzas componentes deben ser necesariamente coplanares y concurrentes”. Condición Algebraica 4 3 2 1 F F F F R + + + =      = = = 0 R 0 R 0 R y x Condición Gráfica Se sabe que si la resultante de un sistema de vectores es nula, el polígono que se forma será cerrado. 0 F F F F 4 3 2 1 = + + + F2 F3 F4 F1 II) LEYES DE NEWTON Las leyes de Newton constituyen verdaderos pilares de la mecánica, fueron enunciadas en la famosa obra de Newton “Principios de la Filosofía Natural”, publicada en 1686. Ellas son conocidas como la 1ra., 2da, y 3ra. Ley de Newton, de acuerdo con el orden que aparecen en esta obra citada. En este capítulo, estudiaremos la 1ra. y 3ra. ley, que nos permitirán analizar el equilibrio del cuerpo, esto es el estudio de la Estática; la 2da ley será estudiada en el capítulo: “Dinámica”. 1ra. LEY DE NEWTON (Ley de la Inercia) “Un cuerpo de masa constante permanece en estado de reposo o de movimiento con una velocidad constante en línea recta, a menos que sobre ella actúe una fuerza”. Ilustraciones: Para los ejemplos: idealizaremos varios casos: Ejemplo (1).- Supondremos que un caballo no tenga porosidades en su cuerpo, esto para evitar el rozamiento de los cuerpos. En la figura (izquierda) se observa una persona y un caballo. En la figura (derecha) se observa que el caballo se mueve bruscamente hacia la izquierda y la persona aparentemente se mueve hacia atrás. ¿Por qué? Inicialmente la persona y el caballo estaban en reposo, luego el caballo se movió (por efectos que no estudiaremos todavía); pero ¿quién movió a la persona? Nadie o nada. Motivo por el cual que queda en su lugar o en el punto inicial.
  • 2. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 2 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo Ejemplo (2).- En este caso supondremos que los cubiertos y el mantel son completamente lisos, esto para evitar el rozamiento. La explicación es la misma que el ejemplo anterior. Ejemplo (3).- Consideraremos que un móvil cuya base inferior sea lisa, así como la suela de los zapatos de una persona. Inicialmente el microbús se mueve con velocidad v; como la persona se encuentra dentro del móvil, también estará moviéndose con la velocidad v. De pronto el móvil se detiene; pero la persona sigue moviéndose en línea recta y con una velocidad v, hasta que algo lo detenga. ¿Por qué? –porque el microbús se detuvo por acción de los frenos; pero ¿quién o qué detuvo a la persona? –Nadie o nada, motivo por el cual la persona seguirá moviéndose. 3ra LEY DE NEWTON (Ley de acción y reacción). “Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Acción); entonces el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al primero (Reacción)”. Tener en cuenta que la acción y la reacción no se anulan porque no actúan en el mismo cuerpo. Ilustraciones: Ejemplo (1).- Si se suelta desde una altura ‘h” una pelotita de jebe, esta llega al suelo aplicándole una fuerza F ; pero en ese instante el suelo reacciona y le aplica otra fuerza F − a la pelotita (en sentido contrario). Ejemplo (2).- La Tierra atrae a la luna con fuerza F . La luna atrae también a la Tierra con fuerza F − ; pero en sentido contrario. Nota Importante: La acción y reacción no necesariamente producen los mismos efectos. III)FUERZAS INTERNAS.- Son las que mantienen juntas a las partículas que forman un sólido rígido. Si el sólido rígido está compuesto estructuralmente de varias partes, las fuerzas que mantienen juntas a las partes componentes se definen también como fuerzas internas; entre las fuerzas internas más conocidas tenemos: La tensión y la compresión. 1.- Tensión (T).- Es aquella fuerza que aparece en el interior de un cuerpo flexible (cuerda, cable) debido a fuerzas externas que tratan de alargarlo. Cabe mencionar que a nivel de Ingeniería la tensión o tracción como también se le llama, aparece también en cuerpos rígidos como en algunas columnas de una estructura. Corte Imaginario F T F T=F F T T=F Corte Imaginario F 2.- Compresión (C).- Es aquella fuerza que aparece en el interior de un sólido rígido cuando fuerzas externas tratan de comprimirlo. Corte Imaginario F C F C=F F C C=F Corte Imaginario F IV)TEOREMA DE LAMY.- Si un sólido se encontrase en equilibrio bajo la acción de tres fuerzas coplanares y concurrentes, el valor de cada una de las fuerzas es directamente proporcional al seno del ángulo que se le opone.  =  =  sen F sen F sen F 3 2 1 F1 F2 F3    V) DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.) Hacer el D.C.L. de un cuerpo es representar gráficamente las fuerzas que actúan en él. Para esto se sigue los siguientes pasos. 1.- Se aísla al cuerpo, de todo el sistema. 2.- Se representa al peso del cuerpo mediante un vector dirigido siempre hacia el centro de la Tierra. 3.- Si existiese superficies en contacto, se representa a la reacción mediante un vector perpendicular a dichas superficies y empujando siempre al cuerpo.
  • 3. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 3 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo 4.- Si hubiesen cuerdas o cables, se representa a la tensión mediante un vector que está siempre jalando al cuerpo, previo corte imaginario. 5.- Si existiesen barras comprimidas, se representa a la compresión mediante un vector que está siempre empujando al cuerpo, previo corte imaginario. VI)TIPOS DE APOYO Existen diversos tipos de apoyo, nosotros estudiaremos sólo dos: 1.- Apoyo Fijo: En este caso existen dos reacciones perpendiculares entre sí. R1 R2 2.- Apoyo Móvil: En este caso existe sólo una reacción que es perpendicular a las superficies en contacto. R MOMENTO DE UNA FUERZA (Torque) Es una magnitud vectorial, cuyo valor mide el efecto de giro que se produce sobre un cuerpo alrededor de un punto o eje. CALCULO DEL MOMENTO DE UNA FUERZA CON RESPECTO A UN PUNTO “O” F respecto a un punto, se calcula multiplicando el valor de la fuerza F con la distancia perpendicular desde el punto “O” a la línea que contiene la fuerza “F”. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MOMENTO DE UNA FUERZA CON RESPECTO A UN PUNTO “O” El momento de una fuerza con respecto a un punto, se representa mediante un vector perpendicular al plano de rotación y el sentido se determina aplicando la regla de la mano derecha. Unidad de Momento en el S.I. CASOS MÁS COMUNES CASO A CASO B CASO C EQUILIBRIO Un cuerpo cualquiera se encuentra en equilibrio cuando carece de todo tipo de aceleración. CONVENCIÓN DE SIGNOS Asumiremos signo al torque (momento de una fuerza). TEOREMA DE VARIGNON “El momento de la resultante de las fuerzas concurrentes, con respecto a un centro en su plano, es igual a la suma algebraica de los momentos de las componentes con respecto al mismo centro”.
  • 4. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 4 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo CASO GENERAL Se demuestra que el Teorema de Varignon también es válido para más de dos fuerzas coplanares. 2da CONDICIÓN DE EQUILIBRIO Para que un cuerpo rígido permanezca en equilibrio, la fuerza resultante y el momento resultante respecto a un mismo punto, debe ser cero. PRÁCTICA ESTÁTICA I 1. En la fiesta de ‘‘Miguelito’’ colgaron una piñata relleno de golosinas y juguetes, cuya masa era de 45 kg. ¿Qué tensión podrá soportar dicha piñata? a) 45 N b) 4500 c) 350 d) 3500 e) 450 2. Calcular la fuerza necesaria para mantener el sistema en equilibrio: A) 10N B) 20N C) 30N D) 40N E) 50N 3. Calcular la deformación del resorte si la esfera de 4Kg está apoyado en una pared vertical lisa (g=10m/s2 ) (K=25N/m). A) 1m B) 2m C) 3m D) 4m E) 5m 1° Sumativo UNT 2012 IB 4. La reacción que ejerce el piso horizontal sobre la esfera de peso 60 N, en equilibrio entre las superficies y sin rozamiento, en newton, es: A) 30 B)50 C)75 D) 90 E) 100 1° Sumativo UNT ( Oct 2007 – Feb 2008 )B 5. Un cilindro A sobre el plano inclinado pesa 50 N y la fuerza F horizontal sobre dicho cilindro es de 60 N. El peso en N que debe tener el cilindro B apoyado sobre A para que el sistema se mantenga en equilibrio es: A) 50 B) 30 C) 45 D) 25 E) 20 6. Se desea subir un cuerpo de 20kg por una rampa de 37º de inclinación. La fuerza, en N, horizontal necesaria para que ascienda con velocidad constante, es: (despreciar el rozamiento y considerar g=10m/s2 ) A) 100 B) 150 C) 180 D) 200 E) 250 UNT (2000-Área “B”) 4kg 53° g = 10m/s2 37°
  • 5. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 5 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo 7. Un bloque de plomo, pesa 30 N, ¿Cuál es la magnitud de la fuerza paralela al plano inclinado, que debería aplicarse sobre el bloque, para mantenerlo en reposo sobre la superficie inclinada sin fricción, como la indicada en la figura? A) 10√3 N B) 15 N C) 30 N D) 30√3 N E) 25 N 8. Determinar la tensión en el cable para que el bloque de 640 N de peso permanezca en equilibrio. A) 100 N B) 150 N C) 200 N D) 300 N E) 400 N 9. Señale la verdad (V) o falsedad (F) en las siguientes afirmaciones: ** Si un cuerpo está en equilibrio, estará necesariamente en reposo. ** Si la velocidad de un cuerpo es cero, está necesariamente en equilibrio. ** El equilibrio traslacional se garantiza cuando el móvil no tiene aceleración. A) VVV B) VFV C) FVV D) VFF E) FFV 10. Par el sistema mostrado Considere las superficies lisas y esferas homogéneas de 4kg cada una ( ) 2 10m g s = a. Determine la reacción el piso. b. Determine el módulo de la reacción entre las esferas. A) 30N y 10N B) 20N y 20N C) 80N y 40 3 D) 80N y 80 3 3 N E) 50N y 40/3N ESTÁTICA II 11. Determinar el momento resultante sobre la barra respecto al punto 0. (F1=10N y F2=20N.) a) - 20N.m b) 80 c) 60 d) 100 e) - 40 12. Calcule el momento resultante, respecto al punto (A), si: F1=10N y F2=20N. a) +72 N.m b) -39 c) +76 d) +82 e) -42 13. En la siguiente placa cuadrada de 2m de lado, determinar el momento resultante con respecto al punto “0” F4 F3 F2 F1 45° 30° F1=10N F2 = 5N F4=10N N 2 10 F3 = O a) 24 N.m b) 30 N.m c) 20 N.m d) 40 N.m e) 45 N.m 14. Determinar la tensión en la cuerda para que la barra homogénea de 4Kg permanezca en equilibrio tal como se muestra m=2Kg. A) 40N B) 60N C) 50N D) 200N E) 250N UNT 2010 IIA 15. Una viga ABC de sección uniforme cuyo peso es de 40 N se apoya en B. El extremo C se halla sometido a la tensión de una cuerda como se muestra en la figura. Si el sistema se encuentra en equilibrio, la tensión en la cuerda en newton es: m 37° 8m 2m g = 10m/s2
  • 6. FÍSICA I PROF: ROBERTH MEDINA 6 El genio se hace con un 1% de talento, y un 99% de trabajo A) 20 N B) 25 N C) 30 N D) 35 N E) 40 N 16. Determinar la fuerza que soporta el resorte si la barra es homogénea y pesa 40N. A) 40N B) 60N C) 80N D) 120N E) 160N 17. Un sujeto que pesa 1000 N está ubicado en la posición “A” sobre la barra homogénea que pesa 4000N y que mide 18m. ¿Qué distancia podrá avanzar hacia la derecha antes de que la barra gire? a) 2m b) 3m c) 4m d) 5m e) 6m 18. Se muestra una barra homogénea doblada por su punto medio, calcule la tensión de la cerda ( ) 2 6 , 10 / Barra M kg g m s = = A) 45N B) 30N C) 60N D) 50N E) 20N 19. La figura muestra una barra homogénea de peso 20 N y longitud 6 m, en posición horizontal. La longitud natural del resorte es 5 m (K = 20 N/m). Determine el módulo de la fuerza F. a) 10 N b) 15 N c) 20 N d) 25 N e) 30 N 20. En el sistema de poleas, R1 = 800 N y R2 = 25 N. Calcular la longitud total de la palanca AB. El peso de las poleas y de la barra es despreciable. a) 7 m b) 8 m c) 9 m d) 12 m e) 18 m 21. La longitud del resorte sin deformar es 1 cm. Determine el valor de la fuerza “F” para que la barra homogénea de 10 N se mantenga en posición horizontal (K = 10 N/cm). a) 30N b) 70 c) 100 d) 120 e) 150 2m 6m 20N A 10m