
¿De qué hablamos cuando hablamos de Fuerzas? ¿Cómo puedo superponer los efectos de la aplicación de una fuerza sobre un objeto?.
Diferencia entre Magnitudes Escalares y Vectoriales. Diferentes fuerzas con las que nos cruzamos todos los días.
Reacciones en los apoyos o vínculos.
Dirección, Sentido, Módulo, elementos que definen una magnitud vectorial.
¿Qué significa equilibrio, qué significa reposo? Algo en equilibrio , ¿Está en reposo?
Explicación de la forma de interpretar la superposición de efectos de varias fuerzas sobre un objeto. Forma de componer magnitudes de tipo vectorial, sean Fuerzas, velocidades, aceleraciones, desplazamientos.
Cómo se suman fuerzas colineales paralelas y anti-paralelas (de sentido opuesto). y también de fuerzas que tienen direcciones perpendiculares u ortogonales.
A veces para sumar hay que restar y otras…
Método gráfico que permite interpretar el concepto de “Composición de Magnitudes Vectoriales” sean fuerzas, desplazamientos, velocidades u otras.
Método de la poligonal para “componer fuerzas” y hallar su resultante y la ubicación de esta cuando las fuerzas pasan todas por un mismo punto (Fuerzas Concurrentes)
Explicación de los primeros pasos necesarios para llegar a Componer fuerzas. Estos pasos son la descomposición de las fuerzas en direcciones ortogonales ( perpendiculares o a 90º). Aplicación de las relaciones trigonométricas en un triángulo rectángulo (seno, coseno y tangente) para calcular componentes y ángulos.
Cómo asignar el signo a una componente a partir de su posición relativa a un sistema de coordenadas cartesianas ortogonales (ejes x-y).
Descripción paso a paso del método analítico para calcular la resultante de un sistema de fuerzas concurrentes.
Análisis de los signos de las componentes y diferencia entres las suma vectorial y la suma convencional ( a veces para sumar hay que restar).
Cálculo del módulo de la resultante y del ángulo que define su dirección. Interpretación gráfica.
Cálculo de la magnitud, dirección y sentido de una fuerza que sumada (o compuesta) con un Sistema de Fuerzas Concurrentes lo pone en equilibrio (de ahí el nombre de Equilibrante).
Repaso del concepto de Sistema de Fuerzas en Equilibrio. Resolución analítica de un Sistema de fuerzas Concurrentes. Descomposición de Fuerzas en direcciones Ortogonales.
Análisis y explicación del método que constituye la base para la solución de la mayoría de los problemas de estática.
Como plantear las ecuaciones necesarias para poder calcular que fuerzas compondrían entre ambas una fuerza dato.
Análisis del concepto de Reacción de vínculo que no responde directamente al principio de Acción y Reacción.
Tipos de vínculos existentes y las reacciones que podemos esperar en cada uno de ellos.
Este análisis previo a la resolución de un problema es fundamental para arribar a resultados correctos.
Ejemplo paso a paso dónde se resuelve un problema típico de estática.
Planteo del problema, interpretación gráfica y resolución detallada de la descomposición de fuerzas y planteo de las condiciones de equilibrio para calcular las tensiones o fuerzas que deben realizar dos cuerdas.
Ejemplo de aplicación de la descomposición de una fuerza en dos direcciones no ortogonales?
Hallar las tensiones en las cuerdas que soportan el peso de 1000 kgf.
Ejemplo paso a paso dónde se resuelve un problema típico de estática.
Planteo del problema, interpretación gráfica y resolución detallada de la descomposición de fuerzas y planteo de las condiciones de equilibrio para calcular las tensiones o fuerzas que deben realizar dos cuerdas.
Ejemplo de aplicación de la descomposición de una fuerza en dos direcciones no ortogonales.
Hallar la tensión en la cuerda y la fuerza que ejerce el puntal o barra para soportar la fuerza producida por el peso de 1000 kgf.
Ejemplo paso a paso dónde se resuelve un problema típico de estática.
Planteo del problema, interpretación gráfica y resolución detallada de la descomposición de fuerzas y planteo de las condiciones de equilibrio para calcular las tensiones o fuerzas que deben realizar dos cuerdas.
Ejemplo de aplicación de la descomposición de una fuerza en dos direcciones no ortogonales. Es necesario resolver un sistema de ecuaciones de dos ecuaciones con dos incógnitas.
Hallar la tensión en cada una de las cuerdas para soportar el peso de 1000 N que cuelga de ellas según el gráfico.
Análisis de las fuerzas que deben realizar los elementos de una estructura compuesta de dos barras o puntales para mantener en equilibrio una estructura simple.
Calcular las fuerzas que ejercen los puntales para soportar las cargas aplicadas a la articulación superior.
Análisis y explicación de la descomposición e interpretación de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo apoyado en un plano inclinado y sostenido por una cuerda
Hacer un diagrama completo y calcular todas las fuerzas que actúan sobre la esfera apoyada en el plano inclinado y sostenida por una cuerda.
Calcular la fuerza que mediante la cuerda sostiene la esfera y la fuerza que sobre la esfera ejerce la pared.
Cálculo mediante dos métodos analíticos de la resultante de un sistema de 4 fuerzas concurrentes.
Hallar la resultante del siguiente sistema de fuerzas (Ángulos respecto del eje x(+) y sentido positivo=antihorario)
F1 = 21 kgf a1 = 45º
F2 = 31 kgf a2 = 120º
F3 = 17 kgf a3 = 270º
F4 = 39 kgf a4 = 330º
Explicación de una nueva magnitud: el momento de una fuerza respecto a un punto.
Cómo utilizar esta nueva magnitud para resolver problemas dónde las condiciones de equilibrio vistas hasta ahorra no son suficientes.
Cuál es la convención de signos que vamos a utilizar de acuerdo al sentido de giro que produciría el momento de la fuerza.
Varios ejemplos de cálculos de momentos de fuerzas respecto a puntos, haciendo hincapié en el sentido del giro producido para asignar el signo al momento.
Explicación de cómo aplicar el concepto de Momento de una fuerza para entender el sentido de la fórmula de la Máquina Simple más tradicional y famosa.
También se explica como aplicar las ecuaciones de momentos en palancas no tan simples o donde actúan varias fuerzas además de la Potencia y la Resistencia.
Explicación de las fuerzas puestas en juego cuando se utilizan poleas y combinaciones de poleas para multiplicar fuerzas.
Análisis de las fuerzas que participan en máquinas simples de uso muy frecuente: Plano Inclinado y Torno. Cómo se aplican los mementos y la descomposición de fuerzas en el análisis de las fuerzas que aparecen en estas máquinas simples.
Hallar el módulo y la ubicación de la resultante de un sistema de fuerzas no concurrentes (en este caso paralelas).
Hallar la resultante de las fuerzas presentadas en el esquema:
Calcular el módulo, ángulo y la ubicación de la resultante de las fuerzas aplicadas a la “chapa” del esquema.
Calcular la fuerza que debe soportar la cuerda para mantener en equilibrio la barra. Además calcular la fuerza (como componentes y como una única fuerza) que se efectúa en la articulación.
Calcular la fuerza que debe soportar la cuerda para mantener en equilibrio la barra. Además calcular la fuerza (como componentes y como una única fuerza) que se efectúa en la articulación.
Resolución de un problema consistente en una viga o chapa con eje no rectilíneo a la cual se le aplican fuerzas no concurrentes.
Calcular las reacciones en los vínculos o apoyos en la viga del esquema:
Resolución de un problema clásico donde una escalera esta apoyada en una pared y una persona esta subida a la escalera.
Calcular las Fuerzas que sostienen a la escalera en equilibrio considerando que entre la escalera y la pared no hay rozamiento. La escalera es HOMOGENEA y pesa 40 kgf y la persona pesa 100 kgf. La escalera forma con el piso un ángulo de 60 º.
Calcular las tensiones en cada una de las cuerdas que sostienen el peso de 1000N. Calcular las reacciones en los vínculos o apoyos en la viga del esquema.
Problema clásico dónde se discuten las reacciones que pueden esperarse en apoyos sobre superficies lisas y dónde se resuelve utilizando un par de ejes coordenados distintos de los tradicionales.
Calcular las fuerzas que sostienen a la esfera en el ángulo formado por dos plano lisos. El peso de la esfera es 100kgf y los planos dormán con la horizontal ángulos de 30º y 60º.
Resolución de un problema consistente en dos palancas enlazadas que soportan una polea móvil cargada con un peso de 1000N. Resolución aplicando las fórmulas de palancas y ampliación del problema aplicando condiciones de equilibrio.
Calcular el valor de la fuerza F que mantiene en equilibrio el dispositivo:
Varias cargas se aplican a varias palancas por medio de poleas de distinto tipo. Hallar la fuerza que debe equilibrar el dispositivo.
Calcular la fuerza F que se debe aplicar en la palanca superior para mantener en equilibrio todo el dispositivo de la figura:
La Estática es una de las partes de la física que se encuentra explicada de manera muy superficial en muchos textos y cursos aun de carreras dónde son fundamentales los conceptos y métodos utilizados.
Trata sobre el análisis, estudio y cálculo de las fuerzas actuantes sobre un cuerpo que está en Reposo o estático.
Es fundamental el aprendizaje y dominio de: utilización de magnitudes vectoriales para representar y operar con fuerzas en sistemas en reposo.
Temario del Curso:
Fuerzas y Magnitudes Vectoriales
Suma o composición de Magnitudes Vectoriales
Descomposición de Magnitudes Vectoriales.
Sistemas en equilibrio. Condiciones de equilibrio para sistemas de fuerzas concurrentes.
Momento de una fuerza respecto a un punto. Condiciones de equilibrio para sistemas de fuerzas no concurrentes.
Fuerzas paralelas.
Reacciones de vínculo.
Maquinas Simples: Poleas, palancas, torno y plano inclinado
Problemas clásicos resueltos paso a paso.
Luego del realizar el curso podrá resolver problemas clásicos de estática donde actúen fuerzas todas contenidas en un mismo plano. Sean fuerzas oblicuas, paralelas, concurrentes o no.
Aprenderán y ejercitarán el concepto de Momento de una Fuerza respecto de una punto y como aplicarlo a la resolución de problemas de estática.
Comprenderá la necesidad de realizar diagramas de los problemas a resolver y como utilizar un método sistemático para plantear las ecuaciones y luego resolverlas.
También es importante aprender y comprender conceptos como los de composición, descomposición, condiciones de equilibrio, reacciones de vínculo, funciones de los vínculos y otros.