1: Introducción a la estática

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 87094

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Engineering Statics es la puerta de entrada a la mecánica de ingeniería, que es la aplicación de la física newtoniana para diseñar y analizar objetos, sistemas y estructuras con respecto al movimiento, la deformación y el fracaso. Además de aprender la materia en sí, también desarrollarás habilidades en el arte y práctica de la resolución de problemas y el modelado matemático, habilidades que te beneficiarán a lo largo de tu carrera de ingeniería.

Al sujeto se le llama “estática” porque se ocupa de partículas y cuerpos rígidos que están en equilibrio, y estos suelen ser estacionarios, es decir estáticos.

Los capítulos de este libro son:

Introducción a la estática: una visión general de la estática y una introducción a las unidades y la resolución de problemas.
Fuerzas y Otros Vectores— principios básicos y operaciones matemáticas sobre vectores de fuerza y posición.
Equilibrio de Partículas: una introducción al equilibrio y la resolución de problemas.
Momentos y Equivalencia Estática: la tendencia rotacional de las fuerzas y la simplificación de los sistemas de fuerza.
Equilibrio de Cuerpo Rígido: equilibrio de fuerzas y momentos para cuerpos rígidos individuales.
Equilibrio de Estructuras— equilibrio de fuerzas y momentos en sistemas interconectados de cuerpos rígidos.
Centroides y Centros de Gravedad: una importante propiedad geométrica de formas y cuerpos rígidos.
Cargas internas: fuerzas y momentos dentro de vigas y otros cuerpos rígidos.
Fricción— equilibrio de cuerpos sujetos a fricción.
Momentos de inercia: una propiedad importante de las formas geométricas utilizadas en muchas aplicaciones.

Su curso de estática puede no cubrir todos estos temas, o puede moverse a través de ellos en un orden diferente.

A continuación se presentan dos ejemplos de los tipos de problemas que aprenderás a resolver en estática. Observe que cada uno puede describirse con una imagen y una declaración de problemas, un diagrama de cuerpo libre y ecuaciones de equilibrio.

Equilibrio de una partícula: Una\(\lb{140}\) persona camina a través de una línea floja estirada entre dos árboles. Si\(\theta\) se conocen ángulos\(\alpha\) y, encuentra que la tensión está en cada extremo de la línea de holgura.

Punto de contacto de la persona a slackline:

\ comenzar {reunir*}\ Sigma F_x = 0\\ T_1\ cos\ alfa + T_2\ cos\ theta = 0\\\\ Sigma F_y = 0\\ T_1\ sin\ alfa +T_2\ sin\ theta -W = 0\ final {reunir*}

Equilibrio de un cuerpo rígido: Dadas las fuerzas de interacción en el punto\(C\) de la parte superior del brazo de la excavadora, encontrar la fuerza axial interna, la fuerza de corte y el momento de flexión en el punto\(D\text{.}\)

Corte de sección FBD:

\ begin {reunir*}\ Sigma F_x = 0\\ -C_x + F_x + V_x + n_x = 0\\\\ Sigma F_y = 0\\ -C_y + F_x + V_y - n_y = 0\\\\ Sigma M_D = 0\\ - (d_y) C_x + (d_x) C_y - M_D = 0\ end {reunir*}

Los conocimientos y habilidades adquiridas en Estática serán utilizados en tus otros cursos de ingeniería, en particular en Dinámica, Mecánica de Sólidos (también llamada Fuerza o Mecánica de Materiales), y en Mecánica de Fluidos. La estática será la base de tu carrera de ingeniería.

Figura 1.0.1. Mapa de cómo la Estática construye sobre los prerrequisitos de Cálculo y Física y luego informa los cursos posteriores de Mecánica de Sólidos y Dinámica.