Estática (aplicaciones)

Mario Alberto Gómez Guarneros.

El mundo de la estática es muy amplio y no basta con solo mencionar algunos ejemplos para comprender el extenso campo de aplicación.

Por ejemplo las máquinas son estructuras diseñadas para transmitir y modificar fuerzas. Pueden ser herramientas sencillas o mecanismos complicados. Su principal objetivo es transformar fuerzas de entrada en fuerzas de salida. Por ejemplo consideramos un par de cizallas para cortar alambre. si aplicamos en sus mangos dos fuerzas iguales y opuestas en este caso representadas por P y -P, se ejercerán sobre el alambre dos fuerzas iguales y opuestas en este caso Q y -Q.

Es aqui donde entra la aplicación de la estatica. Para determinar la magnitud Q de la fuerza de salida cuando se conoce P de la fuerza de entrada (o reciprocamente, para determinar P cuando se conoce Q), hacemos un diagrama de cuerpo libre del par de cizallas, indicando las fuerzas de entrada P y -P y las reacciones -Q y Q que el alambre ejerce sobre las cizallas (tercera ley de newton).

Sin embargo, como el par de cizallas es una estructura no rígida, debemos usar como cuerpo libre una de sus partes componentes con el fin de calcular las fuerzas desconocidas.

Si tomamos momentos con respecto en el punto A de la figura anterior, obtenemos la reaccion Pa=Qb, que define la magnitud de Q en función de P, o define a P en función de Q. El mismo diagrama de cuerpo libre puede usarse para determinar las componentes de las fuerzas internas en A; encontramos Ax=0 y Ay= P + Q.

En máquinas más complicadas, es generalmente necesario hacer varios diagramas de cuerpo libre y posiblemente es necesario resolver ecuaciones simultáneas en las que aparecen varias fuerzas internas. Los cuerpo libres deben seleccionarse en forma tal que aparescan las fuerzas internas y las reacciones a las fuerzas de salida, el número total de componentes de las fuerza desconocidas no debe exceder el número de ecuaciones independientes disponible. Una máquina contiene partes moviles y por tanto no es rigida. Sin embargo, antes de resolver un problema, es aconsejable comprobar si no es indeterminado.

Fuente:
"Mecánica vectorial para ingenieros: ESTATICA", Beer y Johnston,