estática

La palabra estática se deriva del griego statikós que significa inmóvil. En virtud de que la dinámica estudia la causa que originan la causa del reposo o movimiento de los cuerpos, tenemos que la estática queda comprendida dentro del estudio de la dinámica y analiza las situaciones que permiten el equilibrio de los cuerpos.

En general, la estática estudia aquellos casos en que los cuerpos sometidos a la acción de varias fuerzas no se mueven, toda vez que éstas se equilibran entre sí. También considera los casos en que la resultante de las fuerzas que actúan en sobre un cuerpo en movimiento es nula y el cuerpo sigue desplazándose con movimiento rectilíneo uniforme.

Fuerzas coplanares y no coplanares. 
Principio de transmisibilidad de las fuerzas


Las fuerzas pueden clasificarse en coplanares si se encuentra en el mismo plano, o sea, en dos ejes, y no coplanares si están en diferentas planos, es decir, entre tres ejes.

El principio de transmisibilidad del punto de aplicación e las fuerzas dice:

El efecto externo de una fuerza no se modifica cuando se traslada en su misma dirección, es decir, sobre su propia línea de acción.

Por ejemplo, si deseamos mover un cuerpo horizontalmente aplicando una fuerza, el resultado será el mismo si lo empujamos o si lo jalamos.

Sistema de fuerzas colíneales
Un sistema de fuerzas colineales se forma cuando sobre un cuerpo actúan dos o más fuerzas con una misma línea de acción, es decir, en la misma dirección. Por ejemplo, si sobre un carrito aplicamos dos o más fuerzas colineales, la resultante de las mismas dependerá del sentido en que estén actuando.
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Sistema de fuerzas concurrentes


Las fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones o líneas de acción pasan por un mismo punto. También se les suele llamar angulares por que forman un ángulo entre ellas.
Cuando en forma grafica se desean sumar dos fuerzas concurrentes, se utiliza el método del paralelogramo. Para sumar más de dos fuerzas concurrentes, se utiliza el método del polígono.

Fuerzas paralelas
Si sobre un cuerpo rígido actúan dos o más fuerzas cuyas líneas de acción son paralelas la resultante tendrá un valor igual a la suma de ellas con su línea de acción también paralela a las fuerzas, pero su punto de aplicación debe ser determinado con precisión para que produzca el mismo efecto que las componentes.

Par de fuerzas
Se produce un par de fuerzas cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud pero de sentido contrario actúan sobre un cuerpo. Su resultante es igual a cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las fuerzas permanentes. No obstante que la fuerza es cero, un par de fuerzas produce un movimiento de rotación tal como sucede con el volante de un automóvil.

Sin embargo todos sabemos que el volante gira; y la razón es que los efectos que una fuerza provoca en un movimiento de rotación, depende del punto donde se aplique.

Momento de una fuerza
El brazo de palanca de una fuerza es la distancia perpendicular desde la línea de acción de fuerza al eje de rotación.
El momento de la fuerza también llamado torca se define como la capacidad que tiene una fuerza para hacer girar un cuerpo.
El momento de una fuerza (L) se calcula multiplicando el valor de la fuerza (F) por de brazo de palanca (r).
rF  =L
Las unidades del momento de torsión son unidades de fuerza por distancia, por ejemplo, Newton-metro (Nm).

El momento de fuerza es positivo cuando su tendencia hace girar un cuerpo en sentido contrario al giro de las manecillas del reloj, y negativo cuando la tendencia de la fuerza aplicada es hacer girar el cuerpo en sentido de las manecillas del reloj.

Un cuerpo esta en equilibrio de rotación si no tiene ninguno momento de torsión actuando sobre él. El eje puede escogerse en cualquier parte por que el sistema no tiende a girar respecto de ningún punto.
La suma algebraica de todos los momentos de torsión respecto de cualquier punto es cero.


Condiciones de equilibrio


Un cuerpo puede estar en reposo (equilibrio estático) o en movimiento con velocidad constante (equilibrio trasnacional).
Para que un cuerpo permanezca en estado de reposo o en equilibrio debe cumplir las siguientes condiciones:
1. Para que un cuerpo esté en equilibrio de traslación, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él debe ser cero.

La suma algebraica de las componentes horizontales “x” debe ser igual a cero.

La suma algebraica de las componentes verticales “y” debe ser igual a cero.

2. Para que un cuerpo esté en equilibrio de rotación, la suma de todos los momentos o torcas de las fuerzas que actúan sobre él respecto a cualquier punto debe ser igual a cero.


Un sistema de fuerzas que no este en equilibrio puede ser equilibrado colocando fuerza de igual magnitud y dirección de la fuerza resultante, pero en sentido contrario, esta fuerza se llama equilibrante.
La fuerza equilibrante es una fuerza que tiene la misma magnitud y dirección de la fuerza resultante, pero de sentido contrario y es una fuerza capaz de equilibrar a todo un sistema de fuerzas.

Peso es la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.
El peso no tiene un punto de contacto con el cuerpo pero ejerce una fuerza hacia abajo por lo que la dirección del vector del peso siempre es vertical hacia abajo.