Objetivo del tema: Resolver problemas de equilibrio de partículas y cuerpos rígidos con las dos condiciones de equilibrio, y localizar el centro de masa, el centro de gravedad y el centroide de sistemas de partículas y de figuras compuestas.
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Fuerza, masa, partícula y cuerpo rígido

La estática estudia los cuerpos en reposo o con velocidad constante: todo lo que hay ahí son fuerzas que se cancelan entre sí. Una fuerza es la acción capaz de deformar un cuerpo o de cambiar su estado de movimiento; es un VECTOR, así que para darla completa necesitas magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación, y se mide en newtons, con 1 N = 1 kg·m/s². Antes de plantear una sola ecuación tienes que decidir con qué MODELO trabajas, porque de eso depende si basta con sumar fuerzas o si además hay que sumar momentos.

ModeloQué suponeQué ecuaciones usasCuándo lo eliges
PartículaSe desprecian las dimensiones; toda la materia está en un punto y todas las fuerzas son concurrentesSólo ΣF = 0Un bloque colgado de cuerdas, un nudo, una caja sobre un plano
Cuerpo rígidoLas distancias entre sus puntos NO cambian, pero sí importa DÓNDE se aplica cada fuerzaΣF = 0 y además ΣM = 0Vigas, palancas, ménsulas, escaleras, poleas con radio

Masa y peso no son lo mismo, aunque el examen los mezcle a propósito. La masa mide la inercia, es un escalar y vale igual en la Tierra o en la Luna. El peso es la fuerza con que la gravedad jala esa masa: es un vector, apunta siempre al centro de la Tierra y cambia si cambia g.

w=mggTierra9.81 m/s2w = mg \qquad g_{Tierra} \approx 9.81\ \mathrm{m/s^2}

La fuerza en un cuerpo rígido es un VECTOR DESLIZANTE: no queda fija en su punto de aplicación. El principio de transmisibilidad dice que puedes correrla a cualquier punto de su propia línea de acción sin alterar el efecto externo (ni la traslación ni la rotación), porque así conserva magnitud, dirección y momento respecto de cualquier punto.

  • Empujar una caja por atrás o jalarla por delante con la misma fuerza y la misma línea de acción produce el mismo movimiento del conjunto.
  • El principio vale sólo para efectos EXTERNOS: los esfuerzos y deformaciones internos sí dependen de dónde se aplique la fuerza. Por eso se enuncia para cuerpos rígidos.
  • Salirte de la línea de acción cambia el brazo de palanca y, con él, el momento: eso ya es otro problema.
Trampa clásica del IPN: un dato en kilogramos NO es una fuerza. Si te dan una masa de 20 kg y necesitas su peso, w = (20)(9.81) = 196.2 N. Y si el problema habla de kilogramo-fuerza, 1 kgf = 9.81 N.

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