Introducción a la Estática

• La Estática es una rama de la física que se enfoca en el estudio de los fenómenos que afectan a los cuerpos.
• La mecánica de los sólidos se divide en cinemática, dinámica y estática.
• La cinemática estudia el movimiento sin considerar las causas.
• La dinámica analiza las causas del movimiento y los cambios de estado.
• La estática se ocupa de los sistemas en equilibrio.
• La estática es el estudio de las condiciones para que las fuerzas que actúan sobre un sistema (estructura) mantengan el equilibrio.
• Una fuerza es cualquier causa capaz de producir o modificar el movimiento de un cuerpo.
• La aceleración es la variación de la velocidad de un cuerpo con respecto al tiempo.
• El peso es un caso particular de fuerza, siendo el producto de la masa de un cuerpo y la aceleración de la gravedad terrestre.

Magnitudes

• Las magnitudes se definen con un coeficiente numérico que mide su tamaño o intensidad.
• Las magnitudes se representan con un símbolo que indica la naturaleza de la unidad de medida.
• Existen dos tipos principales de magnitudes: escalares y vectoriales.

Representación de Magnitudes

• Las magnitudes escalares se representan únicamente con una escala y su magnitud.
• Las magnitudes vectoriales se representan con intensidad, dirección, recta de acción, sentido y punto de aplicación.

Operaciones con Vectores

• Las operaciones con vectores incluyen la suma, resta y multiplicación.
• La suma de vectores se obtiene sumando sus componentes.
• El vector resultante es la suma de varios vectores.
• El vector equilibrante es igual en magnitud pero de dirección opuesta al vector resultante.
• La multiplicación de un vector implica escalar su magnitud.

Clasificación de Fuerzas

• Las fuerzas se clasifican según su recta de acción en colineales, paralelas y concurrentes.
• Las fuerzas colineales actúan sobre la misma línea de acción.
• Las fuerzas paralelas actúan en líneas paralelas.
• Las fuerzas concurrentes se cruzan en un punto.
• Las fuerzas no concurrentes no se cruzan en un solo punto.

Sistemas de Fuerzas

• La composición de fuerzas implica encontrar una fuerza resultante que reemplace a varias fuerzas.
• La descomposición de fuerzas implica dividir una fuerza en componentes.

Principios Fundamentales de la Estática Gráfica

• Hipótesis de Rigidez: En estática gráfica, se asume que los cuerpos son rígidos ideales, sin considerar deformaciones.
• Traslación de una Fuerza: Una fuerza puede desplazarse a lo largo de su recta de acción sin alterar su efecto sobre el cuerpo.
• Acción de una Bifuerza: Dos fuerzas iguales y opuestas en la misma línea de acción se equilibran entre sí.
• Principio de Superposición de Efectos: Un sistema de fuerzas puede ser reemplazado por su resultante sin alterar el equilibrio.
• Principio de Acción y Reacción: Toda fuerza (acción) genera una fuerza igual y opuesta (reacción).
• Efecto Individual de Fuerzas: Si varias fuerzas actúan sobre un cuerpo, cada una produce su aceleración independientemente de las demás.

Composición de Fuerzas Colineales

• La resultante de fuerzas colineales se encuentra sumando algebraicamente las fuerzas.

Composición de Fuerzas Concurrentes

• La composición de dos fuerzas concurrentes se puede visualizar mediante el polígono de fuerzas o el paralelogramo de fuerzas.
• La composición de varias fuerzas concurrentes también se puede realizar gráficamente.

Descomposición de Fuerzas

• La descomposición de una fuerza en dos direcciones dadas tiene solución solo si las fuerzas son concurrentes.
• La descomposición de una fuerza en tres direcciones dadas puede realizarse mediante el método de Cullman.

Composición de Fuerzas No Concurrentes

• La composición de fuerzas no concurrentes requiere métodos gráficos como el polígono funicular.

Polígono Funicular de Fuerzas

• El polígono funicular de fuerzas es un método gráfico utilizado para encontrar la resultante de fuerzas no concurrentes.

Ejemplos Arquitectónicos

• La casa de fin de semana en San Luis Obispo, California, diseñada por Craig Ellwood entre 1964 y 1968.
• La Casa sobre el arroyo en Mar del Plata, diseñada por Amancio Williams.
• Puentes de caminos en Suiza por Robert Maillart.
• La Casa Milà en Barcelona, por Antoni Gaudí.