LA ESTÁTICA
03.10.2012 01:22
La Estática.
La estática es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo.
La estática se inventó para resolver problemas de Ingeniería. Principalmente problemas de Ingeniería civil y problemas de Ingeniería mecánica. El primero que empezó con esto fue Galileo Ídolo. (Año 1500, más o menos). La idea de Galileo era tratar de calcular cuánto valía la fuerza que actuaba sobre un cuerpo. Ahora... ¿Para qué quiere uno saber qué fuerza actúa sobre un cuerpo?
Respuesta: Bueno, a grandes rasgos digamos que si la fuerza que actúa sobre un cuerpo es muy grande, el cuerpo se puede romper. Muchas veces uno necesita poder calcular la fuerza que actúa para saber si el cuerpo va a poder soportarla o no.
Mira estos ejemplos: Los carteles que cuelgan en las calles suelen tener un cable o un alambre que los sostiene. El grosor de ese alambre se calcula en función de la fuerza que tiene que soportar. Esa fuerza depende del peso del cartel y se calcula por estática.
En los edificios, el peso de toda la construcción está soportado por las columnas. El gro-sor de las columnas va a depender de la fuerza que tengan que soportar. En las represas, el agua empuja tratando de volcar la pared. La fuerza que tiene que soportar la pared se calcula por estática. El grosor de la pared y la forma de la pared se diseñan de acuerdo a esa fuerza que uno calculó.
El cálculo de las fuerzas que actúan sobre un puente es un problema de estática. Agrandes rasgos, cuando uno quiere saber cómo tienen que ser las columnas y los cables que van a sostener a un puente, tiene que resolver un problema de estática.
¿Qué Significa resolver un problema de estática?
En estática a uno le dan un cuerpo que tiene un montón de fuerzas aplicadas. Resolver un problema de estática quiere decir calcular cuánto vale alguna de esas fuerzas. En estática todo el tiempo hablamos de fuerzas.
Es de origen relativamente reciente el desarrollo de la estática y sus aplicaciones al campo de la construcción. Cierto es que los pueblos en la antigüedad de oriente, los griegos y los romanos, después conocieron la influencia de la mecánica en la construcción, pero durante la invasión de los bárbaros se perdieron por completo los estudios realizados.
Los componentes de una obra que en virtud e la propia resistencia germaniza su estabilidad. Se encuentran entre estas las siguientes: las paredes exteriores y medianas de los edificios, las jácenas y vigas de techo, los apoyos, las columnas y pilares, las bóvedas...en fin, los estribos y cimientos.
En concepto de estructura, en su sentido mas restringido, no abarca las paredes divisorias o relleno, ni las obras de fabrica interior de un edificio, ni la cubierta del tejado, etc.
La estática proporciona, mediante el empleo de la mecánica del sólido rígido solución a los problemas denominados isostáticos. En estos problemas, es suficiente plantear las condiciones básicas de equilibrio, que son:
- El resultado de la suma de fuerzas es nulo.
- El resultado de la suma de momentos respecto a un punto es nulo.
Estas dos condiciones, mediante el algebra vectorial, se convierten en un sistema de ecuaciones, la resolución de este sistema de ecuaciones, es resolver la condición de equilibrio.
Existen métodos de resolución de este tipo de problemas estáticos mediante gráficos, heredados de los tiempos en que la complejidad de la resolución de sistemas de ecuaciones se evitaba mediante la geometría, si bien actualmente se tiende al cálculo por ordenador.
