Es la rama de la mecánica clásica que analiza las cargas 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.
Análisis del equilibrio
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:
Estas dos condiciones, mediante el álgebra vectorial, se convierten en un sistema de
ecuaciones; la resolución de este sistema de ecuaciones es la solución de 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.
Suma de fuerzas
Cuando sobre un cuerpo o sólido rígido actúan varias fuerzas que se aplican en el mismo
punto, el cálculo de la fuerza resultante resulta trivial: basta sumarlas vectorialmente y
aplicar el vector resultante en el punto común de aplicación.
Sin embargo, cuando existen fuerzas con puntos de aplicación diferentes es necesario determinar el punto
de aplicación de la fuerza resultante. Para fuerzas no paralelas esto puede hacerse sumando las fuerzas dos
a dos. Para ello se consideran dos de las fuerzas trazan rectas prolongando las fuerzas en ambos sentidos y
buscando su intersección. Esa intersección será un punto de paso de la fuerza suma de las dos. A
continuación se substituyen las dos fuerzas por una única fuerza vectorial suma de las dos anteriores
aplicada en el punto de intersección. Esto se repite n-1 veces para un sistema de n fuerzas y se obtiene el
punto de paso de la resultante.
IMPORTANCIA
Su importancia reside en que una vez
trazados los diagramas y obtenidas
sus ecuaciones, se puede decidir el
material con el que se construirá, las
dimensiones que deberá tener, límites
para un uso seguro, etc., mediante un
análisis de materiales. Por tanto,
resulta de aplicación en ingeniería
estructural, ingeniería mecánica,
construcción, siempre que se quiera
construir una estructura fija. Para el
análisis de una estructura en
movimiento es necesario considerar la
aceleración de las partes y las fuerzas
resultantes.
Sólidos y análisis
estructural
La estática se utiliza en el análisis de las
estructuras, por ejemplo, en arquitectura e
ingeniería estructural y la ingeniería civil. La
resistencia de los materiales es un campo
relacionado de la mecánica que depende en
gran medida de la aplicación del equilibrio
estático. Un concepto clave es el centro de
gravedad de un cuerpo en reposo, que constituye
un punto imaginario en el que reside toda la
masa de un cuerpo. . Si el centro de gravedad se
sitúa fuera de las bases y, a continuación, el
cuerpo es inestable porque hay un par que actúa:
cualquier pequeña perturbación hará caer al
cuerpo. Si el centro de gravedad cae dentro de
las bases, el cuerpo es estable, ya que no actúa
sobre el par neto del cuerpo.