L' objecte d'estudi de l'estàtica és determinar la força i el moment que actuen sobre un cos, les resultants són nul·les, per poder establir les seves condicions d'equilibri.
Sobre un cos actuen forces i moments que provoquen els moviments de translació i rotació. Així, la força resultant provoca el de translació i el moment, el moviment de rotació.
Per la qual cosa, perquè un cos es trobi en equilibri, cal que es compleixin els dos principis simultàniament, és a dir, que la força i el moviments resultants siguin nuls.
L'estudi de l'estàtica té les seves aplicacions pràctiques en l'enginyeria civil i l'arquitectura.
Què és l'estàtica?
La paraula estàtica ve de el grec "statikos", que significa "estacionari" i "statos" que vol dir "estar aturat en equilibri".
Està definida com una branca de la mecànica física que es dedica a l'estudi de les lleis de l'equilibri.
També se li coneix com "l'estudi dels cossos sobre els quals actuen forces i moments, les resultants són nul·les"; de manera que aquests cossos poden romandre en repòs o en moviment no accelerat.
L'estàtica s'encarrega d'analitzar les càrregues (força, parell o moment) i estudia l'equilibri de forces en un sistema físic que es troba en equilibri estàtic. En altres paraules, en un estat en el qual les posicions relatives dels subsistemes no varien amb el temps.
La primera llei de Newton estableix que la força neta i el parell net (coneguts com a moment de força) de cada cos en el sistema, és igual a zero. Quantitats com la càrrega o la pressió poden derivar d'aquesta equació.
Hi ha dues condicions d'equilibri. La primera està expressada en la xarxa de forces igual a zero i la segona condició d'equilibri, en el parell net igual a zero.
En les anàlisis d'equilibri, l'estàtica ofereix solució als problemes hiperestáticos en els quals no és possible determinar les forces internes dels seus elements, perquè el nombre d'incògnites excedeix a el nombre d'equacions que ofereix l'estàtica. Això es fa a través de la utilització de la mecànica de l'sòlid rígid.
Per analitzar aquests problemes, cal plantejar les condicions bàsiques d'equilibri, on:
El resultat de la suma de forces és nul i el resultat de la suma de moments respecte a un punt, també és nul.
Importància i Aplicacions
L'estudi de l'estàtica és indispensable per a l'aixecament d'estructures fixes com edificis, cases, ponts i qualsevol altre element en la indústria de la construcció, per garantir la seguretat d'aquestes estructures i la seva durabilitat en el temps.
Els enginyers estructurals, civils o els arquitectes, necessàriament requereixen conèixer a fons sobre aquesta matèria, per evitar accidents durant la construcció d'una estructura.
L'estàtica no només estudia l'equilibri d'una estructura, sinó de cadascuna de les seves parts, així com la quantitat necessària de material de construcció, per exemple, que requereix el pilar d'un pont o una edificació.
Entre els objectius principals de l'estàtica està a l'obtenció d'esforços tallants, la força normal, la força de torsió i el moment flector al llarg d'una peça, en qualsevol estructura.
Després de establertes les càrregues, les tensions, etc, el professional de l'enginyeria o l'arquitectura llavors pot decidir quin tipus de material farà servir i en quina quantitat, per elementals raons de costos però també de seguretat. Això es fa mitjançant una anàlisi de materials.
Un altre camp d'estudi de l'estàtica no mecànica, és el referit a l'electricitat estàtica i l'electrostàtica.
referències
- Beer, FP and Johnston Jr, ER Statics and Mechanics of Materials. McGraw-Hill, Inc. 1992. Recuperat de mheducation.com
- Objecte d'estudi de l'estàtica. Consultat de fisica2judarasa.jimdo.com
- Yrene Mamani. Tensions i deformacions en sistemes hiperestàtics. Consultat de academia.edu
- Estàtica (mecànica). Consultat de es.wikipedia.org
- Càrregues estàtiques i dinàmiques. Consultat de arkiplus.com
- Diccionari d'arquitectura i construcció. Consultat de parro.com.ar
- Definició de Estàtica. Consultat de conceptodefinicion.de