Este documento trata sobre el equilibrio mecánico en estática. Explica que para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, la suma de las fuerzas que actúan sobre él debe ser cero. Esto se conoce como la primera condición de equilibrio. También presenta algunos casos especiales de equilibrio como cuando dos fuerzas son colineales y de igual magnitud, o cuando tres fuerzas son paralelas. Finalmente, propone tres ejercicios para aplicar estos conceptos.

1. Tema:
Grado: Semana:
Curso:
FÍSICA
ESTÁTICA II
4to 4

2. Veamos
Algunas veces, los cuerpos tienden a perma-
necer estables. Lo que en física se conoce
como “equilibrio”. Sin embargo, debe haber
algunas condiciones para poder darse el
“equilibrio mecánico”.
Pero… ¿Cuáles son esas
condiciones para estar en
equilibrio mecánico?

3. Propósitos de aprendizaje
 Identificar la primera ley de Newton en diferentes contextos.
 Comprender la primera condición de equilibrio en diversas situaciones.

4. Primera Ley de Newton
También se le conoce como: El principio de la Inercia.
Establece que:
Todo cuerpo continúa en su estado de reposo, o de movimiento
uniforme en una línea recta, a menos que sea obligado a
cambiar ese estado por fuerzas aplicadas sobre él.
El florero cambió su estado por la
fuerza aplicada sobre él.
El ciclista se sigue moviendo a pesar de no estar
pedaleando, es decir, mantiene su estado de movimiento.

5. Estática
La estática es la parte de la física que se encarga de estudiar las condiciones que deben cumplir
las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema para que este se encuentre en equilibrio
mecánico.
Desde hace mucho tiempo, el
conocimiento de la estática es muy
importante en la vida cotidiana, esto
se hace notorio en la construcción
de casas, edificios, puentes, etc.
Asimismo, en el diseño de
instrumentos como palancas,
balanzas, dinamómetros, etc.

6. Equilibrio mecánico
Se denomina así al estado de un cuerpo el cual no posee aceleración. Esto significa que el cuerpo
puede estar en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (MRU).
Torre de piedras en reposo. Ciclista en movimiento uniforme.
En la presente sesión estudiaremos la primera condición de equilibrio.

7. Primera condición de equilibrio
¿Bajo qué condiciones estos cuerpos permanecen en equilibrio mecánico?
Para responder esta pregunta, debemos comprender primero el equilibrio de traslación como
aquel estado mecánico en el que un cuerpo se encuentra en reposo o se traslada a velocidad
constante.

8. Primera condición de equilibrio | Equilibrio de traslación
Es aquella condición mecánica donde el
cuerpo se encuentra en:
Reposo:
MRU:
Equilibrio
estático
Equilibrio
cinético
Liso
Es la condición que se cumple para que el
cuerpo se encuentre en equilibrio de traslación.
Un cuerpo o sistema se encuentra en reposo o
se traslada con MRU, si se cumple:
𝐹𝑅𝐸𝑆 = 0
 En forma práctica diremos
∑𝐹 → = ∑𝐹 ←
∑𝐹 ↑ = ∑𝐹 ↓
La sumatoria de
fuerzas opuestas en
los ejes coordenados
son iguales en
módulo.

9. CASOS ESPECIALES DEL EQUILIBRIO DE
TRASLACIÓN

10. Caso 1
Si un cuerpo está en equilibrio mecánico de traslación afectado solamente por dos fuerzas
externas, éstas necesariamente deben ser colineales de dirección contraria y de igual módulo.
C.G.
𝑭𝒈
𝑭𝒆
C.G.
𝑭𝒈
𝑻
C.G.
𝑭𝒈
𝑵
𝐹
𝑔 = 𝐹𝑒 𝐹
𝑔 = 𝑇 𝐹
𝑔 = 𝑁

11. Caso 2
Si un cuerpo está en equilibrio mecánico de traslación, afectado por 3 fuerzas externas de las
cuales 2 fuerzas son paralelas entre sí entonces, la 3ra fuerza deberá ser paralela a las
anteriores.
Nota
Estas tres fuerzas que son paralelas entre sí, generando el equilibrio mecánico de traslación,
deben estar contenidas en un mismo plano.
C.G.
𝐹
𝑔
𝑅
𝑇 Del gráfico
𝐹
𝑔 ∥ 𝑇 ∥ 𝑅

12. ORGANIZADOR VISUAL

13. ESTÁTICA II
Se explica
mediante
Primera ley
de Newton
Todo cuerpo que se encuentra en un
estado, tratará de conservar su estado.
Equilibrio Mecánico
1ra condición de
equilibrio
Equilibrio cinético
Equilibrio estático
Se cumple
𝐹𝑅 = 0
es decir
∑𝐹 → = ∑𝐹 ←
∑𝐹 ↑ = ∑𝐹 ↓
Es un estado donde
el cuerpo no posee
ningún tipo de
aceleración.

14. EJERCICIOS PROPUESTOS

15. Ejercicio 1
Un bloque se encuentra en reposo,
suspendido de una cuerda. Respecto a
lo anterior, determine si las propo-
siciones son verdaderas (V) o falsas (F)
y elija la secuencia correcta.
I. La magnitud de la fuerza de
tensión en la cuerda es igual a la
magnitud de la fuerza de
gravedad.
II. La resultante de fuerzas sobre el
bloque es nulo.
III. La fuerza de tensión y la fuerza de
gravedad tienen direcciones
diferentes.
Solución:

16. Ejercicio 2
En el gráfico mostrado, el bloque de
2 kg es presionado contra el techo por
una fuerza de 60 N aplicada por
nuestro amigo. Determina el módulo
de la fuerza de reacción que el techo
ejerce al bloque, si el bloque se
encuentra en equilibrio. No hay
fricción (g = 10 m/s²)
Solución:

17. Ejercicio 3
En la gráfica se muestra a un albañil
situado en el techo de una casa jalando
una soga para levantar una carga de
10 kg. ¿Con qué fuerza jala el albañil la
cuerda para subirlo con rapidez
contante? Considere poleas ideales y
g = 10 m/s².
Solución: