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Tales combinaciones de cuerpos se denominan..
para efectos puramente de visualización, subsistemas
del sistema global. Sin embargo, no habrá distinción
física esencial entre sistema y subsistema en cuanto a
sus propiedades de equilibrio y leyes aplicables.
(17) En todo problema de estática el primer
paso consiste en definir un sistema físico (o varios,
según convenga). Este es un requisito
indispensable previo al análisis de fuerzas y
planteamiento de las ecuaciones de equilibrio.
Según la estática y nuestra experiencia
cotictiana, el equilibrio de los cuerpos es un estado
condicionado por las fuerzas que actúan sobre ellos. En
el sistema global entran en juego diversas fuerzas que
mantienen en equilibrio a cada cuerpo del sistema y
por ende al sistema entero o cualquiera de sus
subsistemas. Las más de las veces, el análisis del
equilibrio de un sistema comprende el análisis del
equilibrio de algunas de sus partes.
Nuestra primera tarea consistirá precisamente
en identificar todas las fuerzas relevantes en el
sistema global, como etapa previa para determinar
numéricamente su estado de equilibrio, así como el de
sus elementos. Para facilitar en el caso general este
cometido se clasifica a las fuerzas en dos categorías:
fuerzas de acción por campo y fuerzas de acción por
contacto.
2.2. Fuerzas de acción por campo
Estas fuerzas se manifiestan sin necesidad de
cercanía ni contacto físico entre los cuerpos. También
se llaman fuerzas de acción a distancia . En ingeniería
las fuerzas más comunes de esta categoría son la
fu erza gravitatoria, la eléctrica y la magnética. Menos
familiares son la fuerza nuclear y la fuerza débil'.
Como sabemos, todo objeto material terrestre
experimenta la fuerza de atracdón gravitatoria debida
al planeta Tierra. Esta fuerza, denominada el peso del
objeto, es el producto de la masa del objeto y la
aceleración de caída libre (o aceleración de la
gravedad), cuyo valor es g .. 9.8 mI 8 2 , con una
variación de máximo ± 0.3% sobre toda la superficie
terrestre.
Para denotar los pesos usaremos convencio–
nalmente la literal básica "W". En la Fig. 27 hemos
denotado con W), W 2 y W 3 los pesos de la Tabla, el
Bloque y el Amigo, respectivamente. Supondremos
que la Cuerda y el Resorte son muy ligeros
- DHiStara-feClül se dlsliñguen3fu.enas fundamentales: la - -
gravitadonaJ, la electrodébil y la fuerza de color.
("ingrávidos") y despreciaremos sus pesos.
Fig. 27. Fuerzas de acción por campo.
En este módulo no trataremos con fuerzas
eléctricas ni magnéticas. Nuestra fuerza de acción por
campo por excelencia será el peso.
En la estática invariablemente se excluye a la
Tierra de los sistemas físicos. No así en dinámica,
donde es frecuente tomarla como parte del sistema en
los análisis de energía.
Pasemos a la otra categoría de fuerzas.
2.3. Fuerzas de contacto
Las fu erzas de contacto (también conocidas
como fuerzas mecánicas o macroscópicas), como su
nombre 10 indica, son fuerzas que surgen en los
puntos o regiones de contacto o unión entre cuerpos
"distintos". Ejemplos de esta categoría son las fuerzas
ejercidas por cables y resortes, por presión mutua de
dos cuerpos, por apoyos fijos, por fri cción, etc. Toda
fuerza que no es de acción por campo es de contacto.
A nivel atómico no tiene sentido la distinción
entre fuerzas de acción por campo y de contacto. De
hecho las fuerzas de contacto se explican, en la escala
atómica, con base en las fuerzas intermoleculares
entre los cuerpos contactantes, las cuales son
predominantemente eléctricas.
Para descubrir las fuerzas de contacto
primeramente hay que detectar todos los puntos de
contacto entre los diversos cuerpos integrantes del
sistema. Hallamos los 6 que se resaltan en la Fig. 28
con circulillos negros (por simplicidad, los pies del
Amigo contarán como un sólo contacto). Rotulemos
los contactos con las letras a, b, c, d, e y f.