Estática

La estática estudia los cuerpos que no aceleran: ni se desplazan ni giran con rapidez cambiante. En el temario de Ciencias Médico Biológicas del IPN este bloque se conecta con el cuerpo humano, porque huesos, músculos y articulaciones funcionan como palancas. Por eso, además del equilibrio de fuerzas, conviene que domines el momento de una fuerza y la clasificación de las palancas, herramientas muy usadas en biomecánica.

Qué debes dominar

• Fuerza como vector: magnitud, dirección y sentido, y cómo se suman varias fuerzas.
• Primera condición de equilibrio: la suma de fuerzas sobre el cuerpo es cero.
• Momento o torque: M = F · d, con d medida perpendicular a la fuerza desde el eje de giro.
• Segunda condición de equilibrio: la suma de torques respecto a cualquier punto es cero.
• Palancas de primero, segundo y tercer género: posición del apoyo, la fuerza y la resistencia.

Un ejemplo con el cuerpo: al sostener una pesa de 5 kg en la mano con el antebrazo horizontal, el bíceps se inserta a unos 4 cm del codo y la pesa queda a 35 cm. Al igualar torques respecto al codo, F · 0.04 = (5 · 9.8) · 0.35, así que el bíceps ejerce cerca de 429 N, casi nueve veces el peso sostenido. Es una palanca de tercer género: la fuerza queda entre el apoyo y la resistencia.

Cómo practicarlo

Aparece como una balanza o una viga con pesos a distintas distancias, de la que se pide una posición o una fuerza desconocida; también como una pregunta conceptual para identificar el género de una palanca o decir qué cambia al alejar la fuerza del apoyo.

Errores comunes

• Medir la distancia hasta el extremo del objeto y no hasta el eje de giro.
• Olvidar que el peso del propio objeto actúa en su centro.
• Confundir el género de la palanca con su ventaja mecánica.
• Verificar solo el equilibrio de fuerzas y descuidar los torques.