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Equilibrio - estÁtica, equilibrio de un cuerpo rigido, torque o momento de fuerza, condiciones de equelibrio
EQUILIBRIO
ESTÁTICA
La estática estudia los cuerpos que están en equilibrio, que es el estado de un
cuerpo no sometido a aceleración; un cuerpo, que está en reposo, o estático, se
halla por lo tanto en equilibrio.
Para que un objeto
este en equilibrio es necesario que todas las fuerzas que actúan sobre él se
compese exactamente. Cuando, empleado este criterio,
se establece que un objeto este en equilibrio, se puede deducir la estabilidad
de dicho equilibro.
La estática tiene como
objetivo, establecer si bajo la acción simultánea de varias fuerzas, un cuerpo
se halla o no en equilibrio.
EQUILIBRIO DE UN CUERPO RIGIDO
Si se aplican fuerzas a un cuerpo rígido, su equilibrio con respecto a un
sistema de referencia inercial estará determinado por:
• primera condición de equilibrio: que es la suma de las fuerzas aplicadas al
cuerpo es cero.
• Segunda condición de equilibrio: es la suma algebraica de los momentos con
respecto a un punto de las fuerzas aplicadas es igual
a cero.
TORQUE O MOMENTO DE FUERZA
Es una magnitud vectorial cuando las fuerzas actúan sobre los cuerpos, pueden
alterar su movimiento lineal o su rotación.
El efecto de una fuerza dado sobre el movimiento de rotación de un cuerpo
depende del valor de la fuerza, de la distancia del punto de aplicación de la
fuerza al eje degiro y de la dirección de la fuerza con respecto a la línea que
une el punto de aplicación de esta con el eje de giro generalmente se considera
un toque positivo cuando tiende a producir rotación en sentido contrario a las
manecillas del reloj y negativo en sentido de las manecillas del reloj.
UNIDADES DE
TORQUE
S.I: Como el
torque es el producto de una fuerza por una distancia su unidad de medida será:
T= f . d =1Newton . 1metro =N . m
C.G.S: El torque estera dado por: T= f . d = 1 DINA .
1 centímetro = d.cm
CONDICIONES DE EQUELIBRIO
PRIMERA CONDICIÓN: EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN
Cuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la conclusión de que si
sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, este
permanece en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme. Pero sobre un cuerpo pueden actuar varias fuerzas y seguir en reposo en
un movimiento rectilíneo uniforme. Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como
para la de movimiento rectilíneo uniforme la fuerza neta que actúa sobre un
cuerpo es igual a cero.
ECUACIONES
Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son F1, F2, Fn,
el cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si : Fr = F1 + F2 + ..Fn
= 0
Si se utiliza un sistema de coordenaas cartesianas en cuyo origen colocamos el
cuerpo y sobre los ejesproyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo,
tendremos: Fx = 0 y Fy = 0
SEGUNDA CONDICION: EQUILIBRIO DE ROTACIÓN
Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un eje, se la aplican varias
fuerzas y no producen variación en su movimiento de rotación, se dice que el
cuerpo puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación.
También se puede decir que un cuerpo se encuentra en
equilibrio de rotación si la suma algebraica de los momentos o torques de las
fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto cualquiera debe ser igual a
cero. Esto es T= 0
Un cuerpo de 15 kg cuelga en reposo arrollado en torno
a un cilindro de 12 cm de diámetro. Calcular el torque respecto al eje del
cilindro.
La barra homogénea mostrada en la figura puede rotar alrededor de O. Sobre la
barra se aplican las fuerzas F1 = 5 d , F2 = 8 d y F3=
12 d, si se sabe que OA = 10 cm, OB = 4 cm y
OC = 2 cm.. Entonces
• Calcula el torque de cada una de las fuerzas con relación a O.
• Calcula el valor del
torque resultante que actúa sobre el cuerpo.
• sCuál es el sentido de rotación que el cuerpo tiende a adquirir
?
• s Cuál debe ser el valor y el sentido de la fuerza paralela a F1 y F2 que se
debe aplicar en C para que la barra quede en equilibrio ?
La barra mostrada en la figura, soporta un cuerpo de 5 kg.Calcular el torque
creado por este cuerpo respecto a un eje que pasa por
• el extremo superior
• el punto medio en la barra
un automóvil de 2000 kg tiene ruedas de 80cm de diámetro. Se
acelera partiendo de reposo hasta adquirir una velocidad de 12m/s en 4 seg.
Calcular
• La fuerza aceleradora necesaria
• El torque que aplica a cada una de las ruedas motrices para suministrar esta
fuerza.
Calcula el valor de la masa(m) y el de x para que las
balanzas mostradas en la figura se encuentren en equilibrio.
Un cuerpo de 20 kg se suspende mediante tres cuerdas como muestra la figura. Calcular las fuerzas de tensión ejercida por cada cuerda.
El antebrazo mostrado en la figura sostiene un cuerpo
de 4 kg. Si se encuentra en equilibrio, calcular la fuerza
ejercida por el músculo bíceps. Considera que la masa del antebrazo es
de 2kg y actúa sobre el punto P (sugerencia: aplica torques con respecto a la
articulación del codo
Una escalera de 3m de longitud y 8 kg de masa está recargada sobre una pared
sin rozamiento como muestra la figura. Determina el mínimo
coeficiente de fricción (Us) entre el piso y la escalera, para que la escalera
no resbale.
Encontrar la masa del cuerpo homogéneo mostrado en la figura, si el dinamómetro
marca 35 N (g =10m/s)
En los extremos de una palanca de primer genero de 10kg,cuelga dos masas de 3kg
y 9kg.sDónde se encuentra el punto de apoyo si la palanca mide 40 cm y se
encuentra equilibrada?
Una palanca de tercer género mide 50 cm y tiene una masa de 250 g; si a 30 cm
del punto de apoyo se coloca una masa de 300g.squé resistencia se podrá
equilibrar?
En el sistema mostrado en la figura R = 380N sCuánto vale la fuerza motriz F?
En el polipasto mostrado en la figura. La fuerza F
vale 800N. sCuánto vale la resistencia R?
Tercer tipo de palanca
Una palanca es de tercer tipo cuando la potencia se encuentra entre el punto de
apoyo y la resistencia.
En este tipo de palancas, el brazo de potencia siempre
es menor que el brazo de resistencia y, por lo
tanto, la potencia es mayor que la resistencia.
Entonces, siempre se pierde fuerza, pero se gana comodidad, y la resistencia
tiene un gran movimiento.
Ejemplos:
INTRODUCCION
El presente Trabajo Monográfico es un trabajo basado en las leyes del
equilibrio, la misma que tienen mucho que ver en nuestro futuro agrícola,
sobretodo en nosotros los jóvenes universitarios, que tenemos el legado de
cuidar nuestro medio ambiente y mantenerlo en equilibrio con la naturaleza.
<
En este trabajo se puede apreciar diversos puntos y
aspectos de este tema tan importante en nuestra carrera, como los tipos, suorigen, su evolución,
formas y otros. Las semillas constituyen un enorme
potencial para la conservación y manejo de nuestros recursos naturales. Desafortunadamente, en las zonas tropicales el conocimiento de la
biología de las semillas se restringe a unas cuantas especies. Ello se refleja en los problemas que aún persisten para su
almacenamiento y conservación.
Deseando que este al agrado de todos, quedo de Uds.
para apreciar este trabajo
Tipos de palanca
Las palancas se dividen en tres géneros, también llamados órdenes o clases,
dependiendo de la posición relativa de los puntos de aplicación de la potencia
y de la resistencia con respecto al fulcro (punto de apoyo). El principio de la
palanca es válido indistintamente del tipo que se trate, pero el
efecto y la forma de uso de cada uno cambian considerablemente.
[editar]Palanca de primera clase
En la palanca de primera clase, el fulcro se encuentra situado entre la
potencia y la resistencia.
Se caracteriza en que la potencia puede ser menor que la resistencia, aunque a costa de disminuir la
velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia. Para que esto suceda, el brazo
de potencia Bp ha de ser mayor que el brazo de resistencia Br
Cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad transmitida a un objeto, o
ladistancia recorrida por éste, se ha de situar el fulcro más próximo a la
potencia, de manera que Bp sea menor que Br.
Ejemplos de este tipo de palanca son el balancín, las tijeras, las tenazas, los
alicates o la catapulta (para ampliar la velocidad). En el cuerpo humano se
encuentran varios ejemplos de palancas de primer género, como el conjunto
tríceps braquial - codo - antebrazo.
[editar]Palanca de segunda clase
En la palanca de segunda clase, la resistencia se encuentra entre la
potencia y el fulcro. Se caracteriza en que la potencia es siempre menor que la
resistencia, aunque a
costa de disminuir la velocidad transmitida y la distancia recorrida por la resistencia.
Ejemplos de este tipo de palanca son la carretilla,
los remos y el cascanueces.
El punto de apoyo de los remos se encuentra en el agua.
[editar]Palanca de tercera clase
En la palanca de tercera clase, la potencia se encuentra entre la resistencia
y el fulcro. Se caracteriza en que la fuerza aplicada es mayor que la
resultante; y se utiliza cuando lo que se requiere es ampliar la velocidad
transmitida a un objeto o la distancia recorrida por
él.
Ejemplos de este tipo de palanca son el quitagrapas y
la pinza de cejas; y en el cuerpo humano, el conjunto codo - bíceps braquial
-antebrazo, y la articulación temporomandibular.
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