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EQUILIBRIO

Segunda ley del movimiento de Newton: si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, éste se acelera. La dirección de aceleración es la misma que la dirección de la fuerza neta. El vector de fuerza neta es igual a la masa del cuerpo multiplicada por su aceleración.


De la ecuación de la segunda ley de Newton, la fuerza es una magnitud vectorial, esto significa que tiene intensidad, magnitud o módulo, dirección, sentido y punto de aplicación sobre el objeto.

La segunda ley de newton nos permite analizar situaciones dinámicas, es posible que varias fuerzas que actúan sobre un objeto no produzcan aceleración:


Si sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas pueden sustituirse por una sola fuerza que produzca el mismo efecto que todas ellas juntas. A esa fuerza se le denomina fuerza equivalente, neta o resultante. La fuerza Neta o equivalente se obtiene realizando una suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.


Si la suma vectorial de las fuerzas, o fuerza neta (resultante) es cero y el objeto permanece en reposo o bien con velocidad constante. En tales casos decimos que el objeto esta en equilibrio traslacional. Si permanece en reposo decimos que está en equilibrio traslacional estático. Para EQUILIBRIO TRASLACIONAL ESTÁTICO :

R T

W


Para obtener el la magnitud o módulo de las fuerzas que intervienen sobre un cuerpo utilizamos herramientas matemáticas como los cálculos trigonométricos y diagramas de fuerza.

R

T

W

El diagrama de fuerzas de la figura es el siguiente:


Para realizar el cálculo de las fuerzas presentadas en el diagrama de fuerzas utilizamos las herramientas de la trigonometría y del algebra. Como el cuerpo se encuentra en equilibrio estático o en reposo, significa que la fuerza equivalente es nula por lo tanto la aceleración es cero.

•    (1) •        (2)

En este caso para facilitar el calculo de la magnitud de las fuerzas, hemos realizado el calculo como fuerzas concurrentes , las mismas que han sido descompuestas en fuerzas equivalentes en los ejes cartesianos x – y.

• •

Resolviendo el sistema de ecuaciones formados por (1) y (2) podemos determinar el valor de las fuerzas R y T


Si la fuerza neta o resultante que actúa sobre un cuerpo es capaz de producir rotación en torno a un punto o eje, entonces medimos el efecto giratorio de esa fuerza mediante una magnitud que denominamos Torque o Momento de la fuerza (Ʈ ). EL MOMENTO DE UNA FUERZA O TORQUE ; esta definido como el producto vectorial de la fuerza que actúa sobre un cuerpo por la distancia que existe entre ella y el punto o eje de rotación.


Para que un cuerpo tenga equilibrio de rotación , la suma de los momentos que producen giro, respecto a un punto, en el sentido de las agujas del reloj (horario) es igual a la suma de los momentos que producen un giro en el sentido contrario (anti horario).

• Para garantizar el equilibrio de traslación y de rotación en una barra donde actúan las fuerzas F, T y R tenemos:

• = 0 •  = 0 • Torque o momento de una fuerza en o = 0 •  = 0


En el sistema de la figura: para garantizar el equilibrio rotacional la suma de momentos de fuerza o torques tiene que ser igual a cero.

Â

d2

d1

O F1

F2

Equilibrio pablobarba