Centro de gravedad

Fundamento Teórico

Centro de gravedad: Es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas masas materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.

Equilibrio: Se dice que un cuerpo está en equilibrio si este permanece en reposo o en movimiento con velocidad constante. Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando no sufre cambio ni en su estado de reposo ni en su movimiento de traslación ni en el de rotación. en consecuencia se dice que un cuerpo está en equilibrio:

-cuando esta en reposo o se mueve con movimiento uniforme.

-cuando no gira o lo hace con velocidad constante.

Objetivo:

Realizar un sencillo experimento de física que nos permita entender cómo ocurre el equilibrio de los cuerpos.

Origen del proyecto:

Este proyecto se originó para poder entender que es el equilibrio su importancia y sus aplicaciones como por ejemplo en los automóviles la posibilidad de un vuelco sea menor o lo que es lo mismo que tenga el móvil la mayor estabilidad posible.

CENTRO DE GRAVEDAD Y EQUILIBRIO

Materiales:

- Botella de vidrio

- 1 Corcho

- 2 Tenedores

- 2 Palillos o escarbadientes

Procedimiento:

Debemos primero trabar los tenedores, como si estuviésemos pinchado el uno con el otro, entrecruzando sus dientes. En el medio de toda esa “maraja” de dientes de acero, colocamos un palillo. El otro palillo o escarbadiente lo pinchamos en el corcho y luego ponemos todo en el pico de la botella

Explicación:

Sucede que todos los cuerpos que se encuentran en la tierra, reciben los efectos de la gravedad. El resultado es una fuerza que los atrae hacia el centro de la tierra, y que conocemos como “peso de los cuerpos”.

La física ha simplificado algunos conceptos con el fin de poder estudiar de manera más sencilla el fenómeno de equilibrio de cuerpos. Tal es el caso que se ha definido el concepto de “centro de gravedad” el cual no es ni más ni menos que el punto donde se supone aplicado el peso de un cuerpo o sistema de cuerpos.

Si logramos apoyar un cuerpo sobre una estructura rígida e inmóvil, de modo que su centro de gravedad pase por ese punto de apoyo, el cuerpo estará en equilibrio y no se caerá para ninguno de sus lados. Esto es lo que sucede en este sencillo experimento de física; el centro de gravedad se encuentra sobre una línea que pasa por el punto de contacto de los dos palillos (punto de apoyo). La reacción que ejerce el palillo del corcho, debido a la tercera Ley de Newton, anula el peso del cuerpo y lo deja en perfecto equilibrio.

Ejercicios resueltos:

Un cuadro se encuentra colgado de un clavo mediante un cordón como indica la figura. Si el peso del cuadro es de 50 N, ¿cuál es la tensión que soporta el cordón en cada extremo?

Descomponiendo las fuerzas en el eje X y el eje Y obtenemos:

Tx = T cos 30 ; Ty = T sen 30; T'x = T' cos 30; T'y = T' sen 30

Y aplicando la primera condición de equilibrio:

T + T' + P = 0 (en negrita los vectores) o en componentes:

Tx - T'x = 0 ; T cos 30 = T' cos 30 ; T = T'

Ty + T'y - P = 0 ; T sen 30 + T' sen 30 - P = 0 ; 2T sen 30 = P ; T = 50 N

...