Equlibrio

EQUILIBRIO DE UN CUERPO RIGIDO

EXPERIENCIA N° 6

CUERPO RIGIDO: la distancia entre dos puntos cualesquiera del cuerpo

Permanece invariante en el tiempo

I. OBJETIVOS

- Estudiar el comportamiento de las fuerzas concurrentes y fuerzas paralelas

- Establecer las condiciones necesarias para que un sistema se encuentre en equilibrio

II. EQUIPO Y MATERIALES

- Soportes universales

- Poleas

- Juegos de pesas

- Regla patrón (con orificios)

- Cuerda

- Clamps o agarraderas

- Porta pesas

- Dinamómetros

- Balanza

- Transportador

III. EQUIPOS Y MATERIALES

Las condiciones para que un cuerpo se encuentre en reposo

a). EQUILIBRIO DE TRASLACION

“la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre el sólido es igual a cero”. Esto ocurre cuando el cuerpo no se traslada o cuando se mueve a velocidad constante; es decir cuando la aceleración lineal del centro de masa es cero al ser observado desde un sistema de referencia inercial.

b). EQUILIBRIO DE ROTACION

“la suma de momentos de fuerza o torques respecto a algún punto es igual a cero”. Esto ocurre cuando la aceleración angular alrededor de cualquier eje es igual a cero.

II

∑Mi= 0 (6.2)

i

Para que se cumpla esta segunda

Condición se deben realizar los siguientes pasos:

1. Se identifican las fuerzas aplicadas

2. Se escoge el punto respecto al cual se analizara el torque

3. Se encuentran los torques para el punto escogido

4. Se realiza la suma de torques y se igual a cero.

Tenga en cuenta esta formulación, se refiere solo al caso en que las fuerzas y las distancias estén sobre el mismo plano. Es decir, este no es un problema tridimensional. La suma de los torques respecto a cualquier punto, dentro o fuera del cuerpo debe de ser igual a cero.

Ejemplos:

La figura 6.2 muestra una viga (cuerpo r), donde l fuerza total sobre esta es cero. Pero el torque resúltate respecto a su centro es diferente de cero, cuyo modulo es igual a 2Fd, Donde d es la diferencia desde el punto de aplicación a las fuerzas (F y –F) al centro de la viga. En este caso la viga tendrá una tendencia al giro de forma anti horaria.

En la figura 6.3 la fuerza total es 2F y el torque respecto a su centro es cero. Por lo tanto existe un equilibrio de rotación, pero no de traslación. En este caso la viga asciende verticalmente sin rotar.

La figura 6.4 muestra la viga en reposo absoluto. Esta en equilibrio tanto de traslación como de rotación

IV. PROCEDIMIENTO

1. Arme el sistema de la figura 6.5. suspenda en los extremos de la cuerda pesos diferentes F1, F2 y en el centro un peso E3. Deje que el sistema se estabilice- recuerde que debe cumplirse la ley de la desigualdad de los lados del triángulo “un lado es menor que la suma de los otros dos y mayor , βque su diferencia”

2. Coloque el tablero (con un papel) en la parte posterior de la cuerda y marque las direcciones de las cuerdas en el papel

3. Retire el papel y anote en cada línea los valores de los pesos correspondientes

4. Complete el paralelogramo de fuerzas con una escala conveniente para los valores de F1 y F2.

5. Repita

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