El estudio
del equilibrio de los cuerpos bajo la acción de un sistema de fuerzas es el
objeto de la estática, que es una parte de la física de decisiva importancia en
aspectos tales como la determinación de la estabilidad de una construcción
metálica, el diseño de un puente colgante o el cálculo de cualquier estructura
de una obra civil.El manejo de los sistemas de fuerzas, incluyendo las del peso
y las de reacción, y el cálculo de la magnitud momento constituyen elementos
esenciales de esta ciencia del equilibrio mecánico.
Las
características que definen un cuerpo material están directa o indirectamente
relacionadas con las fuerzas. Todos los cuerpos pueden ser considerados como
agregados de partículas unidas entre sí por fuerzas cuya intensidad varía desde
la débil atracción gravitatoria, en el caso de una nebulosa, hasta las intensas
fuerzas eléctricas de enlace entre los átomos de carbono en un cristal de
diamante.
En ambos
casos extremos es un conjunto de fuerzas el que hace que las diferentes
partículas componentes constituyan un todo. Cuando un sistema de fuerzas es tal
que cancelan mutuamente sus efectos, se tiene una situación de equilibrio.
El equilibrio de los cuerpos se sustenta en la 1ra. y
3ra. Ley de Newton.
Existe 2 condiciones de equilibrio: Primera condición de equilibrio o
equilibrio de traslación y segunda condición de equilibrio o equilibrio
rotacional.
Primera
ley de Newton
Todo cuerpo permanecerá
en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se vea
obligado a cambiar dicho estado por medio de un agente externo que le aplique
una fuerza.
Tercera ley de Newton
Siempre que un objeto ejerce
una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de
igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se
enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción
igual". En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y
reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se
dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción
forman una interacción entre dos objetos.
Esta
condición de equilibrio implica que una fuerza aislada aplicada sobre un cuerpo
no puede producir por sí sola equilibrio y que, en un cuerpo en equilibrio,
cada fuerza es igual y opuesta a la resultante de todas las demás. Así, dos
fuerzas iguales y opuestas, actuando sobre la misma línea de acción, sí
producen equilibrio.
El
equilibrio puede ser de tres clases: estable, inestable e indiferente. Si un
cuerpo está suspendido, el equilibrio será estable si el centro de gravedad
está por debajo del punto de suspensión; inestable si está por encima, e
indiferente si coinciden ambos puntos. Si un cuerpo está apoyado, el equilibrio
será estable cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad caiga dentro
de su base de sustentación; inestable cuando pase por el límite de dicha base,
e indiferente cuando la base de sustentación sea tal que la vertical del centro
de gravedad pase siempre por ella.
Decimos que un objeto esta en equilibrio traslacional cuando se
encuentra en reposo o bien se mueve en línea recta con velocidad constante.
Condiciones de equilibrio: Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, se requiere que la sumatoria de todas las fuerzas o torcas que actúan sobre él sea igual a cero. Se dice que todo cuerpo tiene dos tipos de equilibrio, el de traslación y el de rotación.
Traslación: Es aquel que surge en el momento en que todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo se nulifican, o sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.
EFx = 0
EFy = 0
Rotación: Es aquel que surge
en el momento en que todas las torcas que actúan sobre el cuerpo sean nulas, o
sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.
EMx= 0
EMy= 0
Aplicaciones: Se utiliza en todo tipo de instrumentos en los cuales se requiera aplicar una o varias fuerzas o torques para llevar a cabo el equilibrio de un cuerpo. Entre los instrumentos más comunes están la palanca,la balanza romana, la polea, el engrane, etc.
Conclusión
El
equilibrio traslacional se dá cuando un objeto se mueve con velocidad
constante, si el objeto es un cuerpo rígido se pide que su centro de masa se
mueva con velocidad constante.
La segunda ley de Newton establece que si la velocidad de un cuerpo es constante, entonces la suma de fuerzas que deben estar actuando sobre él es nula. Por lo tanto el equilibrio transnacional se obtiene pidiendo que
Sumatoria de fuerzas =0
Esto de ninguna manera significa que esté en equilibrio, ya que puede estar rotando con velocidad angular variable.
La segunda ley de Newton establece que si la velocidad de un cuerpo es constante, entonces la suma de fuerzas que deben estar actuando sobre él es nula. Por lo tanto el equilibrio transnacional se obtiene pidiendo que
Sumatoria de fuerzas =0
Esto de ninguna manera significa que esté en equilibrio, ya que puede estar rotando con velocidad angular variable.
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Equipo 9
- Urbalejo Frausto Valeria Lizeth
- Lizarraga Lopéz Genesis Paola
- Salazar Obeso José Antonio
-Campoy Alcantar Zobeyda
-Ronquillo Felix Luis Enrique
Bibliografia
