Labook

Lapbook

Unidad 2

esto es un Índice

4. Estática y Condiciones de Equilibrio

1. Estática

2. Priemra ley de Newton

5. Momentos de Torsión

3. Cuerpo Libre y Sistema de Fuerzas

6. Centroides de masa

Introducción general...

• Es una rama de la mecanica,que estudia a los cuerpos rgidos , indeformables y su equilibrio de las furzas en los equilibrios estáticos, es decir que no van a variar con el tiempo

Primera ley de Newton

La primer ley de Newton dice que "Todo cuerpo preserva su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él".

• Con esto nos dice que un cuerpo en reposo permanece en reposo, si esta en movimiento este esta el velocidad constante a menos que una fuerza externa lo detenga.

Cuerpo Libre y Sistema de Fuerzas

Como dice el titulo es una herramienta que se utiliza para poder ver de forma más aislada a un objeto. También atraeremos cualquier fuerza o momento que actúe sobre el cuerpo, incluyendo aquellas fuerzas y momentos ejercidos por los cuerpos y superficies circundantes que eliminamos.

Estática y Condiciones de Equilibrio

La Estática es la ciencia que estudia las fuerzas que se aplican a un cuerpo para describir un sistema en equilibrio

• Un sistema se considera en equilibrio cuando los cuerpos que lo forman están en reposo, es decir, sin movimiento1.
• Las condiciones de equilibrio son necesarias para que un cuerpo se mantenga en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme

Momento de Torsión

El Momento de Torsión, también conocido como Torque, es una medida de la fuerza que puede causar la rotación de un objeto alrededor de un eje1. Es el producto de la fuerza aplicada y la distancia desde el punto de aplicación de la fuerza hasta el eje de rotación.

• Depende de la magnitud de la fuerza aplicada.
• Depende de la distancia entre el punto en el que se aplica la fuerza y el punto respecto al que produce el giro (también denominada brazo de palanca).
• Depende del ángulo de aplicación de dicha fuerza

Centros de masa

El Centro de Masa es una posición definida en relación a un objeto o a un sistema de objetos. Es el promedio de la posición de todas las partes del sistema, ponderadas de acuerdo a sus masas. Para objetos rígidos sencillos con densidad uniforme, el centro de masa se ubica en el centroide.

• El centro de masa parece llevar toda la masa del cuerpo.
• En el centro de masa, todas las fuerzas externas parecen aplicarse.
• Para los propósitos de los cálculos, podemos tratar un objeto de forma rara como si toda su masa estuviera concentrada en un objeto pequeñito ubicado en el centro de masa.
• Si empujamos un objeto rígido en su centro de masa, entonces el objeto siempre se moverá como si fuera una masa puntual.
• Si el objeto es sometido a la acción de una fuerza fuera de equilibrio en algún otro punto, entonces empezará a rotar alrededor del centro de masa.

“El mayor misterio del mundo es que resulta comprensible”.

- Albert Einstein

Diagama de cuerpo libre

• Fuerzas gravitacionales: En esta se ve la gravedad que se aplica sobre un objeto.Esta fuerza siempre apuntará hacia abajo hacia el centro de la tierra y actuará sobre el centro de masa del cuerpo.

• Fuerzas normales es entre dos objetos cuando se tocan. Empuja perpendicularmente a la superficie del objeto.

• Fuerzas de Fricción: es la fuerza que se resiste al desplazamiento de superficies, su empuje depende de la superficie y contacto esta va en dirección opuesta

• Tensión en Cables: es la fuerza que jala a un objeto a lo largo de la dirección de la cuerda

Condiciones

1. Primera condición de equilibrio: La suma de las fuerzas que actúan sobre el objeto debe ser cero. Esto significa que la suma de las fuerzas en el eje “x”, “y” y “z” deben sumar 03. 2. Segunda condición de equilibrio: La suma delos torques o momentos de torsión causados por fuerzas externas que actúen sobre el objeto, alrededor de cualquier punto, también debe ser cero

Ejemplo

Supongamos que tienes dos partículas A y B de masa 1 kg y 2 kg respectivamente. Están localizadas en los puntos (1,1) y (2,3). Para encontrar el centro de masa del sistema, puedes usar la siguiente fórmula: Para las posiciones de los objetos a lo largo del eje x: CDM x = m1 ⋅ x1 + m2 ⋅ x2 / (m1 + m2) Y del mismo modo para el eje y: CDM y = m1 ⋅ y1 + m2 ⋅ y2 / (m1 + m2)

Ejemplo

Ejemplo

Un elevador está siendo jalado hacia arriba a una velocidad constante por un cable, como se muestra en el siguiente diagrama. Mientras el elevador se mueve hacia arriba con una velocidad constante, ¿Cómo se compara la magnitud de la fuerza hacia arriba ejercida por el cable Fc con la magnitud de la fuerza hacia abajo Fg sobre el elevador debida a la gravedad?

Ejemplo

Si suponemos que alguien intenta jalar una caja pesada para trasladarla horizontalmente de izquierda a derecha, sobre una superficie plana

Los paso que se tiene que seguir para poder elaborar un diagrama de cuerpo libreo son : 1. Escribir o colocar todas las fuerzas externas que afectan directamente al objeto no deben incluir ninguna fuerza interna o que no afecten a este 2. Es dibujar el cuerpos a analizar separado de todos los elementos externos 3. Se agregan todos los ángulos y dimensiones del diagrama que sean clave