Herramientas para el estudio de las fuerzas

Herramientas para el estudio de las fuerzas

Primera condición del equilibrio: equilibrio transnacional
Un cuerpo se encuentra en equilibrio trasnacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.
Cuando un cuerpo está en equilibrio trasnacional no tiene fuerza resultante actuando sobre él.

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:

Una caja de 8 N está suspendida por un alambre de 2 m que forma un ángulo de 45° con la vertical. ¿Cuál es el valor de las fuerzas horizontales y en el alambre para que el cuerpo se mantenga estático?
Primero se visualiza el problema de la siguiente manera:

A continuación se elabora su diagrama de cuerpo libre.

Ahora por medio de la descomposición de los vectores, calculamos la fuerza de cada uno de ellos.

F_1x = - F₁ cos 45°*
F_1y = F₁ sen 45°
F_2x = F₂ cos 0° = F2
F_2y = F₂sen0°=0
F_3x = F₃cos90°=0
F_3y = - F₃ sen 90° = - 8 N*

Segunda condición de equilibrio: equilibrio rotacional

En nuestra vida observamos este movimiento; por ejemplo: cuando hacemos girar el volante, al utilizar la llave de cruz .El caso del movimiento rotación se aplica a cuerpos sólidos extendidos a objetos rígidos por lo que establecen la primera condición de equilibrio:

 Un cuerpo se encuentra en equilibrio trasnacional si la resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el es igual a cero por lo tanto: ∑F=0Cuando las fuerzas están aplicadas con diferente dirección se obtiene sus componentes rectangulares x y y. por lo que se cumple ∑Fx=0 y ∑Fy=0

Segunda condición de equilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional si la suma de los momentos de fuerza que actúan sobre él es igual a cero. Por lo que se debe cumplir ∑M=0 M1 + M2 + M3 + M4…. = 0Donde:∑M = suma algebraica de los momentos= momento de fuerza o torca

Ejemplos: Una piñata está sostenida por medio de dos cuerdas. Si la tensión máxima que ejerce el estudiante de la cuerda A es de 37N ¿Cuál debe ser el peso máximo de la piñata para sostenerla de esa manera?

Ejemplos Una persona para sujetar una tuerca aplica una fuerza de 75N en el extremo de una llave de 25 cm de longitud. Calcula el momento de torsión que se ejerce sobre la tuerca

Datos fórmula= 75N M = FbB= 25cmM= ?Desarrollo = 25cm = 0.25mM = FbM = (-75N)(0.25m)= - 18.75Nm

El equilibrio trasnacional se representa cuando el cuerpo está en reposo o cuando presenta movimiento rectilíneo uniforme mientras que el equilibrio rotacional se presenta cuando el objeto no esta girando o rotando