Equilibri de fuerzas

Equilibrio de fuerzas paralelas.
Propósito.
Estudiarás el Momento de una fuerza o torca analizando el equilibrio rotacional cuando los momentos o torcas creados por una o varias fuerzas, con respecto a un eje de rotación se neutralizan mutuamente, llevando al sistema una condición de equilibrio.
Introducción.
Se entiende por momento de una fuerza o torca al efecto de rotación con respectoa un eje de giro, que se presenta sobre un cuerpo al que se le aplica una fuerza a cierta distancia de dicho eje, a esa distancia se le llama brazo de palanca, por lo tanto:
Momento de una fuerza= Fuerza X Brazo de Palanca
Si un sistema sometido a varias fuerzas crea momentos que al sumarlos se neutralizan entre si, se dice que el sistema está equilibrado desde el punto de vista rotacional.Esto quiere decir que la ∑ Momentos = 0 o en un sistema en equilibrio.
El brazo de palanca es la distancia perpendicular que hay de la línea de acción de la fuerza aplicada a un punto por donde pasa un eje de giro.
El Momento de una fuerza o torca es un vector que pude obtenerse del producto vectorial de otros vectores.
τ=r x F
Donde:
F: Fuerza aplicada.
r: Vector de posición que va deleje de giro al punto de aplicación de la fuerza.
τ: torca o momento de una fuerza
Por definición el producto vectorial entre dos vectores A X B= |A||B| (senθ)a=C
Donde |A| y |B| son las magnitudes de cada uno de los vectores, θ el ángulo entre dos vectores a es un vector unitario en dirección del vector C, teniendo una dirección perpendicular al plano que forma los vectores A y B.
Lo mismoocurre con la expresión de la torca. Para el caso particular, θ= 90°, r y F son perpendiculares entre si y la magnitud de la torca se reduce al producto
| τ| = |F||r|.
Si existe un sistema de fuerzas F1, F2, F3, …, Fn actúan en diferentes posiciones x1, x2, x3, … xn la resultante R que puede remplazar a todas las fuerzas que actúan y x es la posición o brazo de palanca requerido para que seproduzca el equilibrio.
|F1||x1| + |F2||x2| + |F3||x3| + … + |Fn||xn|=|R||x|
A esto se le ha conocido como el TEOREMA DE VARIGON, este teorema explica que el peso de un cuerpo en realidad está formado por muchos pesos individuales y que cada uno es atraído por la Tierra, concentramos éstos en un punto llamado centro de gravedad y en ese punto se puede considerar que está concentrado el peso totaldel cuerpo.
Materiales
• Balanza aritmética con perforaciones cada cm
• Pesas de diferentes denominaciones
• Soporte universal
• Punto de apoyo o fulcro para soportar la balanza.
Desarrollo experimental
Una balanza aritmética consiste en una barra colocada perpendicularmente a un soporte universal. La barra posee a lo largo de su cuerpo una serie de agujeros o armellas distribuidos adistancias entre ellos. El fulcro de la balanza aritmética permite que la barra gire libremente respecto al soporte universal, ve la figura 1.
Coloca la balanza aritmética con el fulcro al centro de tal manera, que la barra quede horizontal, ver Figura1.










Experimento 1.
1. Coloca un peso de 20 g en la posición 15 cm del lado izquierdo, observa que la rotación es en el sentidocontrario a las manecillas del reloj, quítala y cámbiala al lado derecho y observa que ésta gira a favor de las manecillas del reloj. Conviviendo que a los giros en el sentido de las manecillas del reloj se le asignará un signo menos, y los giros a favor serán momentos positivos.
2. Coloca simultáneamente dos pesos de 20g a 15 cm de ambos lados y observa que ocurre
3. Calcula la suma de losmomentos

Experimento 2
1. Coloca 2 pesad de 20g cada una de lado derecho a 2 y 4 cm respectivamente.
2. Coloca una pesa de 20g del lado izquierdo de tal manera que equilibre las pesas del lado derecho.
3. Deduce numéricamente la distancia a la que hay que colocar la pesa.

Experimento 3
1. Ahora coloca 5 pesas cada una en las posiciones 2, 4, 6, 8 y 10 cm del lado izquierdo contados...