Equilibrio De Fuerzas

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSÍ
Laboratorio de Física
Equilibrio de fuerzas.
Primera condición de equilibrio.
Areli Arias, Saideth Crispín, Gerardo Rico, Israel Cedillo.
Facultad de Ciencias, UASLP, Licenciatura en Biofísica.

“En todo debe haber equilibrio a fin de que algo pueda existir; sin equilibrio no hay acción y reacción porque el equilibrio existe entre dos fuerzas,impulsando una y repulsando la otra.” Emanuel Swedenborg
Se pretende demostrar mediante un experimento en mesa de vectores, el equilibrio de distintas masas a diferentes ángulos, determinando la fuerza equilibrante de un sistema de fuerzas coplanares.

Concepto de fuerza:
Llamamos fuerza a la medida de la acción de un cuerpo sobre otro, como resultado de la cual el cuerpo cambia su estado de movimiento oequilibrio.
En la vida real se presentan diferentes fuerzas: fuerza de la gravedad, fuerza de atracción y repulsión de los cuerpos electrizados e imantados, fuerza de rozamiento, fuerza de reacción de un cuerpo sobre otro, etc.
Si la variación del estado de un cuerpo se expresa en la modificación de su velocidad, tenemos la manifestación dinámica de la fuerza. Si se expresa por la deformaciónse dice que tenemos la manifestación estática de la fuerza.
La acción de una fuerza sobre un cuerpo se determina por los tres elementos siguientes:
(a) punto de aplicación de la fuerza
(b) dirección de la fuerza
(c) magnitud de la fuerza.
Sistema de fuerzas concurrentes
Se llama sistema de fuerzas concurrentes el sistema de fuerzas cuyas líneas de acción se interceptan en un punto (Figura2). Si el sistema de fuerzas es tal que sus líneas de acción están situadas en un plano se le llama sistema coplanar de fuerzas concurrentes.


La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con elsiguiente enunciado:






Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera.  También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerzaresultante diferente de cero actuando sobre él.
Condiciones de Equilibrio
La estática es una ciencia que estudia las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo que describen un sistema que mantienen en equilibrio al mismo. Este equilibrio se manifiesta como un cuerpo sin movimiento, es decir, en reposo.
La primera condición de equilibrio indica que un cuerpo está en equilibrio de traslación si la resultante detodas las fuerzas es cero.
Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son F1, F2, ...Fn, el cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si : Fr = F1 + F2 + .....Fn = 0
Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, tendremos: Fx = 0 y Fy = 0
La segunda condición de equilibrio indica queun cuerpo está en equilibrio rotacional si la suma de los momentos de torsión o torcas de las fuerzas que actúan sobre él respecto a cualquier punto es cero.
Mesa de Fuerza
La mesa de fuerza es un instrumento muy útil para verificar experimentalmente la naturaleza vectorial de las fuerzas, pudiéndose componer y descomponer de manera vectorial, está constituido básicamente por un plato circularque tiene, en la cara superior, impreso los 360º de un círculo completo, como si este fuera un transportador. Posee además, unas pequeñas poleas que pueden ajustarse en cualquier posición alrededor del plato, en el ángulo que uno desee.
En el centro del plato se coloca un pequeño aro metálico, del cual salen tres cables o hilos.
Éstos, se hacen pasar por unas poleas y se amarran a unos pequeños...