Equilibrio De Un Cuerpo Rigido

EQUILIBRIO DE UN CUERPO RÍGIDO

INTRODUCCIÓN
El equilibrio de un cuerpo rígido es definido como la ausencia de aceleración respecto de un sistema de referencia inercial. Puede ser estático (velocidad nula) o dinámico (velocidad constante). Para que esto ocurra el cuerpo debe experimentar fuerza externa neta nula.
Pero como ya sabemos, esto solo explica la ausencia de traslación acelerada,pero no explica la ausencia de aceleración angular. El equilibrio también exige que no exista aceleración angular respecto de algún eje, para lo que se necesita que el torque neto realizado por las fuerzas externas sobre el cuerpo sea nulo.
En este informe analizaremos las condiciones de equilibrio estático, es decir, las condiciones para las que un cuerpo rígido que está en reposo respecto de unsistema de referencia inercial, continúe en reposo.
OBJETIVOS
1. Estudiar el comportamiento de las fuerzas concurrentes y fuerzas paralelas.
2. Establecer las condiciones necesarias para que un sistema se encuentre en equilibrio.
EQUIPOS Y MATERIALES

Soportes universales
Poleas
Juego de pesas
Regla patrón (con orificios)
Cuerda
Clamps o agarradera
Portapesas
BalanzaDinamómetro
Tablero
Transportador

FUNDAMENTO TEÓRICO
Las condiciones para que un cuerpo rígido se encuentre en reposo son:

a) EQUILIBRIO DE TRASLACION
‘’Es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el sólido e igual a cero’’. Esto ocurre cuando el cuerpo no se traslada o se mueve con velocidad constante; es decir, cuando la aceleración lineal del centro de masa es ceroal ser observado desde un sistema de referencia inercial.
∑_i^n▒(F_i ) ⃗ =0
b) EQUILIBRIO DE ROTACION
‘’Es la suma de momentos de fuerza o torques respecto a algún punto e igual a cero’’. Esto ocurre cuando la aceleración angular alrededor de cualquier eje es igual a cero.
∑_i^n▒〖(M_i ) ⃗=0〗
Para que se cumpla esta segunda condición se deben realizar los siguientes pasos:
1) Se identificatodas las fuerzas aplicadas al cuerpo.
2) Se escoge un punto respecto al cual se analizará el torque.
3) Se encuentran las torques para el punto escogido.
4) Se realiza la suma de las torques y se iguala acero.

Tenga en cuenta que esta formulación, se refiere solo al caso cuando las fuerzas y las distancias están sobre un mismo plano. Es decir, este no es un problema tridimensional. La suma delas torques respecto a cualquier punto, dentro o fuera del cuerpo debe ser igual acero.
Centro de gravedad.
Debido a que un cuerpo es una distribución continua de masa, en cada una de sus partes actúa la fuerza de gravedad. El centro de gravedad es la posición donde se puede considerar actuando la fuerza de gravedad neta, es el punto ubicado en la posición promedio donde se concentra el pesototal del cuerpo.
Para un objeto simétrico homogéneo, el centro de gravedad se encuentra en el centro geométrico, pero no para un objeto irregular.
Centro de masa.
Es la posición geométrica de un cuerpo rígido donde se puede considerar concentrada toda su masa, corresponde a la posición promedio de todas las partículas de masa que forman el cuerpo rígido. El centro de masa de cualquier objetosimétrico homogéneo, se ubica sobre un eje se simetría.
Cuando se estudia el movimiento de un cuerpo rígido se puede considerar la fuerza neta aplicada en el centro de masa y analizar el movimiento del centro de masa como si fuera una partícula. Cuando la fuerza es el peso, entonces se considera aplicado en el centro de gravedad. Para casi todos los cuerpos cerca de la superficie terrestre, el centrode masa es equivalente al centro de gravedad, ya que aquí la gravedad es prácticamente constante, esto es, si g es constante en toda la masa, el centro de gravedad coincide con el centro de masa.
Existen métodos de cálculo integral para calcular estas dos posiciones, pero aquí no las detallaremos.
Ahora se pueden responder las preguntas anteriores. Respecto a la Torre de Pisa, la respuesta a...