Gupia de Estática Unefa

REPÚBLICA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA
NÚCLEO ARAGUA – SEDE MARACAY
DEPARTAMENTO DE ESTUDIOS BASICOS
CATEDRA DE FÍSICA
GUÍA PRACTICA DE FÍSICA I
PRÁCTICA No. 3

ESTÁTICA
OBJETIVOS GENERALES
Verificar las condiciones de equilibrio para una partícula.
Aplicar los principios de equilibrio de fuerza y de torea a los cuerpos
rígidos.OBJETIVOS. ESPECÍFICOS
Verificar la utilidad proporcionada por las poleas móviles y fijas
actuando individual y conjuntamente.
Descomponer una fuerza en dos o más fuerzas parciales.
Comprobar experimentalmente las condiciones de equilibrio para un
sólido rígido.
INFORMACIÓN FUNDAMENTAL.
El término equilibrio implica que el objeto está en reposo o que su
centro de masa se mueve a velocidad constante. Enésta práctica trataremos
el primero de estos casos denominado EQUILIBRIO ESTÁTICO, el cual es
una situación común en la práctica de Ingeniería.
Todo cuerpo para estar en equilibrio debe cumplir dos condiciones, la
primera de ellas es:
Expresado de otra forma: Fext = F1+ F2 + F3 = 0

es decir:

Fx= F1X + F2X + F3X = 0
Fy= F1Y+ F2Y + F3Y = 0
Fz= F1Z+ F2Z + F3Z = 0

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Lo cual indica que la suma delas componentes de las fuerzas sobre
tres ejes cualquiera mutuamente perpendiculares es cero.
La segunda condición de equilibrio puede formularse como:
"La suma vectorial de todas las toreas externas (momento externo) que
actúan sobre un cuerpo en equilibrio debe ser cero"
En la primera condición se enuncia el equilibrio traslacional, que
establece que la aceleración lineal del centro de masa delobjeto debe ser
cero cuando se observa desde un marco de referencia inercial, y la segunda
condición enuncia el equilibrio rotacional que establece que la aceleración
angular alrededor de cualquier eje debe ser cero. ( VCM = O Y ID = O)
Esta segunda condición involucra que el momento de torsión neto actúa
sobre el objeto extendido. Note que el equilibrio no requiere la ausencia de
movimiento.Considere una fuerza aislada F que actúa sobre un objeto rígido como se
muestra en la figura 1. El efecto de la fuerza depende de su punto de
aplicación, P. Si r es el vector posición de este punto relativo a O, el
momento de torsión asociado con la fuerza F alrededor de O está dada por la
ecuación

T =

rxF

FIGURA 1
Recuerde a partir del análisis del producto vectorial, que el vector r esperpendicular al plano formado por r y F. Con la regla de la mano derecha se
puede determinar la dirección del momento o torque en la figura 1, está
dirigida hacia afuera de la página.
Como se puede ver en la figura 1, la tendencia de F a hacer girar el
objeto alrededor de un eje que pasa por O depende tanto del brazo de
momento “d" como de la magnitud de F.
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Suponga que un objeto está pivoteadoalrededor de un eje que pasa por
su centro de masa, como se ilustra en la figura 2.

FIGURA 2
Dos fuerzas de igual magnitud actúan en direcciones opuestas a lo largo
de líneas de acción paralelas. Dos fuerzas que actúan de este modo forman
lo que se conoce como un par. Puesto que cada fuerza produce el mismo
momento de torsión, Fd, el momento de torsión neto tiene una magnitud de
2Fd. Es claro que elobjeto gira en eI sentido de las manecillas del reloj y
experimenta una aceleración angular alrededor del eje. Esta es una situación
de no equilibrio en relación con el movimiento rotacional. El momento de
torsión neto sobre el objeto produce una aceleración angular a de acuerdo
con la relación ∑¶= 2Fd = I ∂. (I es el momento de inercia del cuerpo)
Independientemente del número de fuerzas que actúan,si un objeto está
en equilibrio traslacional y si el momento de torsión neto es cero en relación
con algún punto, también debe ser cero respecto de cualquier otro punto. El
punto puede estar dentro o fuera de las fronteras del objeto. Considere un
objeto bajo la acción de varias fuerzas de modo que la fuerza resultante

∑F = F1+ F2 + F3 +……. = O

(Figura 3).
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El momento de torsión neto...