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Equilibrio de Fuerzas
Objetivo
Comprobar la primera y segunda condición de equilibrio.
Aprender a trazar el diagrama de cuerpo libre.



Fundamento teórico
Ley de inercia de Newton: todo cuerpo permanece en el estado de reposo o en el estado de movimiento con velocidad constante, siempre que no exista agente externo (fuerza) capaz de modificar dichos estados.
Fuerza: es todo aquellocapaz de modificar el estado original de los cuerpos. estas fuerzas pueden ser de acción directa (fuerza externa aplicada directamente sobre un cuerpo) o de acción a distancia (como por ejemplo las fuerzas gravitacionales, electromagnéticas, fuertes y débiles).
Equilibrio: se dice que un cuerpo esta en equilibrio si este permanece en reposo o en movimiento con velocidad constante. Un cuerpo seencuentra en equilibrio cuando no sufre cambio ni en su estado de reposo ni en su movimiento de traslación ni en el de rotacion. en consecuencia se dice que un cuerpo esta en equilibrio:
1.- cuando esta en reposo o se mueve con movimiento uniforme; y
2.- cuando no gira o lo hace con velocidad constante.
Condiciones de equilibrio:
Equilibrio de una partícula: La condición necesaria y suficiente paraque una partícula permanezca en equilibrio (en reposo) es que la resultante de las fuerzas que actúan sobre ella sea cero.

Naturalmente con esta condición la partícula podría también moverse
Con velocidad constante, pero si está inicialmente en reposo la anterior es una condición necesaria y suficiente.
Equilibrio de un cuerpo rígido: En el desarrollo de la estática consideraremossituaciones de equilibrio de cuerpos rígidos, es decir que no se deforman. En rigor no existen cuerpo sin deformables, de manera que la aplicación de las leyes de la estática es una aproximación que es buena si las deformaciones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. El tema de la estática de cuerpos deformable es el tema de otros cursos.
Si el cuerpo rígido permanece en equilibrio conel sistema de fuerzas exteriores aplicado, entonces para que todas las partículas estén en equilibrio es suficiente que tres de sus partículas no colineales estén en equilibrio. Las demás no pueden moverse por tratarse de un cuerpo rígido. Las condiciones bajo las cuales un cuerpo rígido permanece en equilibrio son que la fuerza externa resultante y el torque externo resultante respecto a unorigen arbitrario son nulos, es decir:

Siendo O un punto arbitrario. De acuerdo a

Se constata que entonces el torque resultante es cero respecto a cualquier punto.

La primera condición de equilibrio (solo referida a traslaciones) un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación (velocidad cero o constante) cuando la suma total establece que la fuerza neta o resultante de un conjunto defuerzas que actúan sobre un cuerpo debe ser nula, esto es:



Torque o momento de una fuerza: el torque o momento de una fuerza mide el grado de rotación respecto de un punto o eje de los cuerpos cuando sobre ella se aplican fuerzas externas.


Donde se denomina brazo de la fuerza.
La segunda condición de equilibrio (solo referida a rotaciones) establece que la suma de los torque de las fuerzaexternas que actúan sobre un cuerpo respecto a un eje O, debe ser nulo, esto es:

Primera ley de Newton: se le puede llamar también ley o principio de inercia."Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o, si actúan varias fuerzas, estas se equilibran entre si, entonces dicho cuerpo, o esta en reposo, o bien, en movimientos rectilíneo uniforme". Lo que en términos matemáticos se expresa así:Tercera ley de Newton: reconocido también por el nombre de la ley o principio de la acción y reacción, se publico en el mismo año de la ley anterior."Siempre que un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza, que llamaremos acción, el segundo actúa sobre el primero con otra fuerza de igual intensidad, pero de dirección contraria, que llamaremos reacción."
Observación: las fuerzas de acción y reacción...