Equilibrio de Cuerpos Rígidos




Objetivo
Estudiar el comportamiento de un cuerpo rígido mediante su elaboración en el taller para establecer las condiciones necesarias que el sistema debe tener para que se encuentre en equilibrio.
Objetivo especifico
Calcular las tensiones de los cables CD, CE al colocar un peso de 4 libras.

Fundamento Teórico
Todos los cuerpos en el universo interaccionan los unos con losotros, influyéndose mutuamente en sus movimientos. Pero podríamos imaginarnos una situación tal en que sobre un cuerpo no se ejerciera una interacción o en que el efecto combinado de varias se anulara; tendríamos entonces lo que se llama " partícula libre”.
            La experiencia nos enseña que si en un instante dado cesa la acción que se ejerce sobre una partícula, de modo que ésta se conviertaen libre, su movimiento a partir de ese instante será rectilíneo uniforme con la velocidad que tenía en el momento en que dejaron de actuar los agentes exteriores. Esta tendencia de un cuerpo a mantener su velocidad cuando no se ejercen acciones sobre él se llama INERCIA.
Por ejemplo, cuando un vehículo que se mueve a cierta velocidad se detiene bruscamente, y cesa por tanto la acción impulsoraque ejerce sobre los pasajeros, éstos se sienten lanzados hacia adelante a causa de su propia inercia.
Consideremos ahora una bola situada sobre el piso plano, horizontal y pulimentado de una habitación. La bola permanecerá en reposo a menos que ejerzamos alguna acción sobre ella. Supongamos que golpeamos la bola. Esta es una acción que se ejerce sobre el cuerpo sólo durante un tiempo muy pequeño ya consecuencia de la cual la bola adquiere cierta velocidad. Después del golpe la bola es nuevamente un cuerpo libre. La experiencia nos enseña que conserva la velocidad adquirida, continuando en movimiento rectilíneo uniforme por más o menos tiempo (decimos más o menos tiempo porque la más mínima fricción entre a bola y el piso retrasará gradualmente su movimiento). Si queremos cambiarla dirección del movimiento de la bola, debemos ejercer una nueva acción sobre ella.


Definición de Equilibrio Estático

Cuando un cuerpo rígido está en reposo o en movimiento rectilíneo a velocidad constante, relativo a un sistema de referencia, se dice que dicho cuero está e equilibrio estático. Para tal cuerpo tanto la aceleración lineal de su centro de masa como su aceleración angular relativa acualquier punto son nulas. Obviamente este estado de equilibrio estático tiene su fundamento en la primera Ley de Newton, cuyo enunciado es: " Todo cuerpo en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, permanece en dicho estado, a menos que sobre ella actúe una fuerza" .


a) EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN
“La suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el sólido es igual acero”. Esto ocurre cuando el cuerpo no se traslada o cuando se mueve a velocidad constante; es decir cuando la aceleración lineal del centro de masa es cero al ser observado desde un sistema de referencia inercial.


b) EQUILIBRIO DE ROTACIÓN
“La suma de momentos de fuerza o torques respecto a algún punto es igual a cero”. Esto ocurre cuando la aceleración angular alrededor de cualquier eje esigual a cero.


Para que se cumpla esta segunda condición se deben realizar los siguientes pasos:
1. Se identifican todas las fuerzas aplicadas al cuerpo.
2. Se escoge un punto respecto al cual se analizará el torque.
3. Se encuentran los torques para el punto escogido.
4. Se realiza la suma de torques y se iguala a cero.

Tenga en cuenta esta formulación, se refiere sólo al caso enque las fuerzas y las distancias estén sobre un mismo plano. Es decir, este no es un problema tridimensional. La suma de los torques respecto a cualquier punto, dentro o fuera del cuerpo debe de ser igual a cero.

MATERIALES UTILIZADOS
Barra de 1 pulg.
Plancha de 3mm.
Polea
Cable de acero de 3mm.
Ganchos
Rotula




Procedimiento

El primero paso a realizar es el doblaje de...