Equilibrio

Equilibrio Traslacional
Existen fuerzas que son de contacto porque son el resultado del contacto físico entre dos objetos, también existen fuerzas que no implican contacto físico y se les llama campo de fuerzas.
Un objeto se encuentra en equilibrio, si no esta acelerado, el equilibrio considera dos situaciones:
*Cuando el objeto esta en reposo
*Cuando el objeto se mueve con una velocidadconstante en una trayectoria rectilínea.

Las fuerzas son cantidades vectoriales y cuando hablamos de fuerzas neta sobre un objeto nos referimos a la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el.

Ley de Newton: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el e inversamente proporcional a su masa.

Decimos que un objeto esta en equilibrio traslacional cuando se encuentra en reposo o bien se mueve en línea recta con velocidad constante.
Las fuerzas son vector, ejes ortogonales x,y,z.
 Las ecuaciones para obtener las fuerzas son:
Fx = F Sen θ Cos θ
Fy = F Senθ Cos θ
Fz = F Cos θ
El siguiente es un procedimiento general  para que resuelvas problemas del equilibrio traslacional.
1.-Dibuje y marque las condiciones del problema.2.-Trace un diagrama de cuerpo libre.
3.-Resuelva todas las fuerzas por componentes.
4.-Utilice la Primera Condición de Equilibrio para platear dos ecuaciones en términos de las fuerzas desconocidas.
5. Resuelva algebraicamente los factores desconocidos

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:
Una caja de 8 N está suspendida por un alambre de 2 m que forma un ángulo de 45° con la vertical. ¿Cuáles el valor de las fuerzas horizontal y en el alambre para que el cuerpo se mantenga estático?.
Primero se visualiza el problema de la siguiente manera:

A continuación se elabora su diagrama de cuerpo libre.

Ahora por medio de la descomposición de los vectores, calculamos la fuerza de cada uno de ellos.
F1x = - F1 cos 45°*
F1y = F1 sen 45°
F2x = F2 cos 0° = F2
F2y = F2sen0°=0
F3x =F3cos90°=0
F3y = - F3 sen 90° = - 8 N*
Porque los cuadrantes en los que se localizan son negativos.

Como únicamente conocemos los valores de F3, F2 y la sumatoria debe ser igual a cero en x e y, tenemos lo siguiente:
EFx=F1x+F2x+F3x=0
EFy=F1y+F2y+F3y=0
Por lo tanto tenemos lo siguiente:
EFx=-F1 cos 45+F2=0
          F2=F1(0.7071)
EFy=-F1sen45-8N=0
          8N=F1(0.7071)
         F1=8N/0.7071=11.31 N
Para calcular F2, se sustituye F1 de la ecuación siguiente:
F2=F1(0.7071)
F2=11.31(0.7071)=8N

Equilibrio Rotacional

En ciertas ocasiones la aplicación de una fuerza puede provocar la rotación de un cuerpo.

Como la chica de la foto que empuja una de las alas de la puerta giratoria y la obliga a rotar alrededor de un eje vertical.
Durante la rotación, en este u otro caso,hay un punto (o un eje) que permanece fijo y el sistema gira alrededor de él.

Agreguemos a la situación de la puerta giratoria otros ejemplos cotidianos:

Ajustar una tuerca con una llave. El giro de la tuerca está originado en la fuerza que se aplica a la herramienta.

La fuerza que se hace sobre los pedales de la bicicleta provoca una rotación que se transmite a las ruedas.

Aplicaruna fuerza en el volante le permite a este girar cambiando la dirección del vehículo.

Al jugar en un sube y baja se aplican, en distintos lugares, fuerzas sobre el tablón que está apoyado en su punto medio y puede rotar alrededor de él.
todos estos casos se debe aplicar una fuerza de cierta manera y en un determinado lugar.
Analicemos esto con más cuidado

Por ejemplo: si en la llave detuercas de la figura se aplica la fuerza F2, en la dirección del mango, no se logra ningún efecto de ajuste o desajuste.
En cambio si la aplicamos perpendicularmente al mango, la llave gira (F3).

Pero hay más. La experiencia muestra que es mucho más efectivo aplicar la fuerza lo más lejos posible de la tuerca (F1).

Esto nos plantea la necesidad de considerar dos magnitudes al analizar el...