Equilibrio

INTRODUCCIÓN
Muchas veces nos confundimos entre lo que es Estática y lo que es Dinámica, por eso antes de empezar con el estudio del equilibrio de cuerpos es necesario diferenciar entre dichas ramas de la Mecánica. La Estática estudia el equilibrio de los cuerpos, es decir, aquellos cuerpos que se encuentran tanto en reposo como en movimiento con velocidad constante; mientras que la Dinámicaestudia los cuerpos acelerados, aunque se puede establecer el equilibrio dinámico mediante la introducción de las fuerzas de inercia.

Equilibrio
El equilibrio puede ser de tres clases: estable, inestable e indiferente. Si un cuerpo esta suspendido, el equilibrio sera estable si el centro de gravedad esta por debajo del punto de suspension; inestable si esta por encima, e indiferente sicoinciden ambos puntos. Si un cuerpo esta apoyado, el equilibrio sera estable cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad caiga dentro de su base, e indiferente cuando la base de sustentacion sea tal que la vertical del centro de gravedad pase siempre por ella.
Equilibrio Inestable: Un punto es de equilibrio inestable, si la segunda derivada de la energia potencial es menor a 0 y por lo tantola energia potencial tiene un maximo local.
Equilibrio Indiferente o Neutral: Un punto es de equilibrio indiferente o neutral, si la segunda derivada = 0, entonces encontramos una región donde la energía no varía. Así si el sistema es desplazado de la posición de equilibrio una cantidad suficientemente pequeña, posiblemente no volverá a acercarse al equilibrio pero tampoco divergirá mucho de laposición anterior de equilibrio.
Equilibrio Estable: Un punto es de equilibrio estable si la segunda derivada > 0 y por tanto la energía potencial tiene un mínimo local. La respuesta del sistema frente a pequeñas perturbaciones o un alejamiento arbitrariamente pequeño de del punto de equilibrio es volver u oscilar alrededor del punto de equilibrio. Si existe más de un punto de equilibrioestable para un sistema, entonces se dice que cualquiera de ellos cuya energía potencia es mayor que el mínimo absoluto representa un estado meta estable
Condiciones del equilibrio
La primera condición de equilibrio dice que "Un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si la fuerza resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre él es nula."
Cuando un cuerpo está en equilibrio, laresultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En este caso, Rx como Ry debe ser cero; es la condición para que un cuerpo esté en equilibrio:


Cuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la conclusión de que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, este permanece en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme. Pero sobre un cuerpo pueden actuar variasfuerzas y seguir en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme. Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como para la de movimiento rectilíneo uniforme la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual a cero.
Consideremos un objeto que cuelga de una cuerda, como se muestra en la figura. Sobre el objeto actuan dos fuerzas: una de ellas es la tension de la cuerda que impide queel objeto caiga, la otra es la fuerza de gravedad, la cual actua sobre el objeto atrayendolo hacia abajo, a dicha fuerza la definimos como el peso del objeto.
En resumen tenemos que: Σ f = 0
Diagrama de cuerpo libre
Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama decuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas. En español, se utiliza muy a menudo la expresión diagrama de fuerzas como equivalente a diagrama de cuerpo libre, aunque lo correcto sería hablar de diagrama de fuerzas sobre un cuerpo libre o diagrama de fuerzas de sistema aislado. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en las...