equilibriorotacional 121010132608 phpapp01

Equilibrio
rotacional
Presentación PowerPoint de
Paul E. Tippens, Profesor de Física
Southern Polytechnic State
University

El Puente Golden
Gate proporciona un
excelente ejemplo
de fuerzas
balanceadas y
momentos de
torsión. Los
ingenieros deben
diseñar tales
estructuras de modo
que se mantengan
los equilibrios
rotacional y

Foto © EP 101 Photodisk/Getty

Objetivos: Después de
completar estemódulo,
• deberá:
Establecer y describir con ejemplos su
comprensión de la primera y segunda
condiciones para el equilibrio.

• Escribir y aplicar la primera y segunda
condiciones para el equilibrio a la
solución de problemas físicos similares
a los de este módulo.

Equilibrio traslacional
Auto en
reposo

Rapidez constante

a = 0; F = 0; No hay cambio en v

La rapidez lineal no cambia con eltiempo. No hay fuerza resultante y por
tanto aceleración cero. Existe equilibrio
traslacional.

Equilibrio rotacional
Rueda en
reposo

Rotación
constante

0no hay cambio en
rotación
La rapidez angular no cambia con el
tiempo. No hay momento de torsión
resultante y, por tanto, cero cambio en
velocidad rotacional. Existe equilibrio
rotacional.

Equilibrio
• Se dice que un objeto está enequilibrio
si y sólo si no hay fuerza resultante ni
momento de torsión resultante.

Primera
condición:

F

0;
F

0
F

0;
F




 0

Segunda
condición:



0



 0

xx

yy

¿Existe equilibrio?
¡SÍ!
La observación
¿El sistema
de la
T
muestra
que
izquierda
está
en
ninguna parte
30
equilibrio
tantodel
sistema cambia
traslacional
comosu
estado de
rotacional?
movimiento.
¿Un paracaidista momentosdespués de
¿Sí No
o No?
0

saltar?
¿Un paracaidista que alcanza rapidez terminal?
¿Una polea fija que rota con rapidez
constante?

Sí
Sí

Estática o equilibrio total
La estática es la física que trata los
objetos en reposo o en movimiento
constante.
En
En este
este módulo
módulo se
se revisará
revisará la
la primera
primera
condición
condición para
para el
el equilibrio
equilibrio (tratada
(tratadaen
en
la
la Parte
Parte 5A
5A de
de estos
estos módulos);
módulos); luego
luego
se
se extenderá
extenderá el
el tratamiento
tratamiento al
al trabajar
trabajar
con
con la
la segunda
segunda condición
condición para
para el
el
equilibrio.
equilibrio. Ambas
Ambas condiciones
condiciones se
se
deben
deben satisfacer
satisfacer para
para el
el verdadero
verdadero
equilibrio.
equilibrio.

Sóloequilibrio traslacional
Si todas las fuerzas actúan sobre el mismo
punto, entonces no hay momento de torsión
a considerar y uno sólo necesita aplicar la
primera condición para el equilibrio:
• Construya diagrama de cuerpo
libre.
• Sume fuerzas e iguale a cero:

Fx = 0;

• Resuelva para
incógnitas.

Fy = 0

Repaso: Diagramas de cuerpo
libre
•• Lea
Lea el
el problema;
problema; dibuje
dibuje yyetiquete
etiquete
bosquejo.
bosquejo.
•• Construya
Construya diagrama
diagrama de
de fuerzas
fuerzas para
para cada
cada
objeto,
objeto, vectores
vectores en
en el
el origen
origen de
de ejes
ejes xx,, yy..
•• Puntee
Puntee rectángulos
rectángulos yy etiquete
etiquete los
los
componentes
componentes xx yy yy opuesto
opuesto yy adyacente
adyacente aa
los
los ángulos.
ángulos.
•• Etiquete
Etiquete todostodos los
los componentes;
componentes; elija
elija
dirección
dirección positiva.
positiva.

Ejemplo 1. Encuentre la tensión en las
cuerdas A y B.

600

A

B

Diagrama de cuerpo
libre:
B

A

B
0
60
Bx

y

80
80
N
N
• Lea el problema; dibuje bosquejo; construya
diagrama de cuerpo libre e indique
componentes.
• Elija el eje x horizontal y escoja la dirección
derecha como positiva (+). No hayEjemplo 1 (cont.). Encontrar A y B.

600

A

B

Diagrama de cuerpo
libre:

A

B
600

By

Bx
80
80
N
N
Nota: Los componentes Bx y By se pueden
encontrar de la trigonometría del triángulo
recto:
00
00
BBxx =
B
cos
60
;
B
=
B
sin
60
= B cos 60 ;
Byy = B sin 60

Ejemplo 1 (cont.). Encontrar
tensión en las cuerdas A y B.
Diagrama de cuerpo
libre:

A

B
60

0

Bx

By Fx = 0
Fy = 0

By
B sen 600
A

Bx
B...