Estatica del cuerpo rigido

ING. BIOQUIMICA

FISICA II

TERCER SEMESTRE

301-A

ESTATICA DEL CUERPO RIGIDO

ANA GUADALUPE MUÑOZ RUFINO

CALIFICACION:

ACAYUCAN, VER. A 29 DE SEPTIEMBRE DEL 2010

INTRODUCCION

En este trabajo desarrollaremos las condiciones necesarias y suficientes que son requeridas para obtener el equilibrio de un cuerpo rígido. También aprenderemos a desarrollar las ecuaciones deequilibrio para un cuerpo rígido, así como el trazo de un diagrama de cuerpo libre para estos cuerpos.
Un cuerpo rígido es aquel que no se deforma, se supone que la mayoría de los cuerpos considerados en la mecánica elemental son cuerpos rígidos. Sin embargo, las estructuras y maquinas reales nunca son absolutamente rígidas y se deforman bajo la acción de las cargas que actúan sobre ellas. A pesarde ello, por lo general esas deformaciones son pequeñas y no afectan las condiciones de equilibrio o de movimiento de la estructura en consideración.

OBJETIVO

Que el alumno aprenda a analizar, desarrollar y resolver las ecuaciones que presenta un cuerpo rígido cuando éste está en equilibrio. También que obtenga el conocimiento para trazar un diagrama de cuerpo libre para los cuerposrígidos.

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FUERZAS EXTERNAS E INTERNAS

Las fuerzas que actúan sobre los cuerpos rígidos se pueden dividir en dos grupos: 1. Fuerzas externas y 2. Fuerzas internas.
1. Las fuerzas externas representan la acción que ejercen otros cuerpos sobre el cuerpo rígido en consideración. Ellas son las responsables del comportamiento externo del cuerpo rígido. Las fuerzas externas causan que elcuerpo se mueva o aseguran que éste permanezca en reposo.
2. Las fuerzas internas son aquellas que mantienen unidas las partículas que conforman al cuerpo rígido. Si éste está constituido en su estructura por varias partes, las fuerzas que mantienen unidas a dichas partes también se definen como fuerzas internas.
Como ejemplo de fuerzas externas, considérense las fuerzas que actúan sobre uncamión descompuesto que es arrastrado hacia delante por varios hombres mediante cuerdas unidas a la defensa de la delantera (figura 0-1). Las fuerzas externas que actúan sobre el camión se muestran en un diagrama de cuerpo libre (figura 0-2).

En primer lugar, se debe considerar el peso del camión. A pesar de que el peso representa el efecto de la atracción de la Tierra sobre cada una de laspartículas que constituyen al camión, éste se puede representar por medio de una sola fuerza W. El punto de aplicación de esta fuerza, esto es, el punto en el que actúa la fuerza, se define como el centro de gravedad del camión.

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El peso W hace que el camión se mueva hacia abajo. De hecho, si no fuera por la presencia del piso, el peso podría ocasionar que el camión se moviera hacia abajo,esto es, que cayera. El piso se opone a la caída del camión por medio de las reacciones R1 y R2. Estas fuerzas se ejercen por el piso sobre el camión y, por tanto, deben ser incluidas entre las fuerzas externas que actúan sobre el camión.
Los hombres ejercen la fuerza F al tirar de la cuerda. El punto de aplicación de F está en la defensa delantera. La fuerza F tiende a hacer que el camión se muevahacia delante en línea recta y, en realidad, logra moverlo puesto que no existe una fuerza externa que no se oponga a dicho movimiento.(para simplificar, en este caso se ha despreciado la rodadura.) Este movimiento del camión hacia delante, donde cada línea recta mantiene su orientación original (el piso del camión permanece horizontal y sus lados se mantienen verticales), se conoce comotraslación. Otras fuerzas podrían ocasionar que el camión se moviera en forma diferente. Por ejemplo, la forma ejercida por un gato colocado por debajo del eje delantero podría ocasionar que el camión rotara alrededor de su eje trasero. Este movimiento es una rotación. Por tanto, se puede concluir que cada una de las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo rígido puede ocasionar un movimiento de...