Laboratorio7 equilibrio

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EQUILIBRIO DE UN SOLIDO

J.M.ACEVEDO¹; I. PEÑA 2;C. ALVAREZ 2;B. FLOREZ 2

LABORATORIO DE FISICA I

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA

CARTAGENA, 22 NOVIEMBRE DE 2011

1- (Profesor de física de la universidad de Cartagena); 2-(estudiantes de ingeniería de alimentos de la Universidad de Cartagena)

RESUMEN. En esteinforme pretendemos demostrar mediante la resolución de ejercicios, el equilibrio que puede existir en un sólido (disco) cuando en el actúan tres fuerzas, que generan un momento que dependiendo la distancia medida desde el centro del disco hasta el punto en el cual se efectúa la fuerza, ya sean de diferentes magnitudes o formando ángulos diferentes, dando a conocer la estabilidad que puedeexistir a pesar de sus diferentes magnitudes y direcciones.

Palabras claves: Torque, tensión, solido, equilibrio, condición de equilibrio, vector, momento de fuerza.

ABSTRACT. In this report we try to demonstrate by means of the resolution of exercises, the balance that can exist in a solid (disc) when in three forces act, that they a little while generate that depending the distance measuredfrom the center on the disc to the point in which the force takes place, or are of different magnitudes or forming different angles, presenting the stability that can exist in spite of its different magnitudes and directions.

Keywords: Torque, tension, been accustomed to, balance, condition of balance, vector, moment of force

Introducción

Generalmente cuando nos referimos a un sólido rígido,podemos hablar de dos tipos de movimiento en este, traslación y rotación. Cuando la sumatoria de todas las fuerzas de un sólido es nula y a su vez la sumatoria de todos los momentos también lo es, entonces el sólido se encuentra en equilibrio. En el siguiente laboratorio nuestro objetivo será comprobar si un sólido tensionado por tres fuerzas, cumple la segunda ley de equilibrio, es decir, estáen equilibrio rotacional.

1. Equilibrio de un cuerpo rígido

Se define como un cuerpo ideal cuyas partes (partículas que lo forman) tienen posiciones relativas fijas entre sí cuando se somete a fuerzas externas, es decir, es no deformable. Con esta definición se elimina la posibilidad de que el objeto tenga movimiento de vibración. Este modelo de cuerpo rígido es muy útil en muchassituaciones en las cuales la deformación del objeto es despreciable.
El movimiento general de un cuerpo rígido es una combinación de movimiento de traslación y de rotación. Para hacer su descripción es conveniente estudiar en forma separada esos dos movimientos. [1]

2. Condiciones de equilibrio de un cuerpo rígido.

2.1 Primera condición: Equilibrio de traslación
Cuando se estudio la primera ley deNewton, 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 varias fuerzas 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 actúasobre un cuerpo es igual a cero.[2]
Ecuaciones
Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son F1, F2, ...Fn, el cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación si :
Fr = F1 + F2 + .....Fn = 0
Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, tendremos:
Fx = 0 y Fy = 0
2.2 Segundacondición: equilibrio de rotación
Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un eje, se la aplican varias fuerzas y no producen variación en su movimiento de rotación, se dice que el cuerpo puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación.
También se puede decir que un cuerpo se encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los momentos o torques de las fuerzas aplicadas al...