Trabjo Fiisca

INTRODUCCIÓN

Un cuerpo en equilibrio estático, si no se le perturba, no sufre aceleración de traslación o de rotación, porque la suma de todas las fuerzas u la suma de todos los momentos que actúan sobre él son cero. Sin embargo, si el cuerpo se desplaza ligeramente, son posibles tres resultados:

1. el objeto regresa a su posición original, en cuyo caso se dice que está en equilibrio estable

2. el objeto se aparta más de su posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio inestable

3. el objeto permanece en su nueva posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio neutro o indiferente.

Para estudiar estos diferentes caso se tienen en cuenta los principios de equilibrio que son:

1. Condiciones Generales de Equilibrio

2. Fuerzas Colineales

3. Fuerzas Coplanares Concurrentes

4. Fuerzas Coplanares, No Concurrentes y Paralelas

5. Fuerzas Coplanares, No Concurrentes y No Paralelas.

6. Fuerzas No Coplanares Concurrentes

7. Fuerzas No Coplanares Paralelas

8. Fuerzas No Coplanares, No Concurrentes y No Paralelas.

9. Condiciones Especiales de Equilibrio

10. Fuerzas Externas e Interna.

Estos principios nos ayudaran a entender el todo lo relacionado con la estática y las fuerzas que actúan sobre los cuerpos en estado de equilibrio.

Por eso a continuación realizaremos una leve práctica para buscar la comprensión de dichos estudios, a través de situaciones sencillas que se pueden encontrar en cualquier momento de nuestras vidas.

OBJETIVOS

GENERAL.

 Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas.

ESPECIFICOS.

 Revisar la guía de actividades del módulo de física general en el cual se encuentran las especificaciones para cada uno de los laboratorios

 Acudir a los laboratorios programados por la universidad

 Realizar las prácticas de acuerdo lo estipulado en el material de apoyo

 Entender cada uno de los conceptos por el cual se llevan a cabo cada una de las experiencias en el laboratorio.

 Anotar los datos obtenidos en la práctica

 Realizar las debidas conclusiones de dichas prácticas

 Realizar el informe de dicho laboratorio.

MARCO TEÓRICO.

El estudio del equilibrio de los cuerpos bajo la acción de un sistema de fuerzas es el objeto de la estática, que es una parte de la física de decisiva importancia en aspectos tales como la determinación de la estabilidad de una construcción metálica, el diseño de un puente colgante o el cálculo de cualquier estructura de una obra civil.

El manejo de los sistemas de fuerzas, incluyendo las del peso y las de reacción, y el cálculo de la magnitud momento constituyen elementos esenciales de esta ciencia del equilibrio mecánico.

 Ley de inercia de Newton: todo cuerpo permanece en el estado de reposo o en el estado de movimiento con velocidad constante, siempre que no exista agente externo (fuerza) capaz de modificar dichos estados

 Fuerza: es todo aquello capaz de modificar el estado original de los cuerpos. estas fuerzas pueden ser de acción directa (fuerza externa aplicada directamente sobre un cuerpo) o de acción a distancia (como por ejemplo las fuerzas gravitacionales, electromagnéticas, fuertes y débiles).

 Equilibrio: se dice que un cuerpo está en equilibrio si este permanece en reposo o en movimiento con velocidad constante. Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando no sufre cambio ni en su estado de reposo ni en su movimiento de traslación ni en el de rotación. en consecuencia se dice que un cuerpo está en equilibrio:

1.- cuando está en reposo o se mueve con movimiento uniforme

2.- cuando no gira o lo hace con velocidad constante.

 Condiciones de equilibrio:

 Equilibrio de una partícula: La condición necesaria y suficiente para que una partícula permanezca en equilibrio (en reposo) es que la resultante de las fuerzas que actúan sobre ella sea cero.

Naturalmente con esta condición la partícula podría también moverse

Con velocidad constante, pero si está inicialmente en reposo la anterior es una condición necesaria y suficiente.

 Equilibrio de un cuerpo rígido: En el desarrollo de la estática consideraremos situaciones de equilibrio de cuerpos rígidos, es decir que no se deforman. En rigor no existen cuerpo sin deformables, de manera que la aplicación de las leyes de la estática es una aproximación que es buena si las deformaciones son despreciables frente a otras dimensiones del problema. El tema de la estática de cuerpos deformable es el tema de otros cursos.

Si el cuerpo rígido permanece en equilibrio con el sistema de fuerzas exteriores aplicado, entonces para que todas las partículas estén en equilibrio es suficiente que tres de sus partículas no colineales estén en equilibrio. Las demás no pueden moverse por tratarse de un cuerpo rígido. Las condiciones bajo las cuales un cuerpo rígido permanece en equilibrio son que la fuerza externa resultante y el torque externo resultante respecto a un origen arbitrario son nulos, es decir:

Siendo O un punto arbitrario. De acuerdo a

Se constata que entonces el torque resultante es cero respecto a cualquier punto.

 La primera condición de equilibrio (solo referida a traslaciones) un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación (velocidad cero o constante) cuando la suma total establece que la fuerza neta o resultante de un conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo debe ser nula, esto es:

O en términos de sus componentes:

• Torque o momento de una fuerza: el torque o momento de una fuerza mide el grado de rotación respecto de un punto o eje de los cuerpos cuando sobre ella se aplican fuerzas externas.

Matemáticamente esta dada por:

Cuya magnitud es:

O expresada también mediante:

Donde se denomina brazo de la fuerza.

La segunda condición de equilibrio (solo referida a rotaciones) establece que la suma de los torque de las fuerza externas que actúan sobre un cuerpo respecto a un eje O, debe ser nulo, esto es:

Primera ley de Newton: se le puede

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