Centro de Estudios Tecnológicos Industrial y de Servicios

Física 1

Integrantes del Equipo•Gabriela Itzel Vázquez Olvera•Rolando Miguel Vega Barrón•Marco Uriel Rincón Reyes

•Zayda Madai Hernández Medellín•Andrés Zúñiga Martínez

•Estefanía Castillo Hernández

Grado y Grupo: 4°AV

Especialidad : Turismo

Maestro: Ernesto Yáñez Rivera

Equilibrio Traslacional

y Equilibrio Rotacional

El equilibrio es cuando una fuerza es capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Existen dos tipos de equilibrio : El Traslacional y

El Rotacional

Equilibrio Traslacional

Equilibrio Traslacional

El equilibrio traslacional se presenta cuando el objeto esta en reposo o cuando su movimiento es rectilíneo uniforme. Por lo general, la fuerzas que participan tienen un punto en común y se anulan entre si , es decir, la resultante del sistema de fuerzas es igual a cero.

El equilibrio traslacional de un cuerpo puede ser estático o dinámico .Un objeto presenta equilibrio estático si se encuentra en reposo , es decir, sin movimiento bajo la acción de fuerzas.

Un objeto presenta equilibrio dinámico si se encuentra en movimiento uniforme, es decir, a velocidad constante bajo la acción de fuerzas.

Condiciones de equilibrioCuando todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son

concurrentes y la suma vectorial es 0, se dice que el cuerpo se encuentra en equilibrio ,tal como se muestra en la figura donde un motor se sujeta por un sistema de cables que forman dos tramos de cuerda de longitudes diferentes, lo que hace que los ángulos también sean diferentes

EjemploUn objeto de 25N esta suspendido por medio de dos cuerdas tal

como se muestra en el siguiente sistema .¿Cual es la tensión en cada una de las cuerdas que lo sostienen?

Es importante recordar que los cables ,las cuerdas y los cordones están sujetos al esfuerzo de tensión .

Datos:

W=25N

TA=?

TB=?

Formulas:

Ʃ Fx=0

Ʃ Fy=0

Fx=Fcos Ɵ

Fy=Fsen Ɵ

DesarrolloƩ Fx=0

TB-TA Cos 55°=0TB=0.5735TA………………………..(1)

Ʃ Fy=0

TA sen55°-W=00.8191TA=W…………………….(2)Despejamos TA de la ecuación(2) y la sustitución en la ecuación(1)

TA= W0.8191

TA= =30.52 NTB=0.5735 TATB=0.5735(30.53 N)= 17.5 N

SOLUCION:

TA= 30.52 NTB= 17.5 N

Equilibrio Rotacional

Equilibrio Rotacional

Cuando sobre un cuerpo actúan fueras coplanares paralelas, puede existir equilibrio traslacional pero no necesariamente equilibrio rotacional, ya que un objeto puede no moverse a la izquierda o la derecha ni hacia arriba o hacia abajo, pero si puede estar rotando (girando). Para la física, el movimiento; por ejemplo; cuando hacemos girar el volante de un automóvil de rotación es de suma importancia. En nuestra vida observamos este movimiento; por ejemplo; cuando hacemos girar el volante de un automóvil, al utilizar la llave de cruz para cambiar una llanta, al apretar o aflojar un tornillo con el desarmador, al subirnos a la rueda de la fortuna, las manecillas del reloj, etcétera.

El caso del movimiento rotacional se aplica a cuerpos sólidos extendidos o a objetos rígidos, por lo que podemos conjuntar las dos condiciones de equilibrio que establecen la primera condición de equilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional si la resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el es igual a cero. Por lo tanto

Ʃ F= 0

Cuando las fuerzas están aplicadas con diferentes direcciones, se obtiene sus componentes rectangulares x & y. por lo que se debe cumplir con:

Ʃ f×= 0 Ʃ fy= 0

Donde:

Ʃ= suma algebraica de las fuerzas o fuerza resultante

F×= componente en x de cada fuerza

Fy= componente en y de cada fuerza

Recuerda que las componentes rectangulares se obtiene con las funciones trigonométricas de seno y coseno del ángulo:

F×= F cosƟ

Fy= FsenƟ

Donde:

F= es la magnitud de la fuerza

Ɵ=dirección de la fuerza

Segunda condición de equilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional si suma de los momentos de fuerza que actúan sobre el es igual a cero. Por lo que debe cumplir:

Ʃ m =0 ∴ M1 + M2 + M3 + … = 0

Donde:

ƩM= suma algebraica de los momentos o momentos resultantes

M= momento de fuerza o torca

Es recomendable, cuando se analiza una situación física realizar un bosquejo o diagrama de las condiciones mediante sistema de vectores, un diagrama de cuerpo libre o diagrama de fuerzas que, vimos anteriormente, es la representación grafica de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en este sistema se actúan sobre el cuerpo. En este sistema se dibuja el objeto como un punto, si las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.

En este sistema se dibuja el objeto como un punto, si las fuerzas son concurrentes, o una línea, si son paralelas, y ahí se indica gráficamente las fuerzas son concurrentes, o una línea, si son paralelas, y ahí se indica gráficamente las fuerzas que actúan sobre el cuerpo tomando como referencia el plano cartesiano o sistema de ejes coordenados, respetando su magnitud, dirección, sentido y punto de aplicaciones.

Ejemplo

Una persona para sujetar una tuerca aplica una fuerza de 75N en el extremo de una llave de 25 cm de longitud. Calcula el momento de torsión que se ejerce sobre la tuerca.

El momento es negativo porque la rotación es en el sentido de las manecillas del reloj.

Desarrollo:b=25cm=0.25mM=FbM=(-75n)(0.25m)=-18.75Nm

Datos:

F=75N

b=25 cm

M=?

Formula:

M=Fb

Equilibrio

Traslacional

Estático Dinámico

Rotacional

1ra

Condición

2da

Condición

Sin Movimiento

En Movimiento Igual a 0

La suma de los

momentos de fuerza

que actuansobre el es

igual a 0

Conclusión

Después de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de equilibrio, podemos llegar a la conclusión de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento están interactuando diferentes tipos de fuerza, las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o, a mantenerse en estado de equilibrio, ya sea estático o dinámico.

Física 1

Unidad 2

Equilibrio Traslacionaly

Equilibrio Rotacional