Equilibrio de los cuerpos

1. Traslacional y rotacional
EQUILIBRIO

2. UNIDAD DE APRENDIZAJE 2
Determinación de fuerzas
de cuerpos en reposo.

3. PROPÓSITO
Identificará y analizará
situaciones de estática
relacionadas con el entorno,
empleando las ecuaciones que
rigen el reposo para resolver
problemas relacionados con el
equilibrio

4. Resultado de Aprendizaje 2.1
Determina el equilibrio
traslacional de un cuerpo en una
situación cotidiana mediante el
calculo de la fuerza requerida y
su representación grafica
través de un vector

5. Justificación
El desarrollo del presente
trabajo es con el motivo de que el
estudiante comprenda el
concepto de “equilibrio”
traslacional y rotacional mediante
ejemplos que ve en su vida
cotidiana

6. EQUILIBRIO
Cuerpo en
equilibrio, la suma
vectorial de todas
las fuerzas que
actúan sobre él
debe ser igual a
cero.
Cumple dos
condiciones:

7. EQUILIBRIO
TRASLACIONAL
la sumatoria de fuerzas
concurrentes tanto en
el eje vertical como en
el horizontal debe ser
igual a cero

8. EJEMPLO:
Para resolver este tipo de ejercicio, llevaremos el siguiente algoritmo:
1. Construir un diagrama de cuerpo libre
Esto significa que pasaremos las fuerzas actuantes del
arreglo a un sistema en un plano cartesiano, es decir:
37º
T1
T2
W

9. 2. Realzar un análisis del diagrama mediante componentes rectangulares
Componente X Componente y
T1*cos 37º T1*sen 37º
T2*cos 180º T2*sen 180º
W*cos 270º W*sen 270º
3. Aplicar la condición de equilibrio:
𝐹𝑠 = 0
𝐹𝑠 = 𝐹𝑥 + 𝐹𝑦 = 0

10. Considerando lo anterior, aplicaremos la condición a nuestro
problema:
Fx = T1*cos 37º + T2*cos 180º + W*cos 270º = 0
= T1 (0.7986) + T2 (-1) + W (0) = 0
 0.7986T1 – T2 = 0 ec. 1
Fy = T1*sen 37º + T2*sen 180º + W*sen 270º = 0
= T1 (0.6018) + T2 (0) + W (-1) = 0
 0.6018T1 – W = 0
0.6018 T1 = W si W = 600N
0.6018 T1 = 600N ec. 2
Juntando ec. 1 y 2 podemos observar que tenemos un sistema de
ecuaciones 2x2 que resolveremos por el método de sustitución.

11. 0.7986T1 – T2 = 0 ec. 1
0.6018 T1 = 600N ec. 2
Despejamos T1 de la ec. 2
0.6018 T1 = 300N
𝑇1 =
600𝑁
0.6018
 T1 = 997 N ec. 3
Sustituimos ec. 3 en ec 1
0.7986 T1 – T2 = 0
0.7986 T1 = T2
0.7986(997N) = T2  T2 = 796.2 N

12. Podemos concluir que la cuerda 1 es la que
se encuentra más tensa que la cuerda 2,
debido a que esta soportando el mayor
peso del trabajador.
De esta manera el trabajador permanece
en equilibrio ya que:
𝐹𝑠 = 0

13. Ejemplos de otros arreglos
W = 500N
W

16. Resultado de aprendizaje 2.2
Demuestra las condiciones del
equilibrio rotacional en
situaciones de la vida cotidiana a
través del calculo de la fuerza
resultante y su representación
vectorial.

17. EQUILIBRIO ROTACIONAL
Movimiento con el que estamos en contacto todos
los días, ya que lo que provoca que un cuerpo rote
son varias fuerzas que actúan sobre éste.

18. En la rotación, hay un punto (o un
eje) que permanece fijo y el sistema
gira alrededor de él

19. Ejemplos

22. Para este tipo de equilibrio debemos de
considerar dos magnitudes al analizar el
estado de rotación de un cuerpo:
La fuerza que se aplica
La distancia a la cual se aplica (d)
d
F

23. Para resolver este tipo de problemas,
utilizaremos varios conceptos y la condición
de equilibrio.
La condición de equilibrio nos dice que:
 = 0

24. BRAZO DE PALANCA
Maquina simple que tiene como función
transmitir una fuerza y un desplazamiento.
Se compone de
fulcro potencia
resistencia

25. Además hay que considerar dos aspectos más
Nm

26. Tipos de palanca

27. Palanca de primera clase
P < R

28. Palanca de segunda clase
P > R

29. Palanca de tercera clase
P > R

30. MOMENTO DE TORSIÓN
Tendencia a producir un cambio en el
movimiento rotacional.
También es conocido como momento de fuerza

31. El movimiento rotacional se ve afectado
tanto por la magnitud de una fuerza como
por su brazo de palanca, por lo que
 = Fxr

32. PAR DE FUERZAS
Sistema de dos fuerzas paralelas, de igual
intensidad y de sentido contrario, capaces
de producir en su momento una rotación.
M = F1x d = F2 x d

33. CENTRO DE GRAVEDAD
El centro de gravedad es el punto de
aplicación de una fuerza en un cuerpo.

35. CENTRO DE MASA
El centro de masa de un sistema discreto o
continuo es el punto geométrico que se
comporta como si en él estuviera aplicada la
resultante de las fuerzas externas del
sistema.
Se puede decir que esta formado por toda la
masa concentrada en el centro

37. Ejercicios

38. BIBLIOGRAFÍA
 Pérez Montiel Héctor, Física 1 para bachillerato General,
2ª edición, México, Publicaciones Cultural, 2003
Hewitt, Paul G. Física conceptual, 9ª Edición, México,
Editorial Pearson Educación, 2004
Tippens, Paul G. Física conceptos y aplicaciones, 7ª Edición,
México Editorial McGraw-Hill, 2007
Burbano de Ercilla, et. Al , Física General, 32ª Edición,
Editorial Tébar, S.L.

39. PAGINAS WEB
 Experimentos de Física. Experimentos de equilibrio. Febrero 2012
Disponible en:
http://www.experimentosdefisica.net/experimentos-de-equilibrio/ (08-07-2015)
 Física I. Estática y Dinámica. Disponible en:
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/leyesnewton2.htm (08-07-2015)
 Videos de Física y Física divertidas. Departamento de Física y Física del
IES “Antonio Ma. Calero” de Pozo blanco (Córdoba, España). Disponible
en:
http://depfisicayquimica.blogspot.mx/2008/07/dinmica-de-newton-ley-de-
equilibrio-de.html (08-07-2015)
 Capítulo 6. Torque y equilibrio de un cuerpo rígido. Disponible en:
http://www2.udec.cl/~jinzunza/fisica/cap6.pdf (08-07-2015)
 Equilibrio y estabilidad en un sistema electromecánico. Disponible en:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/estabilidad1/estabilidad1.
htm (08-07-2015)