El centro degravedad
(estable, inestable e indiferente)
en los objetos.
Expone:
Ing. Benjamin Quintanar ortega
2.
Prologo
La física esuna ciencia exacta que estudia el funcionamiento el universo, se
caracteriza por ser teórica (leyes o normas) y práctica (experimental o empírico), lo
que permite comprobar hipótesis, aplicar métodos científicos de estudio y dar respuesta
a muchos enigmas. El estudio de la física resulta fundamental para poder percibir cómo
trabaja el cosmos y gran parte de aquello que nos rodea, de allí que comprenda diversas
áreas de estudio. Gracias a la física se ha desarrollado un gran porcentaje de innovación
tecnológica a fin de mejorar la calidad de vida. El propósito de la física es describir el
funcionamiento de todo a nuestro alrededor, desde el movimiento de partículas diminutas
hasta el movimiento de las naves espaciales.
3.
Determinación del centrode gravedad
El centro de gravedad es un lugar no visible de un cuerpo pero que señala la suma
de fuerzas (externas e internas) y que puede variar según la circunstancia y la posición
en la que se encuentre el objeto (fig. 1), no es un punto exacto; sino que cambia
dependiendo de la posición y objeto que se utilice.
Qué factores pueden afectar el centro de gravedad, la forma del objeto (es crucial
en la determinación de su centro de gravedad).
1) Los objetos simétricos el centro de gravedad suele coincidir con el centro geométrico
debido a la uniformidad de la distribución de la masa.
2) Los objetos de forma irregular o asimétricos el centro de gravedad puede estar
desplazado de su centro geométrico (la masa no está distribuida uniformemente, su
centro de gravedad que se inclina hacia las áreas con mayor masa).
3) La distribución de la masa dentro de un objeto (afecta a su centro de gravedad),
está distribución desigual de masa puede hacer que el objeto sea más propenso a
inclinarse o volcarse en ciertas direcciones.
4) Se considera la superficie de apoyo de la superficie sobre la que se apoya un objeto
(también podrá influir en su centro de gravedad).
Fig. 1.- Fuente: https://images.app.goo.gl/7zW4BgeZM1oRNWTA7
4.
Determinación del centrode Masa
Es un lugar que reacciona a fuerzas externas (fig. 2), como si la masa total del
sistema se concentrara en este punto.
Fig. 2.- Fuente: https://clasesdemecanica.net/index.php/centroides/
Determinación del centro geométrico o Centroide
Este término se aplica a figuras geométricas planas (fig. 3). El centroide se define
como el punto respecto al cual la figura logra un equilibrio de toda su área, generando
un momento de área igual a cero.
Fig. 3.- Fuente: https://es.khanacademy.org/science/physics/linear-momentum/center-of-mass/a/what-is-
center-of-mass
Equilibrio de los cuerpos apoyados (estable, inestable, indiferente)
Un objeto solido puede tener de tres clases de equilibrio:
• Estable: Es aquel que tiene un cuerpo que, separado levemente de su posición de
equilibrio, la recobra al dejarlo más delante en libertad.
• Inestable: Cuando, al separado de su posición de estabilidad, el cuerpo se aleja todavía
más de su posición de equilibrio, hasta alcanzar la de equilibrio estable.
• Indiferente: Es la estabilidad que posee un cuerpo que, al desplazarlo un poco de su
posición de equilibrio, se encuentra de nuevo en equilibrio.
5.
Si observemos elsiguiente caso (fig. 4), los tres cuerpos se encuentran en equilibrio
y en cada uno de ellos pasa la perpendicular, por su centro de gravedad atraviesa la
superficie de apoyo o la base de sustentación. Si ladeamos o desviamos cualquiera de
ellos, llegará un momento en que pierde estabilidad y cae. Esto ocurre cuando la vertical
que pasa por el centro de gravedad cae fuera de su apoyo (base de sustentación). Por
lo tanto, podemos establecer que: Un cuerpo apoyado está en equilibrio cuando la normal
que pasa por el centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación. La estabilidad
de un cuerpo apoyado aumenta a medida que el centro de gravedad se halla más próximo
a la base de sustentación.
Fig. 4.- Fuente: https://www.fisica-aplicada.faud.unsj.edu.ar/wp-content/uploads/2020/04/Estatica-
20.pdf
Equilibrio de los cuerpos suspendidos (estable, inestable, indiferente)
Un objeto solido puede tener de tres clases de equilibrio (fig. 5):
• Equilibrio estable: Es aquel en el que el punto de suspensión o de donde pende se
encuentra por sobre del centro de gravedad. Si el cuerpo se separa de la posición de
equilibrio, y se le libera, vuelve a su posición anterior.
• Equilibrio inestable: Es aquel en el que el punto de suspensión o donde pende se
encentra por bajo del centro de gravedad. Es oscilante porque apenas se separa al
cuerpo de la posición de estabilidad no regresa a dicha posición.
• Equilibrio indiferente: Es aquel en el que el punto de suspensión corresponder con el
centro de gravedad. En este caso, el cuerpo siempre está en equilibrio, cualquiera sea
su posición.
6.
Donde: F (fuerzaque hace el soporte), S
(punto de suspensión), G (centro de
gravedad), P (peso de la lampara)
Fig. 5.- Fuente: https://www.fisica-aplicada.faud.unsj.edu.ar/wp-content/uploads/2020/04/Estatica-
20.pdf
7.
Conclusiones:
• Los términosdel centro de gravedad y del centro de masa a menudo tienden a usarse
de manera alterna, ya que suelen estar en la misma ubicación.
• Para que un cuerpo pesado esté en equilibrio es condición necesaria que se le aplique
una fuera vertical cuya línea de acción pase por el centro de gravedad y neutralice el
peso del cuerpo. Así se cumple que Σ Fi= 0 y Σ Mi=0 (las dos condiciones de
equilibrio).
• Cuando un cuerpo se encuentra suspendido, sobre él actúan dos fuerzas: su peso en
el centro de gravedad y la fuerza que hace el soporte en el punto de suspensión.
• El equilibrio se estudia observando la línea vertical que pasa por el centro de gravedad
del cuerpo y que representa el peso de ese cuerpo, observando además la base del
cuerpo.
• De acuerdo con la posición relativa al centro de gravedad, existen tres clases de
equilibrio posibles en los cuerpos.
8.
Bibliografía:
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https://www.lifeder.com. https://www.lifeder.com/centro-de-gravedad/
• Universidad de Guanajuato. (28 de febrero de 2022). Clase digital 8. Centroide,
centro de gravedad y centro de masa. https://blogs.ugto.mx/.
https://blogs.ugto.mx/rea/clase-digital-8-centroide-centro-de-gravedad-y-centro-de-
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• definicion.de. (sin fecha). Definición de Centro de gravedad. https://definicion.de.
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• FisioOnline . (sin fecha). Centro de gravedad del cuerpo. https://www.fisioterapia-
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• Sin autor del blog. (8-11-2014). Propiedades de las Figuras.
https://larryherreracentroide.blogspot.com/.
• Marcelo Pardo . (sin fecha de actualización). Concepto de Centroide de figuras
planas. https://marcelopardo.com. https://marcelopardo.com/concepto-centroide/
• Sin autor del artículo. (sin fecha de actualización). Equilibrio de los cuerpos
suspendidos y apoyados . https://www.fisica-aplicada.faud.unsj.edu.ar.
https://www.fisica-aplicada.faud.unsj.edu.ar/wp-content/uploads/2020/04/Estatica-
20.pdf