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Equilibrio rotacional y traslacional
El documento describe las tres leyes de Newton sobre el movimiento. La primera ley establece que un cuerpo permanece en reposo o movimiento uniforme a menos que una fuerza externa actúe sobre él. La segunda ley establece que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada y la tercera ley establece que para cada acción existe una reacción igual y opuesta.
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Isaac Newton estableció las tres leyes del movimiento, fundamentales para la dinámica en física.
La primera ley de inercia indica que un cuerpo permanece en reposo o en movimiento uniforme sin una fuerza neta.
No se presentó contenido para la segunda ley en este resumen.
En esta ley, la acción y reacción indican que las fuerzas siempre ocurren en pares iguales y opuestos.
El equilibrio traslacional se refiere a un cuerpo en reposo o movimiento uniforme bajo fuerzas equilibradas.
El equilibrio estático sucede cuando un objeto está en reposo bajo la acción de fuerzas equilibradas.
El equilibrio dinámico se da cuando un objeto se mueve a velocidad constante bajo fuerzas equilibradas.
La condición de equilibrio se cumple cuando la suma de fuerzas es cero y el cuerpo permanece en equilibrio.
El equilibrio rotacional se refiere a fuerzas que mantienen un objeto en equilibrio al rotar.
Se presenta un ejemplo calculando el peso máximo para sostener una piñata mediante tensiones en cuerdas.
Se calcula el momento de torsión aplicado a una tuerca usando una fuerza en un extremo de una llave.
Se concluye que el equilibrio traslacional ocurre en reposo o movimiento uniforme, y el rotacional en ausencia de rotación.
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- 2. Con las tresleyes del movimiento, Isaac Newton estableció las bases de la dinámica, que es la rama de la Física que estudia las causas que originan el movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas. Isaac Newton formulo su teoría del movimiento, que se resume en sus famosas Leyes del movimiento.
- 3. Primera ley deNewton o ley de la Inercia: Todo cuerpo continua en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme mientras no exista una fuerza neta que lo obligue a cambiar. Esta ley explica que no hay una diferencia fundamental entre un cuerpo que esta en reposo y otro que se mueva con velocidad constante, puesto que en ambos casos actúan fuerzas equilibradas. Un cuerpo en reposo permanecerá así, siempre que no se le aplique una fuerza que lo empuje, jale o arrastre. Por lo tanto, para que un cuerpo empiece a moverse se requiere la aplicación de una fuerza, pero una vez en movimiento, continuara moviéndose en línea recta sin cambiar su velocidad.
- 4. Segunda ley deNewton:
- 5. Tercera ley deNewton o ley de la acción y la reacción Siempre que un cuerpo ejerza una fuerza sobre otro, el segundo ejercerá sobre el primero otra fuerza de igual magnitud pero en sentido contrario. Es importante observar que una fuerza nunca actúa sola, pero es imposible ejercer una fuerza de acción sin que exista otra fuerza de reacción. Ejemplos: Cuando disparas un rifle, la fuerza que ejerce este sobre la bala es igual y en sentido opuesto a la fuerza que la bala ejerce sobre el rifle y este retrocede. La aceleración que experimenta el rifle es menor que la aceleración con la que se dispara la bala puesto que la masa de esta es menor.
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- 7. Equilibrio Equilibrio unafuerza es capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo a nuestro alrededor las fuerzas pueden causar o impedir el movimiento los grandes puentes y edificios se deben diseñar de tal manera que el esfuerzo general de todas las fuerzas evite el movimiento. La estática esta el equilibrio de los cuerpos
- 8. Equilibrio traslacional Elequilibrio traslacional de un cuerpo puede ser estático o dinámico un objeto presenta equilibrio estático si se encuentra en reposo un objeto presenta equilibrio dinámico si se encuentra en un movimiento uniforme Estático Traslacional Dinámico Equilibrio Rotacional
- 9. Equilibrio estático Elequilibrio 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. V=0 +F -F
- 10. Equilibrio dinámico Un objetopresenta equilibrio dinámico si se encuentra en movimiento uniforme, es decir, a velocidad constante bajo la acción de fuerzas movimiento V=constante +F -F
- 11. Condiciones de equilibrio Cuando todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo concurrentes y la suma vectorial es igual a cero se dice que el cuerpo está en equilibrio El estudio de los cuerpos rígidos en equilibrio bajo la acción de las fuerzas coplanarias y no coplanarias se aplica la primera condición de equilibrio Fr=∑F=0 Para que un cuerpo este en equilibrio trasnacional se debe cumplir que la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el sea cero
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- 13. En nuestra vidaobservamos este movimiento; por ejemplo: cuando hacemos girar el volante, al utilizar la llave de cruz. El caso del movimiento rotación se aplica a cuerpos sólidos extendidos o a objetos rígidos por lo que establecen la primera condición de equilibrio:
- 14. Condiciones de equilibrio rotacional Uncuerpo se encuentra en equilibrio traslacional si la resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el es igual a cero por lo tanto: ∑F=0 Cuando las fuerzas están aplicadas con diferente dirección se obtiene sus componentes rectangulares x y y. por lo que se cumple ∑Fx=0 y ∑Fy=0
- 15. Segunda condición deequilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional si la suma de los momentos de fuerza que actúan sobre el es igual a cero. Por lo que se debe cumplir ∑M=0 M1 + M2 + M3 + M4…. = 0 Donde: ∑M = suma algebraica de los momentos M= momento de fuerza o torca
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- 17. Datos: Formulas A=37 ∑Fx=0 B=? ∑Fy=0 W=? Fx= Fcos 0 Fy= Fsen 0 Desarrollo: ∑Fx=0 Acos 45º - Bcos 30º 0.866ª - 1.7071B =0 ∑Fy=0 Asen 45º + Bsen 30º 0.5 A + 0.701B – W = 0 0.866 A – 0.7071B = 0 B = 80.866 A = 1.2247 (37N) 0.7071 B= 45.3139 0.5 A + 0.7071B – W = 0 W= 0.5 A + 0.7071B W= (0.5)(37N)+(0.7071)(45.3139) W= 50.54N
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- 20. Conclusiones El equilibrio traslacionalse representa cuando el cuerpo esta en reposo o cuando presenta movimiento rectilíneo uniforme mientras que el equilibrio rotacional se presenta cuando el objeto no esta girando o rotando