CONDICIONES DE EQUILIBRIO
¿Cuándo un cuerpo se encuentra en equilibrio?
Se dice que un cuerpo está en equilibrio mecánico cuando
está en equilibrio de traslación y rotación. La condición para
que un cuerpo se encuentre en equilibrio de traslación está
fundamentada en la segunda Ley de Newton y para el
equilibrio de rotación, en un concepto llamado el momento
de una fuerza.
✓ EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN
Se dice que un cuerpo está en equilibrio de traslación cuando
se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme,
es decir con velocidad constante.
V = 0 (reposo) V = cte (movimiento)
Primera Condición de Equilibrio
Establece que, si sobre un cuerpo la fuerza resultante es nula,
se garantiza que este cuerpo se encuentra en equilibrio de
traslación es decir en reposo o con MRU.
(Sumatoria de fuerzas igual a 0)
Eso significa que:
En consecuencia:
- Las fuerzas ubicadas a la derecha del cuerpo deben
sumar lo mismo que las de la izquierda.
- Las fuerzas ubicadas arriba deben sumar lo mismo que
las de abajo.
EJEMPLOS:
1. Del gráfico, halla “F”
7 N 10 N
F
18 N 5 N
Sabemos que: ∑F ( ) = ∑F ( )
Reemplazando tenemos:
∑F = 0
10 N + F + 5 N – 7 N – 18 N = 0
F + 15 N – 25 N = 0
F – 10 N = 0
F = 10 N.
2. Del gráfico, halla “T”
T
6 N
14 N 27 N
Sabemos que: ∑F ( ) = ∑F ( )
Reemplazando tenemos:
∑F = 0
T + 6 N + 14 N – 27 N = 0
T + 20 N – 27 N = 0
T– 7 N = 0
T = 7 N.
✓ EQUILIBRIO DE ROTACIÓN
Momento de una Fuerza (M)
Es una magnitud vectorial que mide la rotación de un cuerpo
con respecto a un punto O, debido a la aplicación de una
fuerza. La fórmula para calcular el Momento de una fuerza (M)
es:
Como el momento de una fuerza es una magnitud vectorial,
es necesario adoptar una convención de signos para indicar el
sentido de la tendencia a la rotación.
El brazo de palanca es la distancia perpendicular del centro del
giro a la línea de acción de la fuerza.
Los momentos que producen giros
horarios son negativos y los que
producen giros antihorarios son
positivos.
Segunda condición de equilibrio
Para que un cuerpo rígido se encuentre en equilibrio de
rotación, la suma de momentos de las fuerzas que actúan
sobre él debe ser nula.
MoF = 0
Ejemplo 1: En la siguiente situación hallar el momento de las
fuerzas respecto al eje de giro.
MoF = F x b
Donde:
M : torque en N.M
F : fuerza en N
b : brazo de palanca
en m
O : eje de rotación
m
m
