M. Sc. Amador Jorge Gonsalez Vasquez
Física 2
FLUIDOS Y TERMODINÁMICA
ING. INDUSTRIAL
Semestre 2025-A
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Ejercicios Resueltos de Equilibrio Estático y Elasticidad: Física para Ingeniería, Diapositivas de Química
Una introducción a los conceptos de equilibrio estático y elasticidad, enfocándose en la resolución de problemas prácticos. Incluye temas como el torque de una fuerza, equilibrio de cuerpos rígidos, centro de gravedad y elasticidad de sólidos. Se proporcionan ejemplos detallados y soluciones paso a paso para facilitar la comprensión y aplicación de estos principios físicos. El material es adecuado para estudiantes de ingeniería y física que buscan fortalecer sus habilidades en la resolución de problemas relacionados con la estática y la elasticidad de los materiales. El documento abarca desde la definición de torque y las condiciones de equilibrio hasta el análisis de esfuerzos y deformaciones en sólidos bajo tensión, compresión y corte, ofreciendo una visión completa y práctica de estos temas fundamentales.
Tipo: Diapositivas
2022/2023
1 / 42
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M. Sc. Amador Jorge Gonsalez Vasquez
Física 2
FLUIDOS Y TERMODINÁMICA
ING. INDUSTRIAL
Semestre 2025-A
M. Sc. Amador Jorge Gonsalez Vasquez
CAPÍTULO 1
EQUILIBRIO ESTÁTICO Y ELASTICIDAD
CAPITULO 1 Equilibrio estático y elasticidad
1.Torque de una fuerza.
2.Equilibrio de un cuerpo rígido.
3.Centro de gravedad.
4.Ejemplos de cuerpos rígidos en equilibrio estático.
5.Elasticidad de sólidos.
6.Ejercicios y resolución de problemas.
1.1 Torque de una fuerza
- La figura muestras una esfera solida y un bloque en la parte superior de una
pendiente rugosa. Determine la aceleración de la esfera y del bloque cuando
están en movimiento
Solución
- Para halla la aceleración de la esfera
1.1 TORQUE DE UNA FUERZA
- τ = 𝐹𝑑 donde d=r senθ
- τ = 𝐹𝑟𝑠𝑒𝑛θ
- 𝜏Ԧ = 𝑟Ԧ𝑥
Ԧ 𝐹
PROBLEMA 2
Sobre un sólido localizado por el vector
𝒓 = (𝟓 𝒊Ƹ − 𝟑 𝒋Ƹ + 𝟐
𝒌)𝒎 actúan tres fuerzas
𝑭
𝟏
= (𝟒 𝒊Ƹ + 𝟑 𝒋Ƹ − 𝟐
𝒌 ) 𝑵 ,
𝑭 𝟐
= (−𝟐 𝒊Ƹ + 𝟕 𝒋Ƹ + 𝟔
𝒌 ) 𝑵 y
𝑭
𝟑
= (𝟐 𝒊Ƹ + 𝟗 𝒋Ƹ + 𝟕
𝒌 ) 𝑵 Hallar el torque resultante
y su modulo
PROBLEMA 3
Sobre un sólido localizado se aplican fuerzas
𝑭 𝟏
= (𝟒 𝒊Ƹ + 𝟑 𝒋Ƹ − 𝟐
𝒌 ) 𝑵 ,
𝑭 𝟐
= (−𝟐 𝒊Ƹ + 𝟕 𝒋Ƹ + 𝟔
𝒌 ) 𝑵 en puntos cuyos
vectores de posición son
𝒓 𝟏
= (−𝟐 𝒊Ƹ + 𝟒 𝒋Ƹ + 𝟔
𝒌 ) 𝒎 y
𝒓
𝟐
= 𝟐 𝒊Ƹ − 𝒋Ƹ + 𝟕
𝒌 𝒎 respectivamente. Halla el
torque resultante
PROBLEMA 4
Determine las tensiones:
𝑇
1
, 𝑇 2
y 𝑇 3
en las cuerdas
AC y CB si M= 500 N.
PROBLEMA 5
La viga AB tiene 4 m de largo y pesa 1000 N. La viga puede rotar
alrededor del punto fijo C. La viga reposa en el punto A. Un hombre
que pesa 750 N camina a lo largo de la viga , partiendo de A. Calcular
la máxima distancia que el hombre puede caminar a partir de A
manteniendo el equilibrio.
SOLUCIÓN
Solución
- Diagrama de cuerpo libre
SOLUCIÓN
- El peso W= mg esta ubicado
en el centro de masa de la
escalera, 𝑓 𝑠
es la fuerza de
fricción con el piso .𝑛 y 𝑃 son
las fuerzas normales en el
piso y la pared
- σ^
𝑥
𝑠
= P
- σ^
𝑦
=0 n = mg
- σ^ τ 𝑜
PROBLEMA
Una barra uniforme de longitud L y
peso W= 200 N esta sostenida
mediante un cable, como se muestra
en la figura. La barra esta articulada
en la parte baja, y un bloque de peso
P= 2000 N cuelga de su parte
superior. Determine la tensión en el
cable y las componentes de la fuerza
de reacción que ejerce el suelo sobre
la barra.