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INSTITUCION EDUCATIVA DISTRITAL EL PANTANO “INSEDELPA” Resolución Nº 883 de Noviembre.28/02 Secretaría De Educación Distrital REGISTRO DANE Nº 347001005138 Teléfono 4335598, Kra 46 Nº 12-04 Barrio El Pantano Santa Marta DEPARTAMENTO DE FISICAASIGNATURA FISICA GRADO DECIMODOCENTE: LIC- ING: ROSMIRO FUENTES ROCHAUNIDAD 3: LA ESTATICA: EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS GUIA Nº 1ESTATICALa estática tienecomo objetivo establecer si bajo la acción simultánea de varias fuerzas, uncuerpo se halla o no en equilibrio.EQUILIBRIO DE UN CUERPO • PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO: EQUILIBRIO DE TRASLACIÓNCuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la conclusión de que si sobre un cuerpono actúa ninguna fuerza externa, este permanece en reposo en un movimiento rectilíneouniforme. Pero sobre un cuerpopueden actuar varias fuerzas y seguir en reposo en unmovimiento rectilíneo uniforme.Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como para la de movimientorectilíneo uniforme la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual a ceroSi las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son F1, F2, ...Fn , el cuerpo se encuentra en equilibriode traslación si : Fr = F1 + F2 + F3 + ... + Fn =0Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo y sobrelos ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, tendremos: ∑ Fx = 0 y ∑ Fy = 0Ejemplo1: Un bloque de 8Kg de masa se encuentra suspendido de unacuerda ¿Cuál es el valor de la fuerza de tensión ejercida por la cuerda? Solución Variables conocidas variables desconocidas m= 8Kg T=? g = 9,8m/s2Sedibuja un diagrama que muestre todas las fuerzas que actúan sobre elcuerpo, llamado diagrama de fuerzas de cuerpo libre y se dibuja eldiagrama de fuerzas sobre los ejes de coordenadas.Se aplican las condiciones de equilibrio para ambos ejes. En este casosolamente para el eje y, ya que sobre el eje x no se ejercen fuerzas∑ Fy = 0T − m.g = 0 ⇒ T = m.g reemplazando valoresT = 8Kg × 9 ,8m / s 2 = 78,4 NEjemplo 2: Un bloque de 12 Kg descansa sobre un plano inclinado sin rozamiento de 30°,atadomediante una cuerda a un soporte vertical fijo al plano. Calcular: a. La tensión de la cuerda b. La fuerza del plano sobre el bloque Solución Variables conocidas variables desconocidas m= 12Kg T=? g = 9,8m/s2 N=¿ θ = 30°Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son T ejercida por la cuerda, N la fuerzanormal y mg elpeso. Se descomponen a lo largo de los ejes de coordenadas, detal forma que el eje x coincida con T y el eje y coincida con N. Elpeso mg se descompone a lo largo de x como mgsen30° y a lolargo de y como mgcos30°.Al aplicar las condiciones de equilibrio para el eje x se tiene: ∑ Fx = 0 T − mgsen30° = 0 , de donde Elaboró: Rosmiro Fuentes Rocha, Licenciado en Matemáticas y Física, Ingenierode Alimentos Página1
T = mgsen30° T = 12Kg × 9 ,8m / s 2 × 0 ,5 = 58 ,8N Para el eje y ∑ Fy = 0 N − mg. cos 3° = 0 de donde N = mg. cos 30° N = 12Kg × 9 ,8 m / s 2 × 0 ,86 = 101,8 N TALLER N° 1 1. Un objeto de 25 kg está suspendido de una cuerda A de la que se tira horizontalmente mediante la cuerda B, de manera que la cuerda A forme un ángulo de 30° con la vertical. Calcular las tensiones de lacuerda A y B 2. Se desliza un cuerpo de 18Kg sobre un plano inclinado de 40° utilizando una cuerda. Si se desprecia el rozamiento, determine la tensión de la cuerda y la fuerza que ejerce el plano sobre el cuerpo.MOMENTO DE FUERZA O TORQUEAl aplicar fuerzas concurrentes sobre un cuerpo este tiende arotar. El momento de una fuerza es el producto de dichafuerza por la distancia perpendicular a undeterminado eje degiro. Cuando se aplica una fuerza a una puerta pesada paraabrirla, la fuerza se ejerce perpendicularmente a la puerta y ala máxima distancia de las bisagras. Así se logra un momentomáximo. Si se empujara la puerta con la misma fuerza en unpunto situado a medio camino entre el tirador y las bisagras,la magnitud del momento sería la mitad. Si la fuerza se aplicara de forma...