Equilibrio y Palancas

8/19/2019 Equilibrio y Palancas

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EQUILIBRIO

DETRASLACIÓN Y ROTACIÓN

06/08/2011 Elaboró: Yovany Londoño 1


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Si observamos un Cuerpo

que se sostiene desde unPunto, veremos quetenemos que balancearlobien para evitar que ruedeen una o la otra dirección.

Concluimos que existe unpunto desde el cualpodemos equilibrar elcuerpo no presentandorotación alguna.

Este Punto se denominaCentro de Masa.

EQUILIBRIO ROTACIONAL



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Para determinar el punto deequilibrio podemosbalancear el cuerpo en cadauno de sus ejes.

Si lo orientamos de unaforma y encontramos laPosición en que se mantieneen equilibrio abremos

identi!cado una rectaimaginaria sobre el cual seencuentra el Centro deMasa.



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"na ve# se a determinado uno de lascoordenadas del Centro de Masa se rota elobjeto y busca la próxima coordenada delCentro de Masa.



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$e esta forma se determina un Puntoque denominamos Centro de Masa



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$e la discusión anterior seconcluye que toda %uer#a Fse puede descomponer en

dos partes. "na primera F & alo largo de la linea que une elPunto de 'poyo ( PA) alCentro de Masa (CM ) del

Cuerpo.*a segunda componente esperpendicular F + a la lineaque une el Punto de 'poyocon el Centro de Masa.

*a primera origina laraslación del Cuerpomientras que la segunda su-otación.



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C/$0C0/ES $E E1"0*02-0

3$iagrama de fuer#as sobre el cuerpo

libre. $escripción cualitativa delequilibrio de traslación y rotacion de uncuerpo.

4.E1"0*02-0 -'S*'C0/'*(5 F 6 7). Caso de fuer#as en una y dos

dimensiones.

8. E1"0*02-0 -'C0/'*orque y segunda condición de equilibrio

(5 t 6 7).



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Si recordamos nuestra infancia en que

jug9bamos con balancines sabemos que unade las formas de inclinar lo acia nuestrolado era :ec9ndose para atr9s:.



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Si anali#amos el caso del2alanc;n veremos que sieste tiene una inclinación

de en en cada extremo delargos d4 y d8 se aplican%uer#as F 4 y F 8 existir9nfuer#as perpendiculares F 4+ y F 8+ que lo tratarande rotar.

*a %uer#a F 4+ trata degirar el balanc;n en elsentido contrario almovimiento del relojmientras que la fuer#a F 8+ lo ace en el sentido

positivo.06/08/2011 Elaboró: Yovany Londoño


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%;sica

!ara Ar"#$%&'%#ra orque


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*a propiedad de la fuer#apara acer girar al

cuerpo se mide con unamagnitud f;sica quellamamos %or"#& o(o(&n%o d& la )#&r*a.

10/03/16 Y#r$ M$la'+ay 11

orque de una fuer#a

F

r


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Experimentado uno

encuentra que el sistemaesta en equilibrio y no rota si

F 4+d4 6 F 8+d8 (4)Por ello se de!ne comoorque

, 6 rF + (8)o en forma vectorial

, =r


13/2910/03/16 Y#r$ M$la'+ay 13

Momento o torque de una fuer#a

o

r

F

d

F r senτ φ = φ

o

r

F F senφ ⊥ =

φ

d - .r&n

φ

o

r

F

φ

Producto de la distancia por lacomponente perpendicular dela fuer#a

Producto de la fuer#a por la

componente perpendicular de ladistancia

rF τ ⊥

=

d F τ ⊥

=


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10/03/16 Y#r$ M$la'+ay 14

Momento de una fuer#a o torque

3 Podemos de!nir el torque como el

producto de la fuer#a por su bra#o depalanca


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MAQUINAS SIMPLES:

*as m9quinas son dispositivosque multiplican una fuer#a obien cambian la dirección de

una fuer#a, entre lasm9quinas simples podemoscitar a las palancas, laspoleas, gatas idr9ulicas,tornos, planos inclinados.



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Primera Clase Segunda clase Tercera clase

PALANCAS

FlFlFlFl

FaF

a

Fa


PALANCAS


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PALANCAS

Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y elfulcro o punto de apoyo o pivote, se definen tres clasesde palancas:

•Primera clase: el fulcro se encuentra entre amas

fuerzas

•Segunda clase: la carga est! entre el fulcro y elesfuerzo"

•Tercera clase: el esfuerzo est! entre el fulcro y lacarga"



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PALANCAS #N #L C$#%P&



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PRIMERA CLASE

FULCRO

xaxL

FL

M

Fa



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S#'$N(A CLAS#



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)#%C#%A CLAS#

Músculo bíceps

Músculo bíceps T

0,05m

0,15m 0,2m

W=12N w1 =15NE



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)#%C#%A CLAS#



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PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO



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#n la figura N*+ se muestra el razo etendido de una persona que sostiene en sumano una esfera de acero de masa m - . /g" 0a1o esta situaci2n se puede determinar el

torque 2 momento de la fuerza peso de la esfera respecto del punto C que pasa por lamu3eca, el torque respecto del codo 405 y el torque respecto del 6omro 4A5"

30 cm 24 cm8 cm

CA

mgCB

A



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Las poleas• Al igual que las palancas, son m!quinas simples" $na

polea no es m!s que una rueda que puede girar

liremente alrededor de un e1e que pasa por su centro" • $n sistema de poleas es un dispositivo con el cual se

puede variar la direcci2n y la magnitud de una fuerzapara otener alguna venta1a mec!nica"

• $na sola polea fi1a se utiliza para camiar la direcci2n y sentido de una fuerza, mientras que una cominaci2nde varias poleas puede utilizarse para reducir la

fuerza que se necesita para levantar una carga pesada"



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P&L#A 789A



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P&L#A &;8L

F = P/2



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C&08NAC8&N (# P&L#AS

P

F = P/2

06/08/2011 Elaboró Yovany Londoño 2

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