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EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN Y ROTACIÓN 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño1.

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Presentación del tema: "EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN Y ROTACIÓN 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño1."— Transcripción de la presentación:

1 EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN Y ROTACIÓN 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño1

2 Si observamos un Cuerpo que se sostiene desde un Punto, veremos que tenemos que balancearlo bien para evitar que ruede en una o la otra dirección. Concluimos que existe un punto desde el cual podemos equilibrar el cuerpo no presentando rotación alguna. Este Punto se denomina Centro de Masa. EQUILIBRIO ROTACIONAL 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño2

3 Para determinar el punto de equilibrio podemos balancear el cuerpo en cada uno de sus ejes. Si lo orientamos de una forma y encontramos la Posición en que se mantiene en equilibrio habremos identificado una recta imaginaria sobre el cual se encuentra el Centro de Masa. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño3

4 Una vez se ha determinado uno de las coordenadas del Centro de Masa se rota el objeto y busca la próxima coordenada del Centro de Masa. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño4

5 De esta forma se determina un Punto que denominamos Centro de Masa 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño5

6 De la discusión anterior se concluye que toda Fuerza F se puede descomponer en dos partes. Una primera F a lo largo de la linea que une el Punto de Apoyo (PA) al Centro de Masa (CM) del Cuerpo. La segunda componente es perpendicular F a la linea que une el Punto de Apoyo con el Centro de Masa. La primera origina la Traslación del Cuerpo mientras que la segunda su Rotación. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño6

7 CONDICIONES DE EQUILIBRIO Diagrama de fuerzas sobre el cuerpo libre. Descripción cualitativa del equilibrio de traslación y rotacion de un cuerpo. 1.EQUILIBRIO TRASLACIONAL (ΣF = 0). Caso de fuerzas en una y dos dimensiones. 2. EQUILIBRIO ROTACIONAL Torque y segunda condición de equilibrio (Σ t = 0). 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño7

8 Si recordamos nuestra infancia en que jugábamos con balancines sabemos que una de las formas de inclinar lo hacia nuestro lado era echándose para atrás. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño8

9 Si analizamos el caso del Balancín veremos que si este tiene una inclinación de en en cada extremo de largos d1 y d2 se aplican Fuerzas F1 y F2 existirán fuerzas perpendiculares F1 y F2 que lo trataran de rotar. La Fuerza F1 trata de girar el balancín en el sentido contrario al movimiento del reloj mientras que la fuerza F2 lo hace en el sentido positivo. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño9

10 Física para Arquitectura Torque

11 La propiedad de la fuerza para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza. 30/01/2014Yuri Milachay11 Torque de una fuerza

12 Experimentado uno encuentra que el sistema esta en equilibrio y no rota si F1 d1 = F2 d2 (1) Por ello se define como Torque T = rF (2) o en forma vectorial T = r × F (3) con r la distancia entre el Centro de Masa y el Punto de Apoyo. TORQUE (τ) 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño12

13 30/01/2014Yuri Milachay13 Momento o torque de una fuerza o d o d =rsen o Producto de la distancia por la componente perpendicular de la fuerza Producto de la fuerza por la componente perpendicular de la distancia

14 30/01/2014Yuri Milachay14 Momento de una fuerza o torque Podemos definir el torque como el producto de la fuerza por su brazo de palanca

15 MAQUINAS SIMPLES: Las máquinas son dispositivos que multiplican una fuerza o bien cambian la dirección de una fuerza, entre las máquinas simples podemos citar a las palancas, las poleas, gatas hidráulicas, tornos, planos inclinados. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño15

16 Primera Clase Segunda clase Tercera clase PALANCAS FlFl FlFl FlFl FlFl FaFa FaFa FaFa 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño16

17 PALANCAS Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y el fulcro o punto de apoyo o pivote, se definen tres clases de palancas: Primera clase: el fulcro se encuentra entre ambas fuerzas Segunda clase: la carga está entre el fulcro y el esfuerzo. Tercera clase: el esfuerzo está entre el fulcro y la carga. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño17

18 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño18

19 PALANCAS EN EL CUERPO 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño19

20 PRIMERA CLASE FULCRO xaxa xLxL FLFL M FaFa 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño20

21 SEGUNDA CLASE 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño21

22 TERCERA CLASE Músculo bíceps 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño22

23 TERCERA CLASE 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño23

24 PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño24

25 En la figura Nº3 se muestra el brazo extendido de una persona que sostiene en su mano una esfera de acero de masa m = 4 kg. Bajo esta situación se puede determinar el torque ó momento de la fuerza peso de la esfera respecto del punto C que pasa por la muñeca, el torque respecto del codo (B) y el torque respecto del hombro (A). 30 cm 24 cm 8 cm B C A mgC B A 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño25

26 Las poleas Al igual que las palancas, son máquinas simples. Una polea no es más que una rueda que puede girar libremente alrededor de un eje que pasa por su centro. Un sistema de poleas es un dispositivo con el cual se puede variar la dirección y la magnitud de una fuerza para obtener alguna ventaja mecánica. Una sola polea fija se utiliza para cambiar la dirección y sentido de una fuerza, mientras que una combinación de varias poleas puede utilizarse para reducir la fuerza que se necesita para levantar una carga pesada. 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño26

27 POLEA FIJA 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño27

28 POLEA MOVIL F = P/2 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño28

29 COMBINACION DE POLEAS P F = P/2 06/08/2011Elaboró: Yovany Londoño29


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