PRESENTA TEMA Esttica Condiciones de Equilibrio y Primera

PRESENTA

TEMA. Estática Condiciones de Equilibrio y Primera Ley de Newton

Introducción. Dentro del área de la mecánica existe un conjunto de leyes las cuales a través de su estudio se ha podido desarrollar un conjunto de conocimientos científicos y tecnológicos para entender la naturaleza y también para diseñar equipos, maquinaria y en general satisfactores para hacer la vida mas fácil al hombre.

En el estudio del equilibrio de los cuerpos es requisito conocer los principio básicos. Una condición necesaria para el equilibrio es que la fuerza neta que actúe sobre un cuerpo debe ser cero. Si el cuerpo se modela como una partícula, entonces ésta es la única condición que debe satisfacerse para el equilibrio. Entonces el equilibrio traslacional se presenta cuando al actuar un conjunto de fuerzas, éstas se anulan, es decir la suma vectorial en las distintas direcciones es igual a cero como se observa en la figura.

La situación en cuerpos reales (extendidos) es más compleja, porque estos cuerpos no se pueden modelar como partículas. Para que un cuerpo extendido se encuentre en equilibrio estático, debe satisfacer una segunda condición. Ésta comprende un par de torsión neto que actúe sobre el cuerpo extendido. Cuando se ejerce una fuerza sobre un cuerpo rígido que hace pivote alrededor de un eje, el cuerpo tiende a rotar alrededor de ese eje. La tendencia de una fuerza a hacer rotar un objeto alrededor de algún eje se mide por una cantidad vectorial llamada momento de torsión (torque) M.

Si dos o más fuerzas actúan sobre un cuerpo rígido como en la figura, cada una de ellas tiende a producir rotación alrededor del eje en O. Usamos la convención de que el signo de momento de torsión que resulta de una fuerza es positivo si la tendencia de rotación de la fuerza es en sentido contrario a las manecillas del reloj, y es negativo si la tendencia es en el sentido de rotación de las manecillas.

Entonces el equilibrio de un cuerpo se manifiesta por dos condiciones:

¿Y qué sucede cuando la fuerza neta aplicada a un cuerpo no es cero? ¿O bien que se requiere para que un cuerpo en movimiento se detenga? , ¿ Que fuerza o conjunto de fuerzas se requiere aplicar? La explicación se encuentra en las leyes de Newton

Las leyes de la mecánica a través de las cuales se estudia el movimiento de los cuerpos son las conocidas como LEYES DE NEWTON. Dichas leyes bajo determinadas circunstancias, son las que rigen el movimiento de los cuerpos. A continuación se describirá y explicará la primera de ellas, conocida como:

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA Esta ley establece que un cuerpo en movimiento rectilíneo uniforme seguirá en movimiento, a menos que exista una fuerza que altere dicho estado, y de la misma forma un cuerpo en reposo continuará en reposo a menos que exista una fuerza que modifique su estado de equilibrio. Esto quiere decir que para que un cuerpo se mueva, se requiere una fuerza y si está en movimiento para que se detenga se requiere una fuerza.

En el caso mostrado el ciclista que se mueve a una velocidad constante, al aplicar de manera repentina los frenos, seguirá con velocidad constante, es decir él se mantiene en movimiento porque la fuerza se ejerce sobre la bicicleta que es la que ahora estará en reposo.

En el ejemplo de la imagen (A) se observa que tanto la persona como el carro están en reposo, sin embargo al aplicar una fuerza para jalar el carro en la imagen (B), el carro es el que se pone en movimiento porque la fuerza se aplica sobre éste, y la persona sigue en reposo.

Bibliografía Tippens. (2005). Física. 7ª. Editorial Mc. Graw Hill. México D. F Hewitt P. (2008). Física conceptual. Pearson. México D. F. Serway(2010). Física para ciencias e Ingeniería. Thomson. México D. F. Sears(2012). Física universitaria. Pearson. México D. F.