“EQUILIBRIO DE SOLIDOS RÍGIDOS”
Resultante de fuerzas coplanares
Una fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro y se caracteriza por tener:
1. Magnitud o Intensidad: Es el valor de fuerza relacionada con sus unidades, tales como Toneladas (t), Kilogramos (kgf). Libras (lb), etc.
2. Dirección: Es la orientación de su línea de acción
3. Sentido: Indica hacia donde se dirige
4. Punto de Aplicación: Es su posición; es decir su localización.
Las fuerzas se representan matemáticamente por vectores, ya que estos se definen como expresiones matemáticas de tienen una magnitud, dirección y sentido, que se suman por la ley del paralelogramo.
Las fuerzas coplanares, se encuentran en un mismo plano y en 2 ejes, a diferencia de las no coplanares que se encuentran en más de un plano, es decir en 3 ejes.
Ø Fuerzas Coplanares Concurrentes o no paralelas
Cuando sobre un cuerpo sólido indeformable actúan dos fuerzas que no son paralelas y que están sobre un mismo plano, por lo dicho anteriormente, es posible trasladarlas al punto de intersección de sus líneas de acción. Se ha comprobado que esas dos fuerzas actuando en ese punto son equivalentes a una sola fuerza aplicada en ese mismo punto. Lo importante es que esa única fuerza es la suma vectorial de las dos fuerzas aplicadas.
EQUILIBRIO DE SÓLIDOS RÍGIDOS CON FUERZAS COPLANARES NO PARALELAS
para el estudio de los cuerpos en equilibrio, es importante recordar que las fuerzas coplanares osn aquellas que se encuentran en un mismo plano, las cuales son analizadas bajo un marco de referencia de dos dimensiones, ”X”; “Y”.
un sistema de fuerzas coplanares no paralelas, es aquel que se presenta cuando concurren en un punto en comun, ademas, las siguiente leyes de newton son fundamentales para el estudio de la estatica.
Primera ley de Newton
Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilineo uniforme, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por una fuerza no equilibrada aplicada sobre el.
Tercera ley de Newton
A toda accion corresponde una reaccion de igual magnitud pero de sentido contrario, la accion mutua entre dos cuerpos en contacto siempre es igual y dirigida a puntos contrarios.
Se debe tener en cuenta que los elementos analizados dentro de esta unidad se encuentran sujetos a dos esfuerzos principales: tension y comprension, por lo cual se debe tener mucho cuidado al analizar los diagramas de equilibrio para entender el efecto causado sobre cada elemento en su momento.
Tension: es el efecto de dos fuerzas iguales y opuestas que se apartan entre si; eta fuerza puede actuar en cualquier punto del elemento, ya que causa el mismo efecto en cualquier parte del elemento, siempre y cuando su aceleracion sea nula o constante.
Comprension: es el efecto de dos fuerzas iguales y opuestas que se acercan entre si; esta fuerza se puede presentar en cualquier punto del elemento, en forma semejante al de la fuerza de tension.
Las fuerzas de tension y de comprension se presentan principalmente dentro de los elementos que se encuentran uniendo dos cuerpos o soportando un cuerpo, como ejemplo tenemos: los cables que soportan la estructura de los puentes, las estructuras que sostienen un anuncio colgante, las columnas que soportan una estructura de la losa de un puente o un edificio, etc. En la losa que soporta los objetos, las columnas, son los elementos que se encuentran trabajando a compresión, debido a que sus fuerzas interiores tienden a mantener unidas cada una de sus moléculas. Mientras que en los cables que soportan la estructura de un puente se encuentran trabajando a tensión, ya que las fuerzas interiores del cable tienden a separar las partículas del mismo.
Los ejemplos de tensión los podemos observar en aquellos elementos que tienden a mantener unidos a dos cuerpos.
Ø Primera Condición de Equilibrio
Cuando se aplica una fuerza a un cuerpo equilibrado ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme y considerando la segunda ley de Newton que provocara una aceleración, misma que será mayor mientras mayor sea la fuerza.
Para que un cuerpo este en equilibrio de traslación la resultante de todas las fuerzas tendrá que ser igual a cero
Matemáticamente, para el caso de fuerzas coplanares, se debe cumplir que la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje X es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo. Análogamente, la suma aritmética de las fuerzas o componentes que tienen dirección positiva del eje Y es igual a la suma aritmética de las que tienen dirección negativa del mismo.
Geométricamente se debe cumplir que las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en equilibrio, al ser graficadas de modo tal que el origen de cada fuerza se grafique a partir del extremo de otro, deben formar un polígono de fuerzas cerrado.
Y esto debe ser así porque al ser la resultante nula, el origen de la primera fuerza (F1 en este caso) debe coincidir con el extremo de la última (F4 en este caso).





