Física para Ciencias: Dinámica: Equilibrio

Física para Ciencias: Dinámica: Equilibrio

Física para Ciencias:
Dinámica: Equilibrio
Dictado por:
Profesor Aldo Valcarce
1er semestre 2014
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Método para resolver problemas
 Dibujar un diagrama sencillo del sistema y predecir la respuesta.
 Realizar un diagrama de cuerpo libre del objeto analizado (Fuerzas).
 Si hay más de un objeto, realizar un diagrama de cuerpo libre por cada
objeto.
 Solo incluir las fuerzas que afectan al objeto (no incluir las fuerzas que
ejerce el objeto).
 Establecer los ejes de coordenadas más convenientes para cada objeto.
 Aplicar la segunda ley de Newton:
𝐹 = 𝑚𝑎.
 Resolver las ecuaciones por componente.
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1 er semestre 2014
Equilibrio
En equilibrio la aceleración 𝑎 de todos los cuerpos en el sistema es
nula.
𝑻
𝑵
𝑻
𝒎
𝟏
𝒇
𝒎𝟐
𝑭 𝒈 = 𝒎𝟏 𝒈
𝐹=0
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𝐹𝑥 = 0
𝑭 𝒈 = 𝒎𝟐 𝒈
𝐹𝑦 = 0
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Ejemplos de Equilibrio
𝟑𝟕°
𝟓𝟑°
𝑻𝟏
𝑻𝟐
𝑻𝟑
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Poleas
 Las poleas sin roce (de masa despreciable) redirigen la dirección
de la fuerza debido a la tensión sin disminuir la magnitud de esta.
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Polea (Máquina de Atwood)
Determine la magnitud de la aceleración de las dos masas.
𝒎𝟏
𝒎𝟐
¿Cuál es la condición para que exista equilibrio?
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Poleas en Plano Inclinado
Determine la fuerza normal de 𝑚1 si el sistema se
encuentra en equilibrio.
𝒎𝟏
𝒎𝟐
𝒎𝟑
¿Cuánto debe valer 𝑚2 para que la masa 𝑚1 se despegue
de la superficie?
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Serie de Poleas
Si 𝜃2 = 20° y 𝜃3 = 30° determine la razón entre las masas para
que el sistema se encuentre en equilibrio (horizontal y
verticalmente).
𝜽𝟑
𝜽𝟐
𝒎𝟐
𝒎𝟏
𝒎𝟑
¿Si 𝜃2 y 𝜃3 fuesen 90° el sistema podría estar en equilibrio?
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Poleas conectadas
Determine el valor de 𝐹1 para que el sistema se encuentre en equilibrio.
𝑭𝟏
𝒎 = 𝟏𝟎𝟎 𝒌𝒈
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Sistemas en No Equilibrio
En sistemas que no se encuentren en equilibrio la aceleración
𝑎 de uno o todos los cuerpos en el sistema es no nula.
𝐹 = 𝑚𝑎
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Resumen
 Sistemas en Equilibrio
 Poleas:
 Poleas simples.
 Poleas y plano inclinado.
 Serie de Poleas.
 Poleas conectadas.
 Sistema en No Equilibrio
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