Equilibrio Traslacional

El estudio del equilibrio de los cuerpos bajo la acción de un sistema de fuerzas es el objetivo de la estática, que trata el caso de los cuerpos y sistemas que permanecen en reposo, aun si están sometidos a la acción de varias fuerzas.

Cuando un sistema de fuerzas es tal que cancelan mutuamente sus efectos, se tiene una situación de equilibrio.

Existe una condición de equilibrio cuando la resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el objeto es cero.  Cada fuerza externa se equilibra con la suma de todas las demás fuerzas externas cuando existe equilibrio.

Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.

Cuando un cuerpo esta en equilibrio traslacional no tiene fuerza resultante actuando sobre el.

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

La rapidez lineal no cambia con el tiempo. No hay fuerza resultante y por tanto aceleración cero. Existe equilibrio traslacional.

Se dice que un objeto esta en equilibrio traslacional si y solo si no existe fuerza resultante.

Esto significa que la suma de todas las fuerzas actuantes es cero.

En este caso, la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el anillo es cero.

Primera condición de Equilibrio

Establece que si sobre un cuerpo la fuerza resultante es nula, se garantiza que este cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación es decir en reposo o con MRU (velocidad constante).

Lo anterior representa la primera ley de newton, y como en estas condiciones la aceleración es cero.

"Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si, y solo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre el es igual a cero".

Un cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza externa no equilibrada actué sobre el.

Independientemente del orden en que se sumen los vectores, su resultante siempre es cero. El extremo del ultimo vector siempre termina en el origen del primer vector.  

Para que haya equilibrio, las componentes horizontales de las fuerzas que actúan sobre un objeto deben cancelarse mutuamente, y lo mismo debe ocurrir con las componentes verticales. 

La primera condición de equilibrio esta presente en estructuras metálicas, cuyo acomodo hace que las fuerzas se anulen entre si y no se requieran columnas de soporte en medio del espacio.

Diagrama de cuerpo libre

El diagrama de cuerpo libre (DCL) es un esquema que muestra las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo y que lo mantienen en equilibrio.

 

Para trazar el diagrama se hace lo siguiente:

Ñ Analizar las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo en consideración. Esas fuerzas son resultado del contacto con otros cuerpos o el ocasionado por la fuerza gravitacional.

Ñ Representar al objeto por medio de un punto o línea y localizarlo en el centro del plano cartesiano

Ñ Dibujar las fuerzas que entran o salen hacia el objeto de estudio. Para ello, se trazan vectores que indican orientación, sentido y magnitud.

Centro de gravedad

El centro de gravedad de un cuerpo es el punto imaginario donde se considera que esta concentrado todo su peso. En un cuerpo simétrico y homogéneo, se localiza en el centro geométrico; por ejemplo, el centro de una regla o una pesa se encuentra en su punto medio.

                                 

Una vez localizado el centro de gravedad, se dibuja su posición con una flecha que representa un peso con dirección descendente. Cuando el cuerpo queda suspendido de este punto, queda en equilibrio de traslación y de rotación.

Si por alguna circunstancia el centro de gravedad se sale de su base de sustentación el cuerpo pierde su posición de equilibrio.