EjerciciosFyQ

Ecuación que permite calcular la fuerza necesaria para que una escalera esté en equilibrio sobre la pared (7574)

F_y_Q — 2022-04-28T10:57:43Z

Una escalera de peso W y longitud L se apoya sobre una pared sin rozamiento. Sobre la escalera se encuentra una persona de peso P, a una distancia S del pie de la escalera, medida a lo largo de esta. El pie de la escalera se encuentra a una distancia D de la esquina inferior de la pared. Determina una expresión para la fuerza que la pared ejerce sobre la escalera, considerando que el sistema se encuentra en equilibrio estático.

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Tensión en el cable y fuerza sobre el gozne de un sistema en equilibrio estático (7310)

F_y_Q — 2021-08-16T08:48:34Z

En la siguiente figura, la viga uniforme de 725 N de peso está sujeta a un pasador en el punto A:

a) Determina la tensión en la cuerda.

b) Calcula las componentes de la fuerza que ejerce el apoyo sobre la viga.

En este tipo de problemas es esencial dibujar todas las fuerzas que hay en el sistema y establecer una referencia. En el siguiente esquema puedes ver una forma de hacerlo:

a) Como la barra es homogénea, puedes situar el peso de la misma en su centro geométrico, que he llamado . Lo siguiente que debes hacer es imponer la condición de equilibrio de rotación porque el cable en el que he situado la tensión impide esa rotación del sistema hacia abajo. La condición es que la suma de los momentos angulares debido a cada una de las fuerzas sea nula. Debes recordar que el momento angular se define como:

Teniendo en cuenta el valor de los ángulos que forman las fuerzas con la barra:

Observa que la referencia es el pasador y por eso las distancias x e y son cero. He considerado que las fuerzas hacia abajo son positivas y la fuerza hacia arriba es negativa. Despejas el valor de la tensión:

Sustituyes y calculas el valor de la tensión:

b) Las componentes de la fuerza sobre el pasador las puedes calcular si tienes en cuenta que también se tiene que producir un equilibrio de traslación. Aplicas la segunda ley de Newton en las direcciones horizontal y vertical, haciendo igual a cero cada ecuación:

Sustituyes los valores y calculas:

Momento de una fuerza aplicada sobre una pieza mecánica (6889)

F_y_Q — 2020-11-20T06:01:21Z

Una fuerza que actúa sobre una pieza mecánica es . El vector del origen al punto de aplicación de la fuerza es :

a) Realiza un esquema que muestre los vectores , y el origen de coordenadas.

b) Usa la regla de la mano derecha para determinar la dirección del vector resultante.

c) Calcula el vector del momento producido por la fuerza y verifica que su dirección sea la misma que indicaste en el apartado anterior.

a) Puedes ver el esquema con más detalle si clicas sobre la miniatura:

b) Usando la mano derecha para el momento de la fuerza () se obtiene un vector perpendicular al plano formado por los vectores fuerza y posición, con sentido hacia dentro de ese plano.

c) Tienes que resolver el determinante:

Centro de masas de una lámina de aluminio y hierro (5688)

F_y_Q — 2019-09-07T18:46:38Z

Se tiene una lámina metálica de dimensiones 22 cm x 13 cm x 2.8 cm. La mitad de la lámina está compuesta por aluminio () y la otra mitad por hierro (). ¿Dónde se situará el centro de masas de la lámina?

En primer lugar, calculas el volumen de la lámina:

Como la mitad de este volumen corresponde a cada metal, vamos a calcular la masa de aluminio y de hierro que contiene la lámina:

Como la lámina es simétrica, puedes considerar que el centro de masas estará localizado en el interior de la lámina. Toma como referencia la longitud de la lámina para poder hacer el cálculo. Imagina que tienes que colocar una aguja en un punto en el que la lámina quedase en equilbrio, ¿en qué parte de la cara de la lámina habría que colocar la aguja? Eso es lo que tienes que calcular. Lo haces igualando los momentos de sus pesos:

Sustituyes los valores de las masas calculados anteriormente:

Despejas y calculas «d», que será la distancia al borde de la parte hecha de hierro:

Palancas: masa máxima que podemos levantar al aplicar una fuerza (5438)

F_y_Q — 2019-07-18T09:13:07Z

Calcula la masa máxima, en kilogramos, que podemos levantar si aplicamos 500 N de fuerza sobre un extremo de una palanca de 5 m de longitud, si el punto de apoyo se encuentra a 3 m de nosotros. Considera que .

En una palanca se debe cumplir que el momento de la fuerza que hacemos ha de ser igual al momento de la fuerza que queremos levantar. El momento de una fuerza es el producto de la fuerza por la distancia que hay desde ella hasta el fulcro (punto de apoyo).
La fuerza máxima que podemos levantar en las condiciones dadas es:

Si es la fuerza que hacemos, son los 3 m de distancia al punto de apoyo. La distancia al punto de apoyo para la será entonces 2 m [que se obtiene al hacer (5 m - 3 m) = 2 m]:

La fuerza calculada es el peso del objeto. Podemos calcular la masa teniendo en cuenta la definición del peso:

[P(213)] Ejemplo 1 de Momento de una fuerza

dani — 2016-11-11T07:40:32Z

Puedes ver el enuciado y la solución del problema que se resuelve en el vídeo AQUÍ.

Cuestión sobre equilibrio estático y rotacional (1781)

F_y_Q — 2012-06-12T19:23:59Z

¿Qué se entiende por momento de una fuerza? ¿Qué es la condición del momento? ¿Cuáles son las condiciones para el equilibrio estático?

- Aplicaciones de la Leyes de Newton / Equilibrio, Momento, UNED, Acceso25

Momento de una fuerza aplicada sobre un sistema (466)

F_y_Q — 2010-02-18T08:40:13Z

Se aplica una fuerza de 60 N sobre un punto que dista 52 cm del eje de giro de un sistema. ¿Cuál será el momento de la fuerza si el ángulo con que se aplica la fuerza es de ? Razona si el momento resultante será mayor o menor si el ángulo es mayor de .

El módulo del momento de una fuerza es el producto de los módulos de los vectores de posición y fuerza y el seno del ángulo que forman:

Si se aumenta el ángulo, sin sobrepasar los , irá aumentando el valor del seno del ángulo por lo que el el momento de la fuerza será mayor.

Fuerza mínima para abrir la hoja de una puerta (213)

F_y_Q — 2010-01-13T12:04:24Z

Para abrir una puerta de 90 cm de hoja hemos de aplicar un momento de . Calcula qué fuerza mínima hay que aplicar en el borde de la puerta si ésta forma un ángulo de con la superficie de la puerta.

RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA EN VÍDEO.

Verdadero o falso sobre estática (212)

F_y_Q — 2010-01-13T11:58:01Z

Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Un sólido rígido puede tener a la vez un movimiento de traslación y otro de rotación.

b) El momento de una fuerza respecto a un eje de rotación depende de la dirección de la fuerza.

c) La resultante de dos fuerzas paralelas y del mismo sentido nunca puede ser nula.

d) Un brazo que sujeta un peso es una palanca de segundo género.

a) Verdadero. Debido a ello, la condición de equilibrio es que sean nulos su momento lineal y su momento angular.

b) Verdadero. El momento de una fuerza es un producto vectorial de dos vectores, por lo que depende de las direcciones y sentidos de los dos vectores considerados.

c) Verdadero. Al ser de la misma dirección y sentido, la resultante será la suma de los módulos de ambas fuerzas y su dirección la misma que las de las fuerzas sumadas.

d) Falso. Se trata de una palanca de tercer género porque el fulcro está en el extremo opuesto a la resistencia.