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Diagramas de equilibrio y de cuerpo libre

Visión general

Fuente: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Departamento de física & Astronomía, Facultad de ciencias física, Universidad de California, Irvine, CA

Equilibrio es un caso especial en la mecánica que es muy importante en la vida cotidiana. Ocurre cuando la fuerza neta y el par neto en un objeto o sistema son ambos cero. Esto significa que las aceleraciones lineales y angulares son cero. Así, el objeto está en reposo, o su centro de masa se mueve a una velocidad constante. Sin embargo, esto no significa que ninguna fuerza está actuando sobre los objetos dentro del sistema. De hecho, hay escenarios muy pocos en la tierra en que ninguna fuerza está actuando sobre cualquier objeto dado. Si una persona camina a través de un puente, ejercen una fuerza hacia abajo en el puente proporcional a su masa, y el puente ejerce a una igual y frente a la fuerza hacia arriba sobre la persona. En algunos casos, el puente puede flexión en respuesta a la fuerza hacia abajo de la persona, y en casos extremos, cuando las fuerzas son grandes, el puente se deforme gravemente o incluso puede fracturarse. El estudio de esta flexión de objetos en equilibrio se denomina elasticidad y se vuelve sumamente importante cuando ingenieros están diseñando edificios y estructuras que utilizamos todos los días.

Procedimiento

1. observar el equilibrio en un sistema estático y verificar que la suma de las fuerzas y los torques es cero. Confirmar la primavera constantes k utilizado en el sistema.

  1. Obtener un palo medidor, primavera dos escalas con las constantes de resorte conocido, dos soportes suspender los manantiales de dos pesas de diferentes masas y un mecanismo para suspender pesos desde la metro.
  2. Fije los dos soportes a la mesa de 1 m de distancia.
  3. Instale los resortes a las gradas.
  4. Enga

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Resultados

Resultados representativos para el experimento pueden encontrarse en la tabla 1. La fuerza ejercida en los dos muelles por colgar masa son denotados por sus localizaciones: izquierda y derecha, denota por subíndices L y R. Puesto que hay dos desconocidos en este experimento, FLy FR, dos ecuaciones están obligadas a resolver para ellos. Por lo tanto..

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Aplicación y resumen

Todos los puentes están bajo cierta cantidad de estrés, de su propio peso y el peso de las cargas en movimiento a través de. Puentes colgantes, como la puerta de oro, son un complejo sistema de objetos bajo fuerzas muy pesadas y en equilibrio. Los cables que sostienen el puente son elásticos, y su elasticidad era considerado en el puente de diseño de los ingenieros estructurales. Asimismo, el rascacielos tienen un complejo sistema de vigas de acero bajo fuerzas tremendas, que en conjunto componen un sistema rígido ...

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Tags
EquilibriumFree body DiagramsClassical MechanicsForcesBalanced ForcesNet ForceTranslational EquilibriumRotational EquilibriumNet TorqueStatic EquilibriumDynamic EquilibriumLinear AccelerationAngular AccelerationIndividual ForcesTorquesConceptualize Forces And TorquesMultiple ComponentsVarious ForcesLoaded SpringGravitational WeightFreely Rotating Beam

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0:02

Overview

1:18

Principles of Equilibrium and Free-body Diagrams

5:01

Determining Forces and Torques in Equilibrium

6:30

Data Analysis and Results

7:38

Applications

8:40

Summary

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