Fundamentos de Estática: Equilibrio, Palancas y Máquinas Simples
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Primera condición de equilibrio
La suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a cero.
Momento de una fuerza
El momento de una fuerza F aplicada en un punto P con respecto a un punto O viene dado por el producto vectorial del vector OP.
Unidades del momento estático
- Módulo
- Dirección
- Sentido
- Origen
Segunda condición de equilibrio
La suma de sus momentos es igual a cero.
Máquinas simples
Dispositivo que cambia la dirección o la magnitud de una fuerza.
Palanca
Máquina simple cuya función consiste en transmitir fuerza. Se define como una barra rígida e indeformable capaz de girar alrededor de un eje fijo llamado punto de apoyo o fulcro.
Ventaja mecánica
Relación entre la resistencia Q que se desea vencer y la fuerza matriz aplicada F.
Ley de equilibrio de las palancas
Para que esté en equilibrio, el producto de la fuerza matriz por su brazo debe ser igual al producto de la resistencia por su brazo.
Clasificación de las palancas
- Primer género: El punto de apoyo se encuentra ubicado entre la fuerza matriz y la resistencia (ejemplos: balanzas de platillo, tijeras, tenazas, alicates, martillos).
- Segundo género: La resistencia se encuentra ubicada entre el punto de apoyo y la fuerza matriz (ejemplos: carretillas, destapadores, cascanueces, gatos hidráulicos).
- Tercer género: La fuerza matriz se ubica entre el punto de apoyo y la resistencia.
Tipos de palancas según su centro de gravedad
- Palancas matemáticas: Cuando el punto de apoyo coincide con el centro de gravedad.
- Palancas físicas: Cuando el punto de apoyo y el centro de gravedad no coinciden.
Poleas
Disco acanalado capaz de girar libremente alrededor de un eje fijo que pasa por su centro.
Clases de poleas
- Fija: Permanece sin movimiento mientras el disco continúa girando, bajando o subiendo los cuerpos.
- Móvil: Tienen tanto movimiento de traslación como de rotación.
Polipastos
Sistemas constituidos por una combinación de poleas móviles unidas a una o varias poleas fijas.
Torno
Cilindro colocado vertical u horizontalmente que puede girar debido a la acción de una fuerza aplicada a un manubrio de mayor radio que el cilindro.