Segunda condición de equilibrio
Introducción
¡Hola!
Es todo un privilegio contar con tu asistencia en esta nueva sesión, es muy seguro que la vas a disfrutar y aprenderás mucho, es por ello que te invito a la décima clase del curso de Física.
En esta ocasión platicaremos sobre la segunda condición de equilibrio, la cual nos dará una explicación de por qué los objetos no cambian de posición rotacional, lo cual era uno de los dos tipos de movimiento que los objetos pueden experimentar, esto nos complementará nuestro análisis aprendido a realizar en la clase anterior, dando una mejor explicación y entendimiento de los sistemas que están a nuestro alrededor como edificios, casas, vehículos etc. Para esto descubriremos un nuevo concepto en física llamado momento.
Te invito a iniciar con actitud positiva la clase: ¡comencemos!
Desarrollo del tema
Segunda condición de equilibrio
En la primera condición de equilibrio aprendimos cómo trabajar con fuerzas concurrentes, pero qué pasa cuando las fuerzas que están aplicadas sobre un objeto no son concurrentes. En esta segunda condición, trabajaremos con fuerzas que son coplanares.
Esta segunda ley, se cerciora de que el objeto no rote alrededor de un eje de rotación. Para esto debemos de familiarizarnos con un nuevo concepto, que es la torca.
Torca (momento de torsión): Es una medida de la efectividad de la fuerza para que esta provoque una rotación alrededor de un eje. La torca debe ser perpendicular al eje de rotación, es por ello que su ecuación está dada de la siguiente forma.
Donde:
Como se muestra en la siguiente imagen:
Con frecuencia, esta definición se escribe en términos del brazo de palanca de la fuerza, que es la distancia perpendicular desde el eje a la línea de acción de la fuerza, como se muestra en la siguiente imagen:
La torca puede ser positiva o negativa; es positiva cuando la rotación alrededor del eje es en sentido opuesto al movimiento de las manecillas del reloj y negativa cuando la rotación es en el mismo sentido en que se mueven las manecillas del reloj.
Cuando un cuerpo está bajo acción de fuerzas coplanares, se deben de cumplir las siguientes dos condiciones de equilibrio.
1. La primera condición de equilibrio o condición de la fuerza
Donde se ha tomado al plano xy, como el plano de las fuerzas coplanares.
2. La segunda condición de equilibrio o condición de las torcas.
Toma un eje perpendicular al plano de las fuerzas coplanares. La suma de todas las torcas que actúan sobre el objeto debe ser cero, a manera de ecuación:
La posición de los ejes es arbitraria: Si la suma de las torcas es cero en torno a un eje determinado para un cuerpo que cumple la condición de fuerza, será cero para todo eje paralelo al primero. Generalmente se escoge el eje de tal forma que la línea de acción de la fuerza desconocida pase por la intersección del eje de rotación y el plano de las fuerzas.
Conclusión
En resumen, la primera y segunda condición de equilibrio son herramientas útiles para poder realizar análisis de estructuras y son nuestro primer acercamiento a las aplicaciones tecnológicas que brinda el avance científico, en nuestro entorno podemos ver que cada vez se van construyendo edificios muchos más altos o con formas complicadas que no serían posibles sin un profundo entendimiento de la estática.
Hemos concluido la clase y como puedes notar has aprendido mucho durante el trayecto del curso ¡Muchas felicidades! Te invito a repasar los temas y conceptos revisados y la realización de las consignas para que se pueda alcanzar el aprendizaje esperado en esta clase. Te encuentro en tu próxima sesión.