2.4. El equilibrio de los cuerpos
Un cuerpo está en equilibrio estático cuando no tiene movimiento de traslación ni de rotación. Para que un cuerpo esté en equilibrio estático debe cumplir dos condiciones: que no se traslade y que no gire.
Importante
Primera condición de equilibrio: condición para que no haya movimiento de traslación.
La resultante de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual a cero.
\Sigma \vec F_i = \vec 0
Segunda condición de equilibrio: condición para que no haya movimiento de rotación.
La suma de los momentos de las fuerzas respecto de un punto del cuerpo debe ser nula.
\Sigma \vec M_i = \vec 0
Con la siguiente animación se puede comprobar la segunda condición.
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Grabación de animación de S.Wilkinson (Freezeray) alojada en Youtube |
Caso práctico
Visualiza el vídeo anterior y, a la luz de lo visto, completa la tabla:
| F1(N) | d1 (cm) | F2(N) | d2 (cm) |
| 0,5 | 40 | 2 | |
| 2 | 10 | 0,5 | |
| 2 | 10 | 1 | |
| 3 | 20 | 2 | |
| 0,25 | 20 | 0,5 |
Caso práctico
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| Imagen de elaboración propia |
Un cuadro se encuentra colgado de un clavo mediante un cordón como indica la figura. Si el peso del cuadro es de 50 N, ¿cuál es la tensión que soporta el cordón en cada extremo?
Caso práctico
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| Imagen de elaboración propia |
Calcula las fuerzas que deben soportar cada una de las patas de la mesa de la figura, si su peso es de 150 N y colocamos un cuerpo de 50 N en el punto indicado en la figura.
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| Imagen de elaboración propia |
Si tratas de separar de su posición de equilibrio un cuerpo pueden suceder tres cosas:
- Que el cuerpo vuelva a la posición inicial (equilibrio estable),
- Que el cuerpo vuelque (equilibrio inestable), o
- Que permanezca en la nueva posición (equilibrio indiferente).
Si un cuerpo está apoyado sobre una superficie horizontal se encontrará en equilibrio si cumple las condiciones anteriores.
Observarás que el equilibrio es estable si la vertical del peso cae dentro de la base de apoyo del cuerpo y al desplazarlo ligeramente el centro de gravedad se eleva. Es inestable si la vertical del peso cae dentro de la base de apoyo del cuerpo y al desplazarlo ligeramente el centro de gravedad baja. Indiferente si su altura no varía. El punto de aplicación del peso se denomina centro de gravedad.
Cuanto más cercano a la superficie horizontal (más bajo) esté el centro de gravedad y más grande sea la base de apoyo, más estable será el equilibrio.