Sesion 9 No Inc DCL, Rozamiento. CG

FísicaCurso: Física General

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Sesión Nº 9A : Estática Clases de equilibrio estático Centro de gravedad Diagrama de cuerpo libre Tipos de apoyos y reacciones Fuerza de rozamiento

Profesor: Carlos Alvarado de la Portilla

Resumen de equilibrio

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Clases de equilibrio estático

• 1.- Equilibrio estable.• 2.- Equilibrio inestable.• 3.- Equilibrio indiferente.

1.- Equilibrio estable.

2.- Equilibrio inestable.

3.- Equilibrio indiferente.

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Diagrama de cuerpo libre (D.C.L.)

• Es el dibujo aislado de uno de los cuerpos de un sistema, en el cual se grafican todas las fuerzas externas aplicadas sobre él.

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Ejemplos:

1.- Cuerpo suspendido

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2.- Cuerpo apoyado en una superficie

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3.- Cuerpo apoyado en una superficie y suspendido

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4.- Cuerpo arrastrado sobre superficie rugosa

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5.- Cuerpo arrastrado en plano inclinado rugoso

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6.- Cuerpos en contacto empujados en superficie lisa

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7.- Cuerpo apoyado en superficie rugosa y conectado por una cuerda a otro cuerpo suspendido.

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Tipos de apoyos y sus reacciones

1.- Superficiales1.1.- Apoyo en superficie lisa: Reacción perpendicular a la superficie.

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1.2.- Apoyo en superficie rugosas: Reacción en dirección desconocida, se asumen sentidos arbitrarios Rx e Ry.

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2.- Apoyo fijo o bisagra y sus reacciones: Reacción en dirección desconocida, se asumen sentidos arbitrarios Rx e Ry.

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3.- Apoyo móvil o de rodillos o y sus reacciones: Reacción en dirección conocida, perpendicular a la superficie.

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4.- Apoyo empotrado y sus reacciones: Reacción en dirección desconocida, se asumen sentidos arbitrarios Rx, Ry; y momento reaccionante desconocido.

Ejemplo de apoyo móvil y bisagra

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 Siempre que un objeto se mueve sobre una superficie o en un medio viscoso, hay una resistencia al movimiento debido a la interacción del objeto con sus alrededores. Dicha resistencia recibe el nombre de fuerza de fricción.

Fuerza de Fricción

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Las fuerzas de fricción son importantes en la vida cotidiana. Nos permiten caminar y correr. Toda fuerza de fricción se opone a la dirección del movimiento relativo. Empíricamente se ha establecido que la fuerza de fricción cinética es proporcional a la fuerza normal N, siendo k la constante de proporcionalidad, esto es, f = N

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Para ilustrar las fuerzas de fricción, suponga que intenta mover un pesado mueble sobre el piso. Ud. empuja cada vez con más fuerza hasta que el mueble parece "liberarse" para en seguida moverse con relativa facilidad.

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Llamemos f a la fuerza de fricción, F a la fuerza que se aplica al mueble, mg a su peso y N a la fuerza normal (que el piso ejerce sobre el mueble).

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La relación entre la fuerza F que se aplica y la fuerza de fricción puede representarse mediante el siguiente grafico:

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Aumentemos desde cero la fuerza F aplicada. Mientras ésta se mantenga menor que cierto valor

, cuyo significado se explica más abajo, el pesado mueble no se mueve y la fuerza de roce entre las patas del mueble y el piso es exactamente igual a la fuerza F aplicada. Estamos en la denominada "zona estática", en que f = F. Si continuamos aumentando la fuerza F alcanzaremos la situación en que f =

la máxima fuerza de fricción estática y el mueble parecerá "liberarse"

N

N

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empezando a moverse, pero esta vez con una fuerza de fricción llamada cinética y cuya relación con la fuerza normal es

fk = N (zona cinética)Donde es el coeficiente de roce cinético, que debe distinguirse del coeficiente de roce estático

mencionado mas arriba.

se obtiene encontrando el cuociente entre la máxima fuerza de roce (condición a punto de resbalar) y la fuerza normal. De ahí que nos entrega el valor máximo de la fuerza de roce estático.

N

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