Equilibrio de Partículas
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Questions and Answers

¿Qué paso es crucial al enfrentarse a problemas que involucran condiciones de carga mínima y máxima para asegurar una resolución correcta?

  • Aplicar la condición de carga mínima a todos los vectores para asegurar la estabilidad del sistema.
  • Ignorar las condiciones de carga máxima hasta el final del problema para evitar confusiones.
  • Condicionar no más de un vector bajo carga máxima a la vez durante la resolución del sistema. (correct)
  • Condicionar todos los vectores bajo carga máxima simultáneamente para simplificar el sistema de ecuaciones.

En un problema de equilibrio de partículas con múltiples diagramas de cuerpo libre, ¿cómo actúan las fuerzas que aparecen en diagramas contiguos?

  • Actúan en direcciones opuestas en cada diagrama, manteniendo el equilibrio de interacción. (correct)
  • Actúan en la misma dirección en ambos diagramas.
  • No interactúan entre los diagramas contiguos.
  • Su dirección es aleatoria y depende del material del cuerpo.

Al abordar un problema de equilibrio donde se busca el peso máximo de un objeto suspendido sin exceder la tensión de una cuerda, ¿cuál es el punto de inicio recomendado para el análisis?

  • El punto más alejado del punto de interés (el peso del objeto). (correct)
  • El punto de interés donde se aplica el peso.
  • Un punto aleatorio en el sistema para una visión general.
  • El punto más cercano al peso del objeto para simplificar los cálculos.

En un sistema de equilibrio con una cuerda sometida a una tensión máxima conocida, si el análisis revela tensiones calculadas menores al límite, ¿qué se puede concluir?

<p>El diseño es seguro, ya que las tensiones están dentro del límite permitido. (D)</p> Signup and view all the answers

En un sistema de pesos conectados por cables y una polea ideal, donde se busca determinar el peso máximo en un punto (A) sin exceder la tensión máxima en el cable AB, ¿qué principio se aplica para resolver el problema?

<p>Ecuaciones de equilibrio estático, considerando la máxima tensión admisible en el cable AB. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el paso crucial inmediatamente después de rotular todas las fuerzas que actúan sobre una partícula en equilibrio?

<p>Resolver las fuerzas en componentes cartesianas. (C)</p> Signup and view all the answers

Después de resolver las fuerzas en componentes cartesianas, ¿cuál es el siguiente paso esencial para determinar el equilibrio de una partícula?

<p>Escribir las ecuaciones de equilibrio. (D)</p> Signup and view all the answers

En un problema de equilibrio de partículas, después plantear las ecuaciones, ¿cuál es la acción subsiguiente para hallar las soluciones deseadas?

<p>Resolver las ecuaciones para las incógnitas. (B)</p> Signup and view all the answers

En un problema de carga máxima, una vez elegido un punto para comenzar el análisis, ¿qué paso se debe realizar a continuación?

<p>Dibujar el diagrama de cuerpo libre y resolver para las incógnitas. (D)</p> Signup and view all the answers

En un problema de carga máxima, después de dibujar el diagrama de cuerpo libre inicial y resolver para las incógnitas, ¿qué miembro se debe seleccionar a continuación?

<p>El miembro bajo carga máxima. (C)</p> Signup and view all the answers

Después de seleccionar el miembro bajo carga máxima, ¿qué paso es fundamental para determinar las fuerzas y tensiones en dicho miembro?

<p>Escribir las ecuaciones de equilibrio y resolver. (A)</p> Signup and view all the answers

En problemas con múltiples diagramas de cuerpo libre, ¿cómo se relacionan las fuerzas que aparecen en diagramas contiguos?

<p>Actúan en direcciones opuestas. (D)</p> Signup and view all the answers

En un problema que involucra múltiples diagramas de cuerpo libre, después de analizar un diagrama, ¿qué paso se debe repetir hasta encontrar todas las incógnitas?

<p>Repetir el proceso de dibujar el diagrama y resolver las ecuaciones de equilibrio. (A)</p> Signup and view all the answers

Cul de las siguientes condiciones no es necesaria para que una partcula est en equilibrio?

<p>Que la suma de los momentos alrededor de cualquier punto sea cero. (B)</p> Signup and view all the answers

En un diagrama de cuerpo libre, qu representan las fuerzas en cables o cuerdas ideales?

<p>Tensin (B)</p> Signup and view all the answers

Al resolver un problema de equilibrio de partculas en 2D, cuntas ecuaciones de equilibrio independientes se pueden plantear?

<p>2 (C)</p> Signup and view all the answers

Por qu en el anlisis de equilibrio de partculas se ignora el tamao del cuerpo?

<p>Porque se asume que las partculas no pueden rotar. (B)</p> Signup and view all the answers

Si una fuerza acta sobre una partcula formando un ngulo con el eje x, cmo se representa esta fuerza en el diagrama de cuerpo libre?

<p>Como dos componentes, una en el eje x y otra en el eje y. (A)</p> Signup and view all the answers

En un sistema de equilibrio de partculas, un cable est conectado a una pared y tira de una partcula con una fuerza de $100 N$ a un ngulo de 30 con la horizontal. Cul es la magnitud de la componente horizontal de la fuerza ejercida por el cable sobre la partcula?

<p>$86.6 N$ (B)</p> Signup and view all the answers

Tres cuerdas estn atadas a un punto en el espacio. Una cuerda tira con una fuerza de 50 N en la direccin positiva del eje x, otra con una fuerza de 80 N en la direccin positiva del eje y. Qu fuerza debe ejercer la tercera cuerda para que el punto est en equilibrio?

<p>Una fuerza de 50 N en la direccin negativa del eje x y 80 N en la direccin negativa del eje y. (B)</p> Signup and view all the answers

Cul es el primer paso fundamental al abordar un problema de equilibrio de partculas?

<p>Dibujar el diagrama de cuerpo libre. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Fuerzas en diagramas contiguos

Cuando se tienen múltiples diagramas de cuerpo libre, las fuerzas que interactúan entre diagramas contiguos actúan en direcciones opuestas.

Condición de carga máxima

En problemas con condiciones de carga máxima y mínima, no se debe condicionar más de un vector bajo carga máxima a la vez.

Selección del punto de inicio

Selecciona el punto de inicio en un sistema de equilibrio, generalmente el más alejado del punto de interés.

Tensiones desconocidas

Si tienes 3 incógnitas y te dan una tensión máxima, puedes resolver para las tensiones restantes.

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Tensión vs. Peso

En un sistema de pesos y poleas ideales, la tensión en el cable está relacionada con el peso soportado.

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¿Qué es el equilibrio?

Estado en el que una partícula no se mueve, con todas las fuerzas balanceadas.

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Ecuaciones de equilibrio

En 2D, la suma de las fuerzas en el eje x debe ser cero y la suma de fuerzas en el eje y debe ser cero. En 3D, también se incluye el eje z.

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¿Qué es un Diagrama de Cuerpo Libre (DCL)?

Diagrama que muestra una partícula aislada y todas las fuerzas que actúan sobre ella.

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¿Pasos para resolver problemas de equilibrio?

  1. Dibujar el esquema. 2. Seleccionar el punto de interés. 3. Aislarlo. 4. Dibujar las fuerzas. 5. Rotular. 6. Resolver componentes. 7. Escribir ecuaciones. 8. Resolver.
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Fuerzas en cables

Cuerdas, cables y cadenas solo pueden resistir tensión (tracción) y no compresión.

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¿Por qué descomponer fuerzas?

Expresar fuerzas angulares en componentes x e y para facilitar el cálculo del equilibrio.

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Propósito del Diagrama de Cuerpo Libre

Una representación gráfica de un objeto aislado con todas las fuerzas externas que actúan sobre él.

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Dirección de las componentes

Si la fuerza en ángulo se aleja del punto, las componentes se alejan. Si la fuerza se acerca, lo mismo ocurre con las componentes.

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¿Qué se hace en el Paso 5?

Representar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en un diagrama.

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¿Qué implica 'resolver fuerzas'?

Descomponer cada fuerza en sus componentes horizontal (x) y vertical (y).

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¿Qué son las 'ecuaciones de equilibrio'?

Sumar las fuerzas en cada dirección (x e y) e igualarlas a cero para asegurar que el cuerpo está en reposo.

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¿Qué se hace después de plantear las ecuaciones?

Usar las ecuaciones de equilibrio para encontrar los valores de las fuerzas o ángulos desconocidos.

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¿Qué es un diagrama de cuerpo libre?

Dibujar un diagrama que muestre el cuerpo aislado y todas las fuerzas que actúan sobre él.

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¿Qué es 'miembro bajo carga máxima'?

Elegir el punto o conexión donde la carga es mayor.

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¿Cómo interactúan las fuerzas entre cuerpos?

En problemas con múltiples cuerpos, las fuerzas entre cuerpos adyacentes son iguales en magnitud pero opuestas en dirección.

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¿Cuál es el primer paso en problemas de carga máxima?

Seleccionar un punto de inicio y dibujar un DCL para encontrar las fuerzas desconocidas

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Study Notes

Introducción al Equilibrio de Partículas

  • Se discute el equilibrio de una partícula pequeña, donde su tamaño no influye en el equilibrio.
  • No hay rotación en análisis de partículas infinitesimales.
  • Equilibrio es cuando una partícula o cuerpo no se mueve y todas las fuerzas están balanceadas.

Equilibrio y Fuerzas Balanceadas

  • Pequeña partícula esta equilibrada, por otro lado una más grande el tamaño afecta al equilibrio y podrian causar rotaciones.
  • Fuerzas balanceadas implica que la suma vectorial de las componentes en cada eje cartesiano es cero:
    • ΣFx = 0: suma de componentes en el eje î.
    • ΣFy = 0: suma de componentes en el eje ĵ.
    • ΣFz = 0: suma de componentes en el eje k.
  • Generalmente se tienen múltiples ecuaciones: tres en el espacio y dos en el plano.
  • Ecuaciones en 2D: ΣFx = 0, ΣFy = 0.
  • Ecuaciones en 3D: ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣFz = 0.
  • Solo se usan estas ecuaciones al hablar de partículas; el equilibrio de cuerpos más grandes incluye torques y momentos.

Diagrama de Cuerpo Libre

  • Procedimiento iniciales del concepto.
  • Dibujar un esquema de las fuerzas que actúan, verificando que se consideren todas.
  • Determinar y aislar el punto de interés para observar las fuerzas.
  • Dibujar el sistema en equilibrio, recordando que cuerdas, cables y cadenas siempre están en tensión y no soportan compresión.
  • Rotular todos los elementos en el diagrama de cuerpo libre.
  • Resolver las fuerzas con ángulo en componentes cartesianas.
  • Componentes cartesianas se alejan del punto si la fuerza en ángulo también se aleja, y viceversa.
  • Escribir las ecuaciones de equilibrio: ΣFx = 0, ΣFy = 0.
  • Resolver las fuerzas desconocidas usando las ecuaciones de equilibrio.

Ejemplo de Solución de Sistema

  • Pasos 1-4: Determinar el punto de interés, aislar el cuerpo, y agregar las fuerzas.
  • Paso 5: Rotular las fuerzas.
  • Paso 6: Resolver las fuerzas en componentes cartesianas.
  • Paso 7: Escribir las ecuaciones de equilibrio para cada eje (x e y).
  • Paso 8: Resolver las incógnitas obtenidas de las ecuaciones.

Problemas de Equilibrio de Fuerzas Coplanares

  • Procedimiento recomendado:
    • Establecer los ejes x e y en cualquier orientación.
    • Marcar las magnitudes y direcciones conocidas y desconocidas en el diagrama.
    • Suponer el sentido de una fuerza con magnitud desconocida.
  • Aplicar las ecuaciones de equilibrio ΣFx = 0 y ΣFy = 0.
  • Componentes son positivas si van a lo largo de un eje positivo, y negativas si van a lo largo de un eje negativo.
  • Si hay resortes, aplicar F = ks para relacionar fuerza y deformación.
  • Un resultado negativo indica que el sentido de la fuerza es inverso al mostrado en el diagrama.

Problemas de Carga Máxima

  • Consideraciones:
    • Paso 1: Elegir un punto para empezar, dibujar el diagrama de cuerpo libre y resolver para las incógnitas.
    • Paso 2: Elegir un miembro bajo carga máxima.
    • Paso 3: Escribir y resolver las ecuaciones de equilibrio.
    • Paso 4: Si hay múltiples diagramas de cuerpo libre, dibujar el contiguo, notando que las fuerzas en diagramas contiguos actúan en direcciones opuestas debido al equilibrio.
    • Paso 5: Escribir y resolver las ecuaciones de equilibrio.
    • Paso 6: Repetir el proceso hasta encontrar todas las incógnitas.
  • Recomendación: No condicionar más de un vector bajo carga máxima a la vez.

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Introducción al equilibrio de partículas donde el tamaño es irrelevante. El equilibrio se da cuando la partícula no se mueve y las fuerzas están balanceadas. Las ecuaciones de equilibrio implican que la suma de las componentes vectoriales en cada eje cartesiano es cero.

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