Grupo #1 (Fisica)

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  • 8/18/2019 Grupo #1 (Fisica).

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    GRUPO #1 ndiciones de equilibrio y centro de gravedad.

    Objetos rígidos en equilibrio estático.

    uer!o" deoraci$n y $dulos de elasticidad

    %ísica &

    1

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    &'(RO)UCC&O' * continuaci$n" e+,ondreos en este inore todo lo relacionado con los teas descritos anterior ente" desde su conce,to" condiciones" clasi-caci$n y eje,los. Este trabajo está eco con el -n de un ejor entendiiento sobre estos

    i,ortantes teas que abarca ucas situaciones de nuestra vida.

    /

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    E0U&&2R&O

    Un s$lido se encuentra en equilibrio estable cuando todas aquellas uer!as que act3an sobre 4l no odi-can su estado de re,oso" ,or lo que su resultante y el oento de

    las uer!as deben ser nulos. 5i un s$lido que está soetido a dos uer!as ,eranece en equlibrio" ello indica que dicas uer!as tienen el iso $dulo"

    igual direcci$n y son de sentido contrario.Por eje,lo" si se sus,ende un s6lido de un solo ,unto" dico s$lido ,eranecerá en equilibrio ,or el eecto de dos uer!as7 5u ,eso" que se a,lica sobre su centro de gravedad 8c.d.g9 " y la uer!a de reacci$n

    :

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    %

    P

    . %;

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    CO')&C&O'E5 )E

    E0U&&2R&O

    Priera condici$n de equilibrio7 a sua

    algebraica de las uer!as a,licadas a un cuer,o en una direcci$n cualquiera es igual a cero.

    5egunda condici$n de equilibrio7 a suaalgebraica de las torcas a,licadas a un cuer,o con res,ecto a un eje cualquiera ,er,endicular al ,lano que los contiene es igual a cero.

    >

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    C*5E5 )E

    E0U&&2R&O

    E+isten en la ísica tres clases de equilibrio7 Estable" inestable e indierente. Cada uno de estos" será e+,licado

    breveente a continuaci$n.

    ?

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    E0U&&2R&O

    E5(*2E El equilibrio es estable si el cuer,o" siendo

    a,artado de su ,osici$nde equilibrio" vuelve al ,uesto que antes tenía" ,or eecto de la gravedad. En este caso el centro de gravedad está debajo del ,unto de sus,ensi$n.

    Eje,lo7 El ,4ndulo" una

    @

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    E0U&&2R&O

    &'E5(*2E El equilibrio es inestable si el cuer,o" siendo a,artado de su ,osici$n de equilibrio" se aleja ,or eecto de la gravedad. En este caso

    el centro de gravedad está ás arriba del ,unto o eje de sus,ensi$n.

    Eje,lo7 Un bast$n

    A

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    E0U&&2R&O

    &')&%ERE'(E

    El equilibrio es

    indierente si el cuer,o siendo ovido" queda en equilibrio en cualquier ,osici$n. En este caso el centro de gravedad coincide con el ,unto de sus,ensi$n.

    Eje,lo7 Una rueda en

    su eje.

    B

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    PREGU'(*

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    POR EEPO" si7

     a ; 1 ,ie b ; = ,ies  c ; A ,ies   ; 1 lb  ' ; / lb  P ; = lb   CG ; 8a H b' H CP9 I 8 H ' H P9

    CG ; 81 J 1 H = J / H A J =9 I 81 H / H =9 CG ; =1I@

    CG ; >.B ,ies desde el ,unto cero

    El CG a,ro+iado se uestra en lailustraci$n.

    11

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    1/

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    Un cuer,o elástico es aquel que regresa a su

    forma original después de una deformación

    reversible cuando se encuentra sujeto a la

    acción de fuerzas exteriores y recupera la

    forma original si estas fuerzas exteriores se

    eliminan.

    ero de-nireos el conce,t

    de Elasticidad.

    Banda de

    oma Balón

    de

    1:

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    Esuer!o

     Esuer!o: es la magnitud de la fuerza por unidad de rea que causa la deformación de los cuerpos

     )eoraci$n: !s el cambio que sufre el cuerpo por acción del esfuerzo

     "i el esfuerzo y la deformación son peque#os$ entonces sern directamente proporcionales y la constante de proporcionalidad  recibe el

    nombre de $dulo de elasticidad

    1=

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    Esuer!o y deoraci$n

    !sfuerzo se re%ere a la causa de una deformación$ y deformación se re%ere al efecto del esfuerzo.

     x 

    %

    &a fuerza descendente F causa el desplazamiento x.

    'or tanto$ el esfuerzo  es la fuerza( la deformación  es la

    distancia que se alargó el

    1>

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    os de Esuer!os

    Un esfuerzo de tensión  ocurre cuando fuerzas iguales y opuestas se

    dirigen alejndosemutuamente.

    Un esfuerzo de compresión ocurre cuando fuerzas iguales y opuestas se dirigen una )acia la otra.

    F

    *  +ensión

    F

    *

    ,ompresión

    1?

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    Keáoslo de otra

    ora Esfuerzo ; %I* 8 'I/9 Ecuaci$n

    el resultado será un cabio en la longitud el iso

    5i  o  es la longitud original del cuer,o y  su

    longitud des,u4s de a,licar el esuer!o" el alargaiento ,roducido será M ;  < 

    o  

    si MNF No uer!a de

    1@

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    &ey de -ooe

    F = -kx F = -kx 

    La constante de resorte k es una propiedad del resorte dada por:

     x 

    m

    Cono!caos un ,oco

    as 

    Cuando un resorte se estira, hay una fuerza restauradora que es proporcional al

    desplazamiento.

    1A

     F  k 

     x

    ∆ =

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    )eoraci$n

     

    Una ecuación para el alargamiento resultante puede ser:

    1B

     L  Ln Deformació   ∆=

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    $dulos de elasticidad!l $dulo de elasticidad es la medida de

    la tenacidad y rigidez del material del

    resorte$ o su capacidad elstica. 0ientras

    mayor el valor 1$dulo2$ ms r3gido el

    material. 4 la inversa$ los materiales con

    valores bajos son ms fciles de doblar bajo

    carga.

    /F

    ndeformació

    esfuerzo d elasticidade Módulo   =

    /1

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    !sfuerzo es la razón de una fuerza aplicada

    F al rea 4 sobre la que act5a:

    6eformación  es el cambio relativo en las

    dimensiones o forma de un cuerpo como resultado de un esfuerzo aplicado.

    F  Esfuerzo

      =

    Resuen de las

    de-niciones

    !l $dulo de elasticidad es la medida de rigidez

    del material$ o su capacidad elstica. 0ientras mayor el valor 1$dulo2$ ms r3gido el material.

    /1

    22  o Pa : in

    lb

    m

     N   Unidades   =

    ndeformació

    esfuerzo d elasticidade Módulo   =

    m10

    m0.00308 =

    ∆ =

     L

     L n Deformació

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    EERC&C&O5 RE5UE(O5

    77

    /:

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    Eje,lo . 8Esuer!o9 Un alambre de acero de 89 m de largo y 7

    mm de dimetro se une al tec)o y a su

    extremo se une un peso de 799 . ;,ul es el esfuerzo aplicado<

    & 4

    4 F

    'rimero encuentre el rea

    del alambre:

      = >.8? x 89@ A m7

    ?.:@ + 1F @

     Pa

    /:

    2 2(0.002 m)

    4 4

     D  A

      π π   = =

    26 m10x3.14

     N200 −

    ==

     A

     F   Esfuerzo

    /

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    Eje,lo. 8)eoraci$n9 Un alambre de acero de 89 m se estira >.9 mm  debido a la carga de 799 . ;,ul es la deformación longitudinal<

    &

    &

    6ado: & = 89 m( ∆& = >.9mm

    :.FA + 1F

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    Eje,lo. 8odulo de Elasticidad9

    !n el ejemplo anterior$ el esfuerzo  aplicado al alambre de acero fue A.>C x 89C  'a

     

    y la deformación  fue >.9 x 89@?.

    !ncuentre el módulo de elasticidad para el acero.

    &

    &

    /F@ + 1FB 

    Pa

    /F@ + 1FB 

    Pa

    />

    4

    7

    1008.3

    Pa106.37

    ×

    × ==

    ndeformació

    esfuerzo