Condiciones de equilibrio

Las condiciones de equilibrio son las leyes que rigen la estática. La estática es la ciencia que estudia las fuerzas en equilibrio.

Mencionaremos que un sistema está en equilibrio una vez que los cuerpos que lo conforman permanecen en reposo, o sea, sin desplazamiento. Las fuerzas que se usan sobre un cuerpo tienen 3 posibilidades:

  • Angulares: 2 fuerzas se plantea que son angulares, una vez que trabajan sobre un mismo punto conformando un ángulo.
  • Colineales: 2 fuerzas son colineales una vez que la recta de acción es la misma, aun cuando las fuerzas tienen la posibilidad de estar en la misma dirección o en direcciones opuestas.
  • Paralelas: 2 fuerzas son paralelas una vez que sus direcciones son paralelas, o sea, las rectas de acción son paralelas, logrando además aplicarse en la misma dirección o en sentido opuesto.

A nuestro entorno tenemos la posibilidad de descubrir varios cuerpos que se hallan en equilibrio. La especificación física para que esto ocurra se debería a las condiciones de equilibrio:

Condición de equilibrio: Primera condición de equilibrio

Mencionaremos que un cuerpo está en equilibrio de traslación una vez que la fuerza resultante de cada una de las fuerzas que trabajan sobre él es nula: ∑F=0

A partir de la perspectiva matemática, en la situación de fuerzas coplanarias, se tiene que consumar que la suma aritmética de las fuerzas o de sus elementos que permanecen en la dirección positiva del eje X sea igual a los elementos de las que permanecen en la dirección negativa. De manera análoga, la suma aritmética de los elementos que permanecen en la dirección positiva del eje Y tiene que ser igual a los elementos que se hallan en la dirección negativa:

Sin embargo, a partir de la perspectiva geométrico, se tiene que llevar a cabo que las fuerzas que trabajan sobre un cuerpo en equilibrio poseen un gráfico con forma de polígono cerrado; debido a que en el gráfico de las fuerzas, los principios de cada fuerza se representa desde el extremo de la fuerza anterior, tal y como tenemos la posibilidad de mirar en la siguiente imagen.

El realizado de que su gráfico corresponda a un polígono cerrado verifica que la fuerza resultante sea nula, debido a que los principios de la primera fuerza coincide con el extremo de la última.

Condiciones de equilibrio: Segunda condición de equilibrio

Sin embargo, mencionaremos que un cuerpo está en equilibrio de rotación una vez que la suma de cada una de las fuerzas que se ejercen en él en relación a cualquier punto es nula. O sea, una vez que la suma de los instantes de torsión es cero.

En esta situación, a partir de la perspectiva matemático, y en la situación anterior en el cual las fuerzas son coplanarias; se tiene que consumar que la suma de los instantes o fuerzas asociados a las rotaciones anti horarias (en el sentido opuesto de las agujas del reloj), tiene que ser igual a la suma aritmética de los instantes o fuerzas que permanecen asociados a las rotaciones horarias (en el sentido de las agujas del reloj).

Un cuerpo está en equilibrio traslacional y rotacional una vez que se verifiquen de manera simultánea ambas condiciones de equilibrio.

Estas condiciones de equilibrio se transforman, gracias al álgebra vectorial, en un sistema de ecuaciones cuya solución va a ser la solución de la condición del equilibrio.

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