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2E Tarea # 4: Organizador Gráfico Equilibrio de una Partícula

El texto aborda diversos conceptos y principios fundamentales en el estudio de las estructuras y las fuerzas en física. Se mencionan las estructuras hipostáticas, isostáticas e hiperestáticas, destacando la importancia de las ligaduras en el análisis de estas estructuras.

2E Tarea # 4: Organizador Gráfico Equilibrio de una Partícula

Bibliografía

Martín, T. & Serrano, A. (2018). Fuerzas internas y externas. marzo 01, 2020, de Universidad Politécnica de Madrid (UPM) Sitio web: http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/dinamsist/fintext.html

Borges, Y. (2016). Fuerza de tensión. marzo 01, 2020, de Prezi Sitio web: https://prezi.com/zgdq8jt893zp/fuerza-de-tension/

Martínez, M. (2013). Estructuras hipostáticas, isostáticas e hiperestáticas. marzo 01, 2020, de Prezi Sitio web: https://prezi.com/8ye9ljgnv2qh/estructuras-hipostaticas-isostaticas-e-hiperestaticas/

Querelle, C.. (2015). Sistema de fuerzas. marzo 01, 2020, de Profesorenlinea Sitio web: https://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerzas_sistemas.html

2E Tarea # 4: Organizador Gráfico Equilibrio de una Partícula

Marco de referencia inercial.

Son los marcos de referencia a los que se deben acatar las leyes de Newton, son los límites de la ley. No existe un marco de referencia único pues varía según el observador.

Cuerda

Se analiza como un vector.
Se usa generalmente para atar o sujetar cosas.
Es uno de los medios por el cual se puede trasmitir una fuerza de tensión, normalmente es un objeto delgado, muy alargado y flexible, hecho de hilos o fibras torcidos o entrelazados.

Resorte

¿Cómo se calculan fuerzas?
X0: se refiere a la longitud del muelle sin tener que aplicar alguna fuerza.
K: es la constante elástica del resorte y ésta se relaciona con la fuerza y el alargamiento. ...
F: equivale al módulo de la fuerza que se le aplicará al resorte.
F=k*(X-X0)
Sirve para almacenar energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan las fuerzas o la tensión a las que es sometido.
Pieza elástica dispuesta en espiral, generalmente de metal, que se usa en ciertos mecanismos por la fuerza que desarrolla al recobrar su posición natural después de haber sido deformada

Fuerza.

Procedimiento para analizar y determinar fuerzas tridimensionales en equilibrio.
Se procede de la misma manera que un coplanar solo que en este caso se usan 3 ejes. Se intenta llevar todos los vectores a su forma cartesiana {i+j+k} y de ahí se iguala a 0 la suma de todos los vectores.
Procedimiento para analizar y determinar fuerzas coplanares en equilibrio.
∑Fx = ∑Ma = 0 Esta forma indica que la suma algebraica de las componentes según cualquier eje y la suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas respecto a un punto es cero (el punto debe estar en el plano de las fuerzas y la línea que lo une en la intersección de las fuerzas, debe ser inclinado al eje tomado).
Las fuerzas coplanares, se encuentran en un mismo plano y en 2 ejes
Sistema de fuerzas.
Cuando existe más de una fuerza tenemos lo que se denomina un Sistema de Fuerzas. Cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, siempre es posible sustituirlas por una única fuerza capaz de producir el mismo efecto.
Tipos de fuerza
fuerza de tensión

Es la fuerza que ejerce cualquier cuerda o cable sobre un cuerpo. Su dirección es paralela a la cuerda y su sentido es desde el cuerpo hacia la cuerda.

fuerza normal

La fuerza normal es la fuerza que las superficies ejercen para prevenir que los objetos sólidos se atraviesen entre sí.

fuerza de fricción

la oposición al movimiento de los cuerpos y se da en todos los medios conocidos (sólidos, líquidos y gaseosos). Atendiendo a que las superficie de los cuerpos en contacto no son idealmentelisas.

fuerzas de campo

Son aquellas que no implican contacto físico entre dos objetos, pero que actúan a través del espacio vacío.

fuerzas de cuerpo

Son las fuerzas que le mismo cuerpo posee como puede ser la fuerza que ejercen sus partículas con el fin de no ser deformadas.

fuerzas internas

Las fuerzas internas representan la interacción mutua de las partículas del sistema.

fuerzas externas

Las fuerzas externas representan la interacción del sistema con el exterior del mismo.

fuerzas paralelas

Fuerzas paralelas de distinto sentido

Fuerzas paralelas de igual sentido

son aquellas que actúan sobre un cuerpo rígido con sus líneas de acción en forma paralela. Existen 2 tipos de fuerzas paralelas:

Fuerzas concurrentes

Decimos que dos o más fuerzas son concurrentes cuando la dirección de sus vectores o sus prolongaciones se cortan en un punto.

Línea de acción de una fuerza.
La línea de acción es una línea infinita a lo largo de la cual actúa la fuerza.

Tipo de contacto

Son fuerzas de interacción por contacto:,la fuerza normal, empuje, tensión, rozamiento, elástica, etc.

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Los cuerpos deben estar en contacto (tocándose) para ejercerlas y para recibir su efecto. Por ejemplo: cuando nos apoyamos en una pared, empujamos un banco, escribimos, pateamos una pelota, nos colgamos de una soga, etc.

Acción sobre el cuerpo que se aísla.

Cuando se considera la fuerza de acción sobre uno de los dos cuerpos se aísla mentalmente de su correspondiente reacción. Éste es el procedimiento característico de la dinámica de un solo cuerpo.

Isostaticidad

Son estructuras que pueden ser analizadas mediante los principios de la estática; la supresión de cualquiera de sus ligaduras, conduce al colapso. También llamadas estructuras estáticamente determinadas.

Hiperestaticidad

Una estructura es hiperestática o estáticamente indeterminada cuando está en equilibrio pero las ecuaciones de la estática resultan insuficientes para determinar todas las fuerzas internas o las reacciones.

Ligaduras

Las condiciones que restringen la variedad de movimientos posibles de una partícula o de las partículas que constituyen un sistema de partículas.

Origen de la fuerza

Es un punto hipotético que ayuda a marcar donde inician las fuerzas, con practicidad se toma del punto de donde salgan más vectores.

Leyes del movimiento de Newton.

Ley de acción y reacción. Para cada acción existe una reacción igual y opuesta
Ley de aceleración o ley de fuerza. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve
Ley de la inercia. Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él

Superficies lisas y rugosas.

Superficies rugosas. Son planos en donde se genera mucha fricción porque para deslizar un cuerpo se necesita mucha fuerza.
Superficies lisas. Son planos en donde se genera poca fricción gracias a que no presenta impedimento al rozar con un cuerpo.

Cable

Como un vector.
Para unir fuerzas y así generar un efecto de tracción.
Es una máquina simple, que genera tensión.

Polea

¿Cómo se analizan?
Se analiza como una palanca de primer grado, en la que la fuerza F, y la resistencia R se aplican a la misma distancia del eje.

F=R

¿Para qué sirve?
Para transmitir una fuerza y reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
¿Qué es?
Es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción.

Aislamiento de un Sistema Mecánico.

Tomar un solo cuerpo de un sistema y expresarla en un diagrama de sólido libre mostrando todas las fuerzas.
Sistema Mecánico. Un cuerpo o conjunto de cuerpos que puede aislarse de los demás cuerpos.

Equilibrio estático de una partícula.

Es un estado en que se encuentra una partícula cuando las fuerzas externas que actúan sobre ellas se encuentran anuladas entre sí.

Particula.

Un pequeño objeto al cual pueden ser atribuidas varias propiedades físicas y químicas, con el fin de hacer más práctico el análisis y cálculos.

Diagrama de cuerpo libre

Un diagrama de cuerpo libre muestra a un cuerpo aislado con todas las fuerzas (en forma de vectores) que actúan sobre él. No aparecen los pares de reacción, ya que los mismos están aplicados siempre en el otro cuerpo.