¿Cuáles son las tres condiciones de equilibrio en fisica?

Segunda condición de equilibrio

Decimos que un cuerpo rígido está en equilibrio cuando tanto su aceleración lineal como angular son nulas respecto a un marco de referencia inercial. Esto significa que un cuerpo en equilibrio puede estar en movimiento, pero si es así, sus velocidades lineal y angular deben ser constantes. Decimos que un cuerpo rígido está en equilibrio estático cuando está en reposo en nuestro marco de referencia seleccionado. Obsérvese que la distinción entre el estado de reposo y el estado de movimiento uniforme es artificial, es decir, un objeto puede estar en reposo en nuestro marco de referencia seleccionado, pero para un observador que se mueve a velocidad constante respecto a nuestro marco, el mismo objeto parece estar en movimiento uniforme con velocidad constante. Como el movimiento es relativo, lo que está en equilibrio estático para nosotros está en equilibrio dinámico para el observador en movimiento, y viceversa. Como las leyes de la física son idénticas para todos los marcos de referencia inerciales, en un marco de referencia inercial no hay distinción entre equilibrio estático y equilibrio.

Aquí, la suma es de todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo, donde m es su masa y [latex]{\mathbf{\overset{a}}[{\text{CM}}[/latex] es la aceleración lineal de su centro de masa (un concepto que discutimos en Momento Lineal y Colisiones sobre el momento lineal y las colisiones). En equilibrio, la aceleración lineal es cero. Si ponemos la aceleración a cero en la figura, obtenemos la siguiente ecuación:

¿Cuáles son las 3 condiciones de equilibrio?

Un cuerpo sólido sometido a tres fuerzas cuyas líneas de acción no son paralelas está en equilibrio si se dan las tres condiciones siguientes : Las líneas de acción son coplanarias (en el mismo plano) Las líneas de acción son convergentes (se cruzan en el mismo punto) La suma vectorial de estas fuerzas es igual al vector cero.

¿Cuáles son las condiciones de equilibrio en física?

Para que un objeto permanezca en equilibrio estático deben cumplirse dos condiciones de equilibrio. En primer lugar, la fuerza neta que actúa sobre el objeto debe ser nula. En segundo lugar, el par neto que actúa sobre el objeto también debe ser cero.

¿Cuántas condiciones de equilibrio hay?

Hay dos condiciones de equilibrio, la primera condición de equilibrio y la segunda condición de equilibrio.

Condición de equilibrio en mecánica

La segunda condición necesaria para alcanzar el equilibrio consiste en evitar la rotación acelerada (mantener una velocidad angular constante). Un cuerpo o sistema en rotación puede estar en equilibrio si su velocidad de rotación es constante y permanece inalterada por las fuerzas que actúan sobre él. Para entender qué factores afectan a la rotación, pensemos en lo que ocurre cuando se abre una puerta corriente girándola sobre sus bisagras.

Varios factores conocidos determinan la eficacia de la apertura de la puerta. Véase la figura 1. En primer lugar, cuanto mayor sea la fuerza, más eficaz será para abrir la puerta; obviamente, cuanto más fuerte se empuje, más rápidamente se abrirá la puerta. Además, el punto en el que se empuja es crucial. Si aplicas la fuerza demasiado cerca de las bisagras, la puerta se abrirá lentamente, si es que lo hace. La mayoría de las personas se han sentido avergonzadas al cometer este error y chocar con una puerta que no se abrió tan rápidamente como se esperaba. Por último, la dirección en la que se empuja también es importante. La dirección más eficaz es la perpendicular a la puerta: empujamos en esta dirección casi instintivamente.

2 condición de equilibrio

Un objeto en reposo sobre una superficie y el correspondiente diagrama de cuerpo libre que muestra las fuerzas que actúan sobre el objeto. La fuerza normal N es igual, opuesta y colineal a la fuerza gravitatoria mg por lo que la fuerza y el momento netos son nulos. En consecuencia, el objeto se encuentra en un estado de equilibrio mecánico estático.

En la mecánica clásica, una partícula está en equilibrio mecánico si la fuerza neta sobre esa partícula es cero[1]:  39 Por extensión, un sistema físico formado por muchas partes está en equilibrio mecánico si la fuerza neta sobre cada una de sus partes individuales es cero[1]:  45-46 [2]

Además de definir el equilibrio mecánico en términos de fuerza, hay muchas definiciones alternativas para el equilibrio mecánico que son todas equivalentes matemáticamente. En términos de momento, un sistema está en equilibrio si el momento de sus partes es constante. En términos de velocidad, el sistema está en equilibrio si la velocidad es constante. En un equilibrio mecánico rotacional, el momento angular del objeto se conserva y el par neto es cero[2]. De forma más general, en los sistemas conservativos, el equilibrio se establece en un punto del espacio de configuración en el que el gradiente de la energía potencial con respecto a las coordenadas generalizadas es cero.

Primera condición de los ejemplos de equilibrio

Para que un objeto esté en equilibrio, no debe experimentar ninguna aceleración. Esto significa que tanto la fuerza neta como el par neto sobre el objeto deben ser cero. Aquí discutiremos la primera condición, la de la fuerza neta cero.

A continuación, el coche está en equilibrio dinámico porque se mueve a velocidad constante. Hay fuerzas horizontales y verticales, pero la fuerza externa neta en cualquier dirección es cero. La fuerza aplicada entre los neumáticos y la carretera está equilibrada por la fricción del aire, y el peso del coche está soportado por las fuerzas normales, que aquí se muestran iguales para los cuatro neumáticos.

El balancín de un niño, mostrado en, es un ejemplo de equilibrio estático. Un objeto en equilibrio estático es aquel que no tiene aceleración en ninguna dirección. Aunque puede haber movimiento, éste es constante.

La fuerza neta que actúa sobre el objeto debe ser cero. Por lo tanto, todas las fuerzas se equilibran en cada dirección. Por ejemplo, un coche que se desplaza por una autopista a una velocidad constante está en equilibrio, ya que no se acelera en ninguna dirección hacia delante ni en la vertical. Matemáticamente, esto se expresa como \ (\mathrm{F_{net} = ma = 0}\).

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