Ejercicios Resueltos

Ejercicios de Momento de una Fuerza y de Equilibrio de
cuerpos sólidos
Un plomero aficionado, que no puede aflojar una junta, ensarta un tramo de

tubo en el mango de su llave de tuercas y aplica todo su peso de 900 N al
extremo del tubo parándose sobre él. La distancia del centro de la junta al
punto donde actúa el peso es de 0.80 m, y el mango y el tubo forman un ángulo
de 19° con la horizontal (figura 10.5a). Calcule la magnitud y la dirección de la
torca que el plomero aplica en torno al centro de la junta.
a) Un plomero aficionado trata de aflojar una junta parándose en una extensión
del mango de la llave de tuercas. b) Diagrama vectorial para calcular la torca
con respecto a O
Distribución del peso de un automóvil.
Una revista especializada informa que cierto automóvil deportivo tiene el 53%
de su peso sobre las ruedas delanteras y el 47% sobre las traseras, con una
distancia entre ejes de 2.46 m. Esto implica que la fuerza normal total sobre las
ruedas delanteras es de 0.53w, y sobre las traseras, de 0.47w, donde w es el
peso total. Al espacio entre el eje delantero y el eje trasero se llama distancia
entre ejes. ¿Qué tan adelante del eje trasero está el centro de gravedad del
automóvil?
SOLUCIÓN
SOLUCION.
IDENTIFICAR: Podemos usar las
dos condiciones de equilibrio,
pues se supone que el auto está
en reposo. Las condiciones
también se aplican cuando el
vehículo avanza en línea recta
con rapidez constante, porque la
fuerza y la torca total que actúan
sobre el auto también son cero en
esa situación. La incógnita es la
coordenada del centro de
gravedad del auto.
PLANTEAR: La figura 11.8
muestra nuestro diagrama de
cuerpo libre del auto, junto con los
ejes x y y; nuestra convención para las torcas antihorario serán positivos.
Dibujamos el peso w como si actuara sobre el centro de gravedad, y la
distancia que buscamos es Lcg. Éste es el brazo de palanca del peso con
respecto al eje trasero R, así que es razonable tomar las torcas con respecto a
R. Observe que la torca debida al peso es negativo porque tiende a causar una
rotación horario alrededor de R. La torca debido a la fuerza normal hacia arriba
que actúa sobre el eje delantero F es positivo porque tiende a causar una
rotación antihorario alrededor de R.
Rescate heroico
Sir Lancelot está tratando de rescatar a Lady Elayne del Castillo von Doom
subiendo por una escalera uniforme de 5.0 m de longitud que pesa 180 N.
Lancelot, quien pesa 800 N, se detiene después de subir un tercio de la
escalera (figura 11.9a). La base de la escalera descansa en una cornisa de
piedra horizontal y se recarga al otro lado del foso en equilibrio contra una
pared vertical, que no tiene fricción a causa de una gruesa capa de musgo. La
escalera forma un ángulo de 53.1° con la horizontal, siendo así la hipotenusa
de un triángulo rectángulo 3-4-5. a) Calcule las fuerzas normal y de fricción que
actúan sobre la base de la escalera. b) Obtenga el coeficiente de fricción
estática mínimo que evita un deslizamiento en la base de la escalera. c)
Calcule la magnitud y la dirección de la fuerza de contacto que actúa sobre la
base de la escalera.
IDENTIFICAR: El sistema escalera-Lancelot es estacionario (en reposo), así que
podemos usar las dos condiciones de equilibrio, las cuales bastan para resolver el
inciso a). En el inciso b), también necesitaremos la relación dada en la sección 5.3
entre la fuerza de fricción estática,
el coeficiente de fricción estática y la fuerza normal. La fuerza de contacto que se pide
en el inciso c) es la suma vectorial de la fuerza normal y la fuerza de fricción que actúa
en la base de la escalera, que obtendremos en el inciso a).
PLANTEAR: La figura 11.9b muestra el diagrama de cuerpo libre del sistema
escalera-Lancelot. Elegimos las direcciones x y y como se muestra y tomamos las
torcas en sentido antihorario como positivas. La escalera que se describe es uniforme,
por lo que el centro de gravedad está en su centro geométrico. El peso de 800 N de
Lancelot actúa en un punto de la escalera situado a un tercio de la distancia entre la
base y la pared. La pared sin fricción sólo ejerce una fuerza normal nl sobre la parte
superior de la escalera. Las fuerzas en la base son la fuerza normal hacia arriba n2 y la
fuerza de fricción estática fs, que debe apuntar a la derecha para evitar un
deslizamiento; las magnitudes n2 y f son las incógnitas del inciso a).

Ejercicios Resueltos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Ejercicios Resueltos

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Ejercicios Resueltos

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Ejercicios de Momento de una Fuerza y de Equilibrio de

Un plomero aficionado, que no puede aflojar una junta, ensarta un tramo de

También podría gustarte