Cómo resolver las fuerzas de tensión estáticas
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La ingeniería mecánica es el estudio del movimiento de los cuerpos en el mundo físico y sus interacciones mecánicas. Provee los principios básicos que describen estos movimientos e interacciones. La estática es el estudio de las fuerzas de un cuerpo con sus alrededores. Estas leyes fueron establecidas por Sir Isaac Newton en lo que se ha vuelto conocido como las leyes del movimiento de Newton. Newton publicó su trabajo en 1687. "El Principia" es la base de de las ingenierías mecánica, estática, dinámica y física Newtoniana.
Step 1
Define la convención positiva para el problema. Dibuja ejes "x" e "y" y especifica las direcciones positivas para ambos en cualquier momento.
Step 2
Dibuja un diagrama de cuerpo libre del sistema en cuestión contabilizando todas las fuerzas representadas. Por ejemplo, considera un bloque de peso, "W", soportado desde arriba por dos cables tensos unidos al techo a 90 grados respectivamente y encuentra la tensión estática en los cables. Dibuja un cuadrado representando el bloque con dos flechas hacia arriba desde la parte superior del cuadro a cada lado de una línea horizontal, que representa el techo. Ahora dibuja una flecha desde el centro de la caja extendiéndose hacia abajo, representando el peso del objeto. Etiqueta las dos flechas que van hacia arriba como T1 y T2 y la flecha hacia abajo como W.
Step 3
Escribe las ecuaciones de equilibrio del sistema. Por ejemplo, escribe "la suma de las fuerzas en dirección x = 0, la suma de las fuerzas en la dirección y = 0 y la suma de los momentos = 0".
Step 4
Resuelve las ecuaciones de equilibrio individuales para el sistema específico. En el ejemplo no hay momentos y no hay componentes x para las fuerzas dadas, por lo tanto la única ecuación a resolver es la suma de las fuerzas en la dirección y = 0. esto da como resultado: T1 + T2 - W = 0 o T1 + T2 = W. Dado que T1 y T2 deben ser iguales (ambos cuelgan a 90 grados): T1 = W/2 T2 = W/2 W/2 + W/2 = W
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Referencias
- "Física universal"; Francis W. Sears, et al.; 1987
- The Physics Classroom: fuerzas en dos dimensiones
Recursos
- "Estática y dinámica"; David J. McGill, et al.; 1989
Consejos
- Si los miembros en una tensión están en ángulos específicos, divide las fuerzas en sus componentes. Por ejemplo, si dos cables dados, uno a 45 grados y uno a 30 grados, y el peso dado, las ecuaciones de equilibrio deberían ser la suma de las fuerzas en la dirección x = 0 o F1 (cos 45 ) + F2 (cos 30 ) = 0. Los componentes y de la ecuación de equilibrio se leerían: F1 (sin 45) + F2 (sin 30) - W = 0.
Advertencias
- Construir un diagrama de cuerpo libre preciso es crucial para resolver el problema de forma correcta.
Sobre el autor
Yvonne Bernard began her writing career in 1994. She has written articles for “Design News” and published an engineering text book, “Environmental Engineering,” for McGraw-Hill. Bernard is also a member of several engineering societies. She has a Bachelor of Science in mechanical engineering from the University of Illinois.
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