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7 jun 2015

ESTATICA: PROBLEMA RESUELTO 02

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La estática vectorial es la parte de la mecánica encargada de estudiar el comportamiento de los cuerpos cuando se encuentran en equilibrio aplicando los principios físicos de la estabilidad. En este problema te planteo dar solución al caso de encontrar dos cuerpos cilíndricos en contacto mutuo a través de una de sus generatrices que se encuentran en el interior de una caja de peso desconocido sin base inferior de tal forma que los cilindros tocan las paredes respectivas del contenedor que los envuelve.

Se parte de los datos geométricos de los cuerpos para calcular el peso que debe tener la caja que los envuelve para garantizar la estática del sistema y evitar el vuelco del conjunto.

Para la resolución se planteará un sistema de ecuaciones a partir de los diagramas de cuerpo libre de los cilindros y sus reacciones respectivas. Con estos datos, se llevará a cabo un análisis del equilibrio en plano horizontal y en plano vertical (condición necesaria de estabilidad) y una ecuación adicional para estabilizar el vuelco consistente en plantear la sumatoria de los momentos respecto al punto de vuelco donde se igualarán los momentos estabilizadores y los desestabilizadores.

Esta condición de vuelco podemos experimentarla, por ejemplo, en un vehículo. Si un automóvil entra en una curva con velocidad excesiva, su fuerza centrípeta provocará un momento desestabilizador de vuelco con respecto al punto de contacto entre las ruedas y el asfalto (las más alejadas del centro de curvatura) que habrá de compensarse para mantener la estática con el momento estabilizador que provoca, sobre el mismo punto, el peso del vehículo.

coche

Estática: momento de vuelco Fuente: endado.com

Tras realizar el sistema, los datos nos conducirán a una inecuación que nos arrojará el mínimo peso de la caja que evitará el vuelco.

Espero que te sirva para preparar tu examen de física y mecánica en tu ingeniería o carrera de física.

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Autor: Javier Luque. @fdetsocial

Co-fundador del blog divulgativo de FdeT  

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