Cálculo de momentos de fuerzas en barras y placas

Contenido del curso

Introducción

Estática de Particulas

Cuerpos rígidos

Equilibrio de los cuerpos rígidos

Análisis de estructuras

Futuros pasos

27
Mecánica de Sólidos: Equilibrio y Deformaciones Básicas
01:18 min

Tomar examen

Cursos Empresas Blog Live Conf Eventos Precios

Una fuerza de 400 N actúa en la barra en forma de T. Determine el momento de la fuerza respecto al punto O.

Solución:

Ya que la fuerza actúa en un ángulo oblicuo respecto a los ejes coordenados, podemos descomponer dicha fuerza para facilitar los cálculos.

Fx=400Ncos(60º) = 200N Fy=400Nsen(60º) =346,41N

Ahora, definimos las distancias x e y desde el eje de giro hasta el punto de aplicación de la fuerza. Será x = 0,3m, e y = 0,6m.

Consideramos el sentido antihorario como positivo. Usando el Teorema de Varignon, tenemos que el momento de la fuerza de 800N respecto al punto O será:

MO = Fy x - Fxy =346,41N0,3m - 200N0,6m = -16,08Nm

El signo negativo nos indica que el momento de la fuerza de 400N respecto al punto O es en sentido horario.

Cálculos extra: obtener el momento como vector.

Ya que sabemos la definición vectorial del momento respecto a una fuerza,

MO = r x F

El vector r será un vector dirigido desde el eje de giro, al punto de aplicación de la fuerza,

r =0,3 i + 0,6 j

y el vector F será escrito en base a sus componentes rectangulares.

F =200N i +346,41N j

Con ello, el vector Mo será:

MO =(0,3 i + 0,6 j) x (200N i +346,41N j) = -16,08Nm k

Ejercicios de práctica

Después de mirar el ejemplo, resuelve los siguientes ejercicios y comenta en el sistema de discusiones tus respuestas.

La placa rectangular mostrada está sometida a dos fuerzas en los puntos indicados.

Encuentra el momento resultante que producen las fuerza F1 y F2 respecto al punto O, si el valor de F1 es 100N, el valor de F2 es 50N y el ángulo Ө es 70º. Considere el sentido antihorario como positivo.

II. Para el par de fuerzas mostrado en la figura, donde F = 100N:

Encuentra el valor del momento producido por el par de fuerzas, respecto al eje O.

Solución:

Podríamos obtener las componentes rectangulares de cada fuerza, y calcular el momento que cada una produce sobre el punto O. Sin embargo, un camino mas fácil corresponde a encontrar el momento producido por el par.

Como hemos visto, el momento de un par de fuerzas depende de la magnitud de la fuerza y la distancia perpendicular entre ellas.

En la figura, vemos la distancia perpendicular entre las fuerzas. Formamos un triángulo usando la distancia horizontal entre ellas, y el ángulo que forman con la horizontal (60º).

Así, obtenemos el valor de la distancia d, usando trigonometría:

d = 0,4m * sen (60º) = 0,35 m

Y entonces el momento Mo será:

MO = F*d = 100N * 0,35m = 35Nm

Ejercicios de práctica

Para el par de fuerzas mostrado en la figura, donde F tiene una magnitud de 50N, encuentra el valor del momento producido por el par de fuerzas.

Cálculo de momentos de fuerzas en barras y placas

Curso de Física Mecánica Estática

Clase 16 de 27

Clase 16 / 27

Smerlyn Javier Eusebio Bonifacio

Hace 8 años

Una fuerza de 400 N actúa en la barra en forma de T. Determine el momento de la fuerza respecto al punto O.

Graficas-ejercicios-curso-fisica-mecanica-estatica-platzi-3.jpg Solución:

Ya que la fuerza actúa en un ángulo oblicuo respecto a los ejes coordenados, podemos descomponer dicha fuerza para facilitar los cálculos.

Fx=400Ncos(60º) = 200N Fy=400Nsen(60º) =346,41N

Ahora, definimos las distancias x e y desde el eje de giro hasta el punto de aplicación de la fuerza. Será x = 0,3m, e y = 0,6m.

Consideramos el sentido antihorario como positivo. Usando el Teorema de Varignon, tenemos que el momento de la fuerza de 800N respecto al punto O será:

MO = Fy x - Fxy =346,41N0,3m - 200N0,6m = -16,08Nm

El signo negativo nos indica que el momento de la fuerza de 400N respecto al punto O es en sentido horario.

Cálculos extra: obtener el momento como vector.

Ya que sabemos la definición vectorial del momento respecto a una fuerza,

MO = r x F

El vector r será un vector dirigido desde el eje de giro, al punto de aplicación de la fuerza,

r =0,3 i + 0,6 j

y el vector F será escrito en base a sus componentes rectangulares.

F =200N i +346,41N j

Con ello, el vector Mo será:

MO =(0,3 i + 0,6 j) x (200N i +346,41N j) = -16,08Nm k

Ejercicios de práctica

Después de mirar el ejemplo, resuelve los siguientes ejercicios y comenta en el sistema de discusiones tus respuestas.

La placa rectangular mostrada está sometida a dos fuerzas en los puntos indicados.

Graficas-ejercicios-curso-fisica-mecanica-estatica-platzi-4.jpg Encuentra el momento resultante que producen las fuerza F1 y F2 respecto al punto O, si el valor de F1 es 100N, el valor de F2 es 50N y el ángulo Ө es 70º. Considere el sentido antihorario como positivo.

II. Para el par de fuerzas mostrado en la figura, donde F = 100N:

Graficas-ejercicios-curso-fisica-mecanica-estatica-platzi-5.jpg Encuentra el valor del momento producido por el par de fuerzas, respecto al eje O.

Solución:

Como hemos visto, el momento de un par de fuerzas depende de la magnitud de la fuerza y la distancia perpendicular entre ellas. Graficas-ejercicios-curso-fisica-mecanica-estatica-platzi-6.jpg

En la figura, vemos la distancia perpendicular entre las fuerzas. Formamos un triángulo usando la distancia horizontal entre ellas, y el ángulo que forman con la horizontal (60º).

Así, obtenemos el valor de la distancia d, usando trigonometría:

d = 0,4m * sen (60º) = 0,35 m

Y entonces el momento Mo será:

MO = F*d = 100N * 0,35m = 35Nm

Ejercicios de práctica

Para el par de fuerzas mostrado en la figura, donde F tiene una magnitud de 50N, encuentra el valor del momento producido por el par de fuerzas.

Comentarios (22)22 comentarios

Yuri Añorga

Daniel Díaz

Hace 4 años

Denis Gualán

Hace 7 años

Roberto Daniel Barrón martinez

Omar Ayala Hernandez

Hace 6 años

Josué Esteban Cordero Ruvalcaba

Ricardo Rosas Esquivel

Sebastian Valencia Zapata

Miguel Angel Malarin Flores

Julio Cesar Paz Zepeda

Hace 5 años

Luis Angel José Portillo Arévalo

Israel Aguila Martinez

Hace 3 meses

David Eduardo Cano mercado

Hace 5 meses

JULIO CESAR GOMEZ MATA

Hace 7 meses

Javier Armando Choque Sansuste

Jose julian Lopera Garcia

Hace 3 años

Jefferson Vilca

DIEGO ALEXANDER ARISTIZABAL ARISTIZA

Introducción

Estática: Equilibrio de Partículas y Cuerpos Rígidos

Fundamentos de Mecánica: Estática y Dinámica en Estructuras

Transformaciones de Unidades en el Sistema Internacional

Conversión de Unidades en Magnitudes Físicas

Estática de Particulas

Fuerzas Concurrentes y Cuerpos Rígidos en Mecánica Newtoniana

Suma de Fuerzas y Descomposición Vectorial en el Plano

Equilibrio de Partículas: Suma Vectorial de Fuerzas

El diagrama de cuerpo libre

Suma y Descomposición de Fuerzas en el Espacio Tridimensional

Equilibrio de Fuerzas en Cuerpos Tridimensionales

Cálculo de fuerzas y tensiones en sistemas de equilibrio

Cuerpos rígidos

Análisis de Cuerpos Rígidos y Principio de Transmisibilidad

Cálculo del Momento de una Fuerza y su Aplicación en Ingeniería

Principios del Par de Fuerzas y su Efecto de Giro

Transformación de Fuerzas a Momentos en Cuerpos Rígidos

Cálculo de momentos de fuerzas en barras y placas

Equilibrio de los cuerpos rígidos

Equilibrio de Cuerpos Rígidos y Reacciones de Apoyo

Equilibrio en Sistemas Bidimensionales: Fuerzas y Momentos

Equilibrio de Cuerpos Sometidos a Dos y Tres Fuerzas

Equilibrio de Cuerpos Rígidos en Tres Dimensiones

Análisis de estructuras

Análisis de Reticulados en Estructuras 2D

Diseño y Estabilidad de Reticulados en Estructuras

Análisis de Fuerzas en Reticulados: Método de los Nudos y Secciones

Métodos de Nudos y Secciones en Análisis de Reticulados

Análisis Estructural: Diferencias entre Marcos y Reticulados

Cálculo de Fuerzas Internas en Barras de Reticulado

Futuros pasos

Mecánica de Sólidos: Equilibrio y Deformaciones Básicas

Cálculo de momentos de fuerzas en barras y placas