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(Collarín)
Tierra W
Cuerda T
Resorte R
Guía recta N
Fig. 56
En todos los diagramas de cuerpo libre de
bloques que hemos presentado podríamos haber
representado a los bloques por puntos, como se ilustra
en la Fig. 57.
W, l ~
~1
Fig.57
En todos ellos hemos podido tratarlos como
partículas puesto que sus dimensiones geométricas no
entran en el cálculo de las fuerzas.
En muchos casos la ubicación de los puntos de
aplicación es un factor determinante. Estos casos se
tratan en la estática del cuerpo rígido. No obstante,
convendrá dar aquí un ejemplo de los problemas
implicados. Eche un vistazo a la Fig. 58a.
40
120 • ¡40
100 1 N
Fig.58
Un bloque que pesa 100 newton se jala por una orilla
hacia arriba mediante una cuerda a la que se aplica
una tensión de 40 newton. En el DCL de la Fig. 58.
usamos dos fuerzas equivalentes: una es el peso de
11-31
100 newton, aplicado en el centroide del bloque; la
otra es la fuerza normal de 60 newton, cuyo punto
de aplicación ya no es el centro de la base, sino que
está desplazado hacia la derecha como se ve.
Suponiendo que el lado horizontal frontal del bloque
mide 240 mm, resulta que la normal actúa a 80 mm de la
línea central vertical (se verifica la relación 40 x 120 ""
60 x SO). Si la tensión se aumenta a 50, la normal se
concentra en la orilla derecha. Si se sigue aumentando
la tensión, el bloque empieza a deslizar o rotar sobre
esta oriBa. Este análisis corresponde a la estática del
cuerpo rígido.
Con los métodos de la estática de partículas,
haríamos un diagrama como el de la Fig. 58b, en que
las tres fuerzas concurren en un punto. Dado el peso
de 100 Y la tensión de 40, calcularíamos trivialmente
que N = 60. Evidentemente, aquí el modelo de
partícula no da una idea cabal del fenómeno, pues no
se logra captar el fenómeno de deslizamiento o
rotación del bloque sobre su esquina derecha.
3_6_ Fuerzas de tensión en cables
Existe un modo de definir un sistema físico,
alternativo o complementario al modo de enume–
ración o "lista de cuerpos" introducido en el capítulo
2. He aquí cómo: se especifica una superficie
matemática fija y cerrada, y simplemente se estipula
que el sistema es toda la materia que queda encerrada
en dicha superficie. La Fig. 59a lo muestra
esquemáticamente. El sistema comprende el cuerpo
entero A y las partes estilizadas de los cuerpos B y C.
La superficie que delimita al sistema se denomina la
frontera sistémica.
,
,
Frontera sistémica
___L ___ _ -- ,
, ,
, ,
\ \
\ I
, ~~_v
~---~-'
B' ~
~ -,~
Secciones sistémicas
Fig.59