Página 214 - Coordinación de Servicios de Información

3.5. Sistemas compuestos de dos
cuerpos rígidos.
Si el sistema estático en estudio es complejo, es
común que se requiera conocer tanto las fuerzas
desconocidas en los apoyos del sistema (global) como las
fuerzas en las uniones (enlaces o acoplamientos) entre los
diversos cueIJ>Os que integran el sistema global.
Es frecuente el caso en que dos de los cuerpos del
sistema global están acoplados mediante "pasadores", es
decir, elementos que se comportan como bisagras o
articulaciones.
A Bana2¿
Fig.8ó
Como ejemplo, la Fig. 86 muestra dos barras unidas por un
pasador liso en un extremo A. En el punto A se unen tres
cuerpos: la barra 1, el pasador y la barra 2. La Fig. 87
muestra un esquema del acoplamiento entre estos tres
elementos".
Pasador Barra 2
Fig.87
Notemos que la barra 1 ejerce fuerza sobre el pasador, y
éste ejerce fuerza sobre la barra 2. Estrictamente, pues, la
barra 1 no ejerce fuerza sobre la barra 2. Sin embargo, es
conveniente considerar que el pasador es parte de una de las
dos barras, digamos la barra 1. Si así lo hacemos podemos
decir que la barra 1 ejerce fuerza sobre la barra 2, y
viceversa. La fuerza de interacción entre ambas barras se
suele descomponer en sus cODJponentes cartesianas, y al
"abrir el contacto en el punto A" brotan fuerzas de acción·
reacción como se muestra en la Fig. 88. La pareja (A ,A )x y
a la izquierda de la figura forman la fuerza sobre la barra l
(más el pasador) debidas a la barra 2; por la tercera ley de
Newton. la pareja (A , A ) a la derecha de la figura son
x y
forman la reacción de la fuerza anterior, y son las que ejerce
la barra 1 (más el pasador) sobre la barra 2.
1D·37
Barra 2
Barra 1 + Pasador
'\ ~
Ay~~
Fig.88
Las fuerzas que aparecen son las mismas si consideramos
que el pasador es parte de la barra 2 en lugar de la barra l .
Entonces, en los DCL's no es necesario mostrar el detalle
del pasador sino que trazamos las fuerzas como vemos en la
Fig.89.
Ay
Fig.89
~
'~y~ ~
Así pues, no es necesario hacer ya referencia al pasador;
podemos hablar simplemente de la "fuerza de interacción A
entre ambas barras".
Veamos un ejemplo de desmembramiento de un
sistema por un punlo de unión tipo pasador.
!Ejemplo 19J Una barra horizontal de longitud 1.4 m y peso
420 N está empotrada por su extremo izquierdo A a una
pared fija. En su extremo derecho B la barra está acoplada
mediante UD pasador (articulación) a otra barra de longitud
l ro y peso 350 N, que descansa sobre un piso liso en el
extremo D, como se ve en la figura. Se aplican sobre esta
última barra un par de 1200 N-m y una fuerza de 860 N, con
los sentidos indicados. Calcular la reacción en el
empotramiento A, la fuerza normal en D, y la fuerza en el
pasador B.