Colección · 4 juegos

Equilibrio de fuerzas: cuando todo se anula

Un objeto en equilibrio sigue en reposo porque las fuerzas sobre él, y sus efectos de giro, se anulan. Estos juegos, de dos temas, lo usan todos: juégalos para equilibrar vectores, dimensionar cables, colocar pesos en una palanca y repartir una carga entre apoyos.

Las dos condiciones de equilibrio

Un objeto en reposo sigue en reposo solo si la suma vectorial de las fuerzas sobre él es cero, ΣF = 0: por componentes, ΣFₓ = 0 y ΣF_y = 0, y dibujadas una tras otra las fuerzas cierran un polígono. Además no debe empezar a girar, así que los momentos respecto a cualquier punto se anulan, ΣM = 0, donde cada momento es una fuerza por su distancia perpendicular, M = F·d. Las fuerzas que actúan todas en un punto solo necesitan la primera condición; un tablón, una palanca o un puente necesitan las dos.

Equilibrio de fuerzas
ΣF = 0
Equilibrio de momentos
ΣM = 0

Juegos de esta colección

4 juegos

JUEGA AHORA · 19

Mesa de fuerzas: equilibra el anillo

Equilibra un anillo del que tiran cuerdas en distintos ángulos. Descubre por qué 3 N y 4 N necesitan exactamente 5 N para anularse y por qué solo importa la suma vectorial.

Suma vectorialEquilibrio
Jugar a Mesa de fuerzas
Equilibrio
ΣF = 0
Módulos
|F₁ + F₂| ≤ |F₁| + |F₂|

JUEGA AHORA · 32

Cartel colgante: equilibra los cables

Cuelga un cartel de 20 kg de uno o dos cables. Usa ΣF = 0 para hallar cada tensión, descubre por qué los cables casi planos tiran mucho más y encuentra el ángulo más plano que admite un cable.

Equilibrio de fuerzasTensión
Jugar a Cartel colgante
Vertical
Σ T·sen θ = W
Horizontal
T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂

JUEGA YA · 33

Balancín: equilibra los momentos

Equilibra un balancín con niños de distintas masas. Usa el momento, peso × distancia, para colocarlos, incluye el peso de la propia tabla y encuentra la fuerza que levanta una carretilla.

Momento de una fuerzaEquilibrio de rotación
Jugar a Balancín
Equilibrio
ΣM = 0
Momento
M = m·g·d

JUEGA YA · 34

Puente de tablón: reparte la carga

Carga un tablón apoyado en dos soportes. Usa ΣF = 0 y ΣM = 0 para hallar la reacción de cada apoyo, incluye el peso del tablón y descubre dónde se rompe un apoyo o vuelca el tablón.

Equilibrio estáticoReacciones en los apoyos
Jugar a Puente de tablón
Fuerzas
R_A + R_B = W + w
Momentos respecto a A
R_B·L = W·x + w·x_c

Cómo lo usa cada juego

  1. Mesa de fuerzas Tres cuerdas tiran de un anillo en distintos ángulos. Halla la fuerza que hace cero la suma vectorial para que el anillo quede centrado.
  2. Cartel colgante Un cartel cuelga de uno o dos cables. Descompón cada tensión con ΣF = 0 para saber qué resistencia necesita cada cable.
  3. Balancín Los niños se sientan a distintas distancias del pivote. Equilibra los momentos con ΣM = 0, incluido el peso de la propia tabla.
  4. Puente de tablón Un tablón descansa sobre dos apoyos. Usa juntas ΣF = 0 y ΣM = 0 para hallar cada reacción y dónde se rompe un apoyo o vuelca el tablón.

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