Cuadrado y barra en equilibrio
De Laplace
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1 Enunciado
a y peso P0 se apoya en una pared vertical y en el vértice derecho superior de un cuadrado de lado a y peso P2. Ambos contactos son lisos. La base del cuadrado se apoya en el suelo con un contacto rugoso con coeficiente de rozamiento estático μ. En cada sólido, el peso se ejerce en su centro de masas.
- Dibuja el diagrama de sólido libre de ambos sólidos.
- Calcula las fuerzas de reacción vincular y/o pares de enlace que actúan sobre cada sólido en la situación de equilibrio mecánico.
- Analiza las condiciones de equilibrio frente a deslizamiento y vuelco.
2 Diagrama de sólidos libres
El sistema está formado por un sólido fijo, consistente en el suelo y una pared vertical (sólido “1”), sobre el que se apoyan el cuadrado de lado a (sólido “2”), y la barra rígida de longitud a (sólido “0”). El objetivo general de este ejercicio es el estudio del equilibrio mecánico del sistema cuando el cuadrado y la barra están contenidos en un plano vertical.
Comenzaremos dicho estudio aplicando los principios de fragmentación y de liberación para obtener los diagramas de sólidos libres para la barra y el cuadrado. Mediante esta operación, los vínculos geométricos derivados del contacto entre sólidos son sustituidos por unas fuerzas de reacción vincular (o pares de enlace) que contribuyen al equilibrio de forma idéntica a los vínculos. El diagrama de sólido libre se completa con las fuerzas no vinculares que actúan sobre el sólido. En este caso, dichas fuerzas serán los respectivos pesos de los sólidos “0” y “2”.
