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Esta03.gif (2582 bytes) Una varilla de 6 kg y 0.8 m de longitud está apoyada sobre un ángulo recto liso, como se muestra en la figura. Calcular :
  • El ángulo de equilibrio que forma la varilla con la horizontal.
  • Las reacciones en los apoyos.

Respuesta

El ángulo de equilibrio que forma la varilla con la horizontal vale q=30º

La reacción del plano izquierdo es F1=3 kp

La reacción del plano inclinado derecho es

Solución

Para que un sólido rígido esté en equilibrio se tienen que cumplir dos condiciones

  1. Que la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el sólido sea cero.
  2. Una vez dibujadas las fuerzas sobre la barra se sustituyen las fuerzas F1 y F2 pos sus componentes rectangulares

  3. Que la suma de los momentos de dichas fuerzas respecto de un punto sea cero.
Esta031.gif (3366 bytes) La resultante es cero

F1 cos60º+F2 sen30º=6

F1 sen60º=F2 sen30º

Momentos respecto del apoyo izquierdo

-6*0.4*cosq+F2*0.8*sen(60-q)=0

Esta032.gif (2611 bytes) Para calcular el momento de las fuerzas F2 y del peso de la barra respecto del extremo izquierdo de la misma, hay que dibujar el brazo de dichas fuerzas, que se muestra en la figura de color rojo.

El brazo de la fuerza F2 vale 0.8*sen(60-q).

El brazo del peso de la barra vale 0.4*cosq.

De las dos primeras ecuaciones del equilibrio de la barra obtenemos F1 y F2.

F1=3 kp

Para hallar el ángulo en la tercera ecuación hay que aplicar la fórmula del seno de una diferencia de dos ángulos

sen(a-b)=sena*cosb-senb*cosa

El resultado es q=30º