¿Cómo se equilibran los siguientes pesos? ¿Por qué no siguen cayendo para siempre?

La condición para el equilibrio es que la fuerza neta y el par neto en el sistema es igual a cero en todas las direcciones y alrededor de todos los ejes, respectivamente.

1. Mirando su primer diagrama, la única forma en que se puede lograr el equilibrio es si hay fuerzas adicionales exactamente iguales a 5N en el mismo lado que el peso de 50N. Si esto fuera una configuración real y las observaciones fueran exactamente como tales, deduciría que la fricción entre la cuerda y la polea es igual a 5N.
2. Para la segunda configuración, sabemos que el par es igual al producto de la fuerza y ​​la distancia perpendicular al pivote. Por lo tanto, su enfoque no debe ser equilibrar las fuerzas sino el par. ¿Cuál es la distancia desde el centro de masas de los 2 pesos al pivote? Si esto estuviera en equilibrio, entonces es probable que el peso de 55N tenga una distancia perpendicular más corta para pivotar.

Ahora nos detenemos y nos damos cuenta de que en el primer diagrama en realidad también estamos viendo un sistema de torque y deberíamos equilibrar el torque en lugar de las fuerzas. Lo hicimos solo porque asumimos que la polea gira sobre su centro, lo cual puede no ser el caso.
Por lo tanto, también es posible que la distancia perpendicular entre el peso de 55N y el centro si la polea sea más corta que la del peso de 50N.

En respuesta a su edición, agrego la solución:

No puede simplemente sumar las masas en este caso porque las poleas más pequeñas no están en equilibrio. Hay aceleración en ambos, y la tensión resultante se suma a la fuerza ejercida sobre la polea más grande.
Comenzamos escribiendo ecuaciones para la polea izquierda:

La ecuación superior es para la masa de 6 kg, mientras que la inferior es para la masa de 3 kg. Eliminamos a1 para obtener T1 igual a 4g (1).

Hacemos exactamente lo mismo para que la polea derecha obtenga (2):

Ahora la tensión a la izquierda de la polea grande es igual al peso total más 2 de las tensiones, debido a los 2 lados de la polea. Hacemos lo mismo para el lado derecho de la siguiente manera:

Luego eliminamos T para obtener (3).

Ahora tenemos 3 ecuaciones y 3 incógnitas, así que resuelve M:

Ellos siguen cayendo. No hay forma de que se detengan allí.
A no ser que :

• Hay fuerza de fricción entre la cuerda y la polea.
• La polea no está pivotada en el centro. El par entra en juego.
• La cuerda podría no ser ligera. Debe haber el mg de las cuerdas allí mismo.

Aparte de eso, si la pregunta dice: Polea ideal, cuerdas ligeras o cuerdas ideales, no hay forma de que logren el equilibrio.

Por favor, arroja algo más de luz sobre dónde los encontraste en equilibrio. Si se tratara de una pregunta de un libro de texto, debo mencionar alguno de los 3 puntos que mencioné. Si estás hablando de la vida real, entonces nada es ideal.

Esperamos una explicación de su parte en el comentario. 🙂

Como en el segundo caso, (no vi la imagen la primera vez) Torque necesita ser equilibrado para un equilibrio. Lo que hay que tener en cuenta es la distancia de la masa desde el punto en el que se cuelga el aparato.

Este es un libro de texto, no el mundo real. En el primer caso, se supone que la polea, si no se especifica, no tiene fricción y la cuerda es perfectamente flexible y sin masa, por lo que un extra de 5 newtons de tracción tirará hacia abajo del lado más pesado. Para que esto no suceda, la polea necesitaría tener MUCHA fricción.

En el segundo caso, creo.