Si un miembro (como el brazo de esta grúa) está en equilibrio estático, entonces todas las fuerzas que actúan sobre él deben equilibrarse. Aquí hay una forma genial de resolver este problema de equilibrio. Tenemos una sola fuerza (tensión del cable) en C y otra fuerza única (peso) que actúa en D. Por lo tanto, la tercera fuerza que actúa en el punto A debe equilibrar las otras dos. Si solo tenemos tres fuerzas actuando, entonces todas las fuerzas deben pasar por un punto común como se muestra en este diagrama de cuerpo libre del brazo:
Peso del brazo = mg = (1800 kg) (9.81) = 17700 N
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Si todas las fuerzas pasan por un punto común, se llama un sistema de fuerza concurrente. Como solo tenemos tres fuerzas, una forma conveniente de resolver esto es mediante el uso de trigonometría. Dibuje un diagrama vectorial que muestre las tres fuerzas dibujadas de punta a cola:
Recuerde que esto no es lo mismo que encontrar la resultante de dos vectores. Tenga en cuenta que mis puntas de flecha están todas en la misma dirección (en sentido antihorario). Si sumar los vectores lo lleva de vuelta al punto de partida, entonces [math] \ Sigma F = 0 [/ math] y tenemos un equilibrio estático. Resolví el ángulo theta [math] \ theta [/ math] usando trig:
[matemáticas] tan \ theta = \ frac {3.0} {3cos30} [/ matemáticas]
[matemáticas] \ theta = 49.1 ^ {\ circ} [/ matemáticas]
Ahora usa el triángulo vectorial para resolver los otros dos lados del triángulo:
Tensión del cable [matemática] T = (17700N) (tan40.9) = 20400 N [/ matemática]
[matemáticas] F_A = \ frac {17700 N} {cos40.9} = 23400 N [/ matemáticas]