Cómo resolver esta pregunta de momento de física

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

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]

Este problema puede resolverse tomando el momento en el punto A. Está en condiciones de equilibrio, por lo que el momento sobre el punto A es cero.

Para la parte A la dirección es

1) A a C por base

2) C a una cuerda br

3) fuerza de gravedad en D

Tome el momento por la fuerza de gravedad que es en sentido horario y el momento por la tensión de la cuerda es en sentido antihorario La foto te será útil. Iguale ambos con cero debido a la condición de equilibrio.

La tercera flecha originantes de A y equilibra la tensión del cable y el peso de la viga, por lo que debe apuntar hacia arriba, y hacia la derecha.

Esto debería ser obvio cuando se considera la tercera ley de Newton: en un sistema equilibrado, para cada acción debe haber una reacción igual y opuesta. La tensión en el cable debe actuar hacia la izquierda, a lo largo del cable, y el peso debe actuar hacia abajo. Por lo tanto, para equilibrar estas fuerzas, las fuerzas deben ser quivilantes hacia arriba y hacia la derecha. El único otro punto en el que una fuerza puede actuar sobre la viga es A, por lo que estas fuerzas deben provenir de una fuerza resultante allí.

Para la segunda parte de la pregunta, dado que A es un pivote, puede asumir que los momentos serán cero. Tomas momentos sobre A, donde los momentos en sentido horario deben ser iguales a los momentos en sentido antihorario. El peso es el único momento en el sentido de las agujas del reloj, y actúa a una distancia perpendicular de 3 * cos (30), y la tensión del cable es el único momento en sentido contrario a las agujas del reloj, que actúa a una distancia perpendicular de 6 * sin (30).

Como sabe que el peso es de 1800 g, solo tiene uno desconocido, la tensión en el cable.

Por lo tanto, si denotamos la tensión como T (BC),

Tomando momentos sobre A:

M (A) = 1800g * 3cos (30) – T (BC) * 6sin (30)

M (A) = 0

0 = 1800g * 3cos (30) – T (BC) * 6sin (30)

Y la respuesta debería ser fácil de encontrar desde allí.

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