Hola , ayuda con el siguiente ejercicio:
La vara homogénea de largo L y masa m=10 kg se encuentra horizontal y en equilibrio estático en el plano XY. En el punto A ( a L/4 de B ) esta unida una cuerda que forma un angulo ∝ con la vertical y en el extremo B, ata la vara al suelo con otra cuerda que forma un angulo θ =30° con la vertical. Calcule a) La tensión en A ; b) la tensión![]()
en B ; c) el angulo ∝
Vamos con una orientación.
Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto B, con eje OX sobre la barra con sentido positivo hacia la derecha según tu figura, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.
Luego, observa que sobre la barra están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, sentidos y puntos de aplicación:
Peso: P = M*g = 10*9,8 = 98 N, vertical, hacia abajo, aplicada en el punto: PP(L/2,0);
Tensión aplicada en el punto B: TB, inclinada hacia abajo y a la derecha, aplicada en el punto: B(0,0);
Tensión aplicada en el punto A: TA, inclinada hacia arriba y a la izquierda, aplicada en el punto: A(L/4,0).
Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (para traslaciones), y queda el sistema de ecuaciones:
TBx - TAx = 0,
-TBy + TAy - P = 0;
luego, sustituyes las expresiones de las componentes de las tensiones (observa que tienes los ángulos que forman con la dirección del eje OY), y queda:
TB*senθ - TA*senα = 0,
-TB*cosθ + TA*cosα - P = 0;
luego, sustituyes expresiones, sumas 98 en ambos miembros de la segunda ecuación, y queda:
TB*sen(30°) - TA*senα = 0 (1),
-TB*cos(30°) + TA*cosα = 98 (2).
Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (para rotaciones), observa que la tensión aplicada en el punto B y la componente horizontal de la tensión aplicada en el punto A no producen momentos de fuerzas, y observa que consideramos un eje de giros perpendicular a la figura que pasa por el punto B, con giro positivo con sentido antihorario), y queda:
(L/4)*TAy - (L/2)*P = 0, multiplicas por 4 y divides por L en todos los términos, y queda:
TAy - 2*P = 0, sustituyes la expresión de la componente vertical de la tensión aplicada en el punto A, y queda:
TA*cosα -2*P = 0, sumas 2*P en ambos miembros, reemplazas el valor del módulo del peso, resuelves, y queda:
TA*cosα = 196 N (3).
Luego, solo queda que resuelvas el sistema formado por las ecuaciones señaladas (1) (2) (3) (te dejo la tarea).
Espero haberte ayudado.
