Estática

Marcos y máquinas: sepáralos por los pasadores

Miembros de fuerzas múltiples, desmembrar en pasadores, el par acción-reacción del pasador, resolver un marco viga-puntal, la ventaja mecánica de una máquina

A diferencia de una armadura, un marco o máquina tiene miembros cargados en tres o más puntos, así que sus fuerzas ya no van a lo largo de la barra. La jugada es separar la estructura por sus pasadores y equilibrar cada pieza por separado.

Activa la tercera fuerza. Con fuerzas en tres puntos, un miembro ya no puede empujar solo a lo largo de su línea: se flexiona y soporta cortante. Es un miembro de fuerzas múltiples.

Separa el marco por el pasador. Cada miembro recibe su propio diagrama de cuerpo libre, con la fuerza del pasador donde antes se unían.

En un pasador compartido, los dos miembros se empujan con fuerzas iguales y opuestas. Cambia de miembro: la fuerza del pasador solo se invierte por la tercera ley de Newton.

Arrastra la carga. Como el puntal es un miembro de dos fuerzas, una ecuación de momento en la viga da su fuerza, que escala con P.

Una máquina cambia distancia por fuerza. Arrastra la entrada; la palanca la multiplica por la razón de los brazos: eso es la ventaja mecánica.

En la prácticaLos marcos y máquinas contienen miembros de fuerzas múltiples - cargados en tres o más puntos - así que, a diferencia de una armadura, sus fuerzas no van a lo largo del miembro. Se resuelven desmembrando: dibuja un DCL para cada miembro y aplica ΣFx=0, ΣFy=0, ΣM=0, recordando que un pasador compartido ejerce fuerzas iguales y opuestas sobre los dos miembros que une. Reconocer cualquier miembro de dos fuerzas (un puntal o un eslabón) reduce su fuerza de pasador a una sola incógnita a lo largo de su línea. Un marco se construye para quedarse quieto; una máquina usa el mismo equilibrio para cambiar movimiento por ventaja mecánica. Después, las cargas distribuidas reemplazan estas fuerzas puntuales por una carga repartida a lo largo de una longitud.

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