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Las ecuaciones de haz son una parte esencial de la mecánica y una excelente manera de perfeccionar tus habilidades matemáticas y físicas. La capacidad de calcular las fuerzas que actúan sobre vigas es fundamental en la construcción, la educación científica e incluso la mejora básica del hogar, como la construcción de estantes.
Las ecuaciones de haz también le permiten resolver cosas desconocidas, como cuánto pesa una caja o cuánto dura una viga, al reorganizar las ecuaciones. Esta es una manera de ahorrar tiempo y esfuerzo si necesita conocer el peso de un objeto fijo sin la molestia de desmontar lo que sea que esté fijado.
Dibuje un diagrama que incluya las fuerzas que actúan sobre la viga y la longitud de la viga. Esto ayuda a visualizar el problema y le permite recopilar toda la información suministrada en una sola imagen. Esto a menudo se llama diagrama de cuerpo libre en los libros.
Use una escala para determinar la fuerza en el sentido de las agujas del reloj que actúa sobre la viga (si está presente), medida en Newtons (N). Si la fuerza está a la izquierda del punto de equilibrio, entonces actuar hacia arriba (levantar) provoca un momento en el sentido de las agujas del reloj. Si actúa a la derecha del punto de equilibrio, una fuerza descendente (gravedad) provoca un momento en el sentido de las agujas del reloj. Etiquete la fuerza en sentido horario "Fc".
Use una regla para medir la distancia horizontal en metros (m) entre la fuerza en el sentido de las agujas del reloj y el centro del punto de equilibrio, si está presente. Etiqueta esta distancia "dc".
Use una escala para determinar la fuerza en sentido antihorario, medida en Newtons (N) que actúa sobre la viga, si está presente. Si la fuerza está a la izquierda del punto de equilibrio, actuar hacia abajo (gravedad) provoca un momento antihorario. Si actúa a la derecha del punto de equilibrio, una fuerza hacia arriba (elevación) provoca un momento en sentido antihorario. Etiqueta la fuerza en el sentido de las agujas del reloj "Fa".
Use una regla para medir la distancia horizontal en metros (m) entre la fuerza en sentido antihorario y el centro del punto de equilibrio, si está presente. Etiqueta esta distancia como "da". A estas alturas debería haber surgido un desconocido: "Fc", "dc", "Fa" o "da".
Calcule los momentos en el sentido de las agujas del reloj (Mc) usando la fórmula por un momento:
Mc = Fc x dc.
Un momento en el sentido de las agujas del reloj es igual a la fuerza en el sentido de las agujas del reloj multiplicada por la distancia horizontal desde el punto de equilibrio.
Calcule los momentos en sentido contrario a las agujas del reloj (Ma) usando la fórmula por un momento:
Ma = Fa x da.
Un momento antihorario es igual a la fuerza antihoraria multiplicada por la distancia horizontal desde el punto de equilibrio.
Deje que los momentos en sentido horario sean iguales a los momentos en sentido antihorario para encontrar los valores cuando están en equilibrio:
Fa x da = Fc x dc
Esto se conoce en física como equilibrio.
Convierta la fuerza o distancia desconocida en el tema de investigación reorganizando la fórmula para aislar lo desconocido en un lado de la ecuación. Esto se hace dividiendo el otro lado de la ecuación por la fuerza o distancia conocida.
Por ejemplo, si queremos encontrar dc, divida la ecuación por Fc:
dc = (Fa x da) / Fc
Ingrese los números conocidos en la ecuación y resuelva la ecuación para lo desconocido. La ecuación resuelta da la fuerza o distancia requerida para equilibrar los dos lados de la viga.
La respuesta debe ser igual o mayor que este número si queremos levantar el objeto.